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JP2000058683A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

Info

Publication number
JP2000058683A
JP2000058683A JP10225651A JP22565198A JP2000058683A JP 2000058683 A JP2000058683 A JP 2000058683A JP 10225651 A JP10225651 A JP 10225651A JP 22565198 A JP22565198 A JP 22565198A JP 2000058683 A JP2000058683 A JP 2000058683A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
gate
polycrystalline silicon
semiconductor device
silicon
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.)
Abandoned
Application number
JP10225651A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Oshima
洋一 大島
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP10225651A priority Critical patent/JP2000058683A/en
Publication of JP2000058683A publication Critical patent/JP2000058683A/en
Abandoned legal-status Critical Current

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  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ゲート材料として高融点金属シリサイド膜を有
する半導体装置において、ゲート酸化膜の膜質を劣化さ
せず、SAS(Self-Align-Source )工程においてはエ
ッチング時のストッパー膜を有するとともに、高融点金
属シリサイド膜の異常酸化を防止できる。 【解決手段】多結晶シリコン膜10、タングステンシリ
サイド膜12の順で積層されたポリサイド構造のゲート
を有し、タングステンシリサイド膜12上に密着して多
結晶シリコン膜14が形成される。この多結晶シリコン
膜14は、SAS工程においてはエッチング時のストッ
パー膜として機能し、高ドーズ量のイオン注入時におい
てはタングステンシリサイド膜12を保護する保護膜と
して機能する。さらに、多結晶シリコン膜12は十分な
膜厚を有しているため、酸化工程においてもタングステ
ンシリサイド膜12が異常酸化するのを防止する。
(57) Abstract: In a semiconductor device having a refractory metal silicide film as a gate material, a stopper film at the time of etching is formed in a SAS (Self-Align-Source) process without deteriorating the film quality of a gate oxide film. In addition to the above, abnormal oxidation of the refractory metal silicide film can be prevented. A polycrystalline silicon film and a tungsten silicide film are stacked in this order, and the gate has a polycide structure. A polycrystalline silicon film is formed in close contact with the tungsten silicide film. The polycrystalline silicon film 14 functions as a stopper film at the time of etching in the SAS process, and functions as a protective film for protecting the tungsten silicide film 12 at the time of ion implantation at a high dose. Further, since the polycrystalline silicon film 12 has a sufficient thickness, the tungsten silicide film 12 is prevented from being abnormally oxidized even in the oxidation step.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置のトラ
ンジスタ構造に関し、特にゲート材料として高融点金属
シリサイド膜あるいは高融点金属膜を用いた半導体装置
及びその製造方法に関するものである。
The present invention relates to a transistor structure of a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device using a refractory metal silicide film or a refractory metal film as a gate material and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、下層から多結晶シリコン(Poly S
i )、高融点金属シリサイドである例えばタングステン
シリサイド(WSi2 )の順で積層されたポリサイド構
造のゲート電極が使用されつつある。このポリサイド構
造のゲート電極では、タングステンシリサイド膜を堆積
した後の酸化工程において、タングステンシリサイド膜
中のタングステン(W)が直接酸化されて酸化タングス
テン(WOx)が形成され、体積異常膨脹を引き起こす
現象が知られている。これは、前記酸化工程において、
酸化速度が速いときあるいは酸化量が多いときに、シリ
コン(Si)の供給が不足するために起きるものであ
る。この現象は、半導体装置の微細化が進んで、ゲート
電極幅が細くなり、また形成される膜が薄膜化するにつ
れて、相対的にSi供給量が減り、耐酸化マージンが減
少するため、頻繁に発生するようになっている。
2. Description of the Related Art In recent years, polycrystalline silicon (Poly S
i) A gate electrode having a polycide structure in which a high melting point metal silicide, for example, tungsten silicide (WSi 2 ) is laminated in this order is being used. In the gate electrode having the polycide structure, in the oxidation step after the deposition of the tungsten silicide film, the phenomenon that the tungsten (W) in the tungsten silicide film is directly oxidized to form tungsten oxide (WOx) and cause abnormal volume expansion. Are known. This is because in the oxidation step,
This occurs when the oxidation rate is high or the oxidation amount is large, because the supply of silicon (Si) is insufficient. This phenomenon frequently occurs because as the miniaturization of the semiconductor device progresses, the width of the gate electrode becomes narrower, and the formed film becomes thinner, the supply amount of Si relatively decreases and the oxidation resistance margin decreases. Is to occur.

【0003】この問題を回避するために、タングステン
シリサイド膜上に酸化膜を堆積し、後の酸化工程におい
てタングステンシリサイド膜への酸化剤の供給を防止す
るなどの方法がとられている。
In order to avoid this problem, a method of depositing an oxide film on the tungsten silicide film and preventing supply of an oxidizing agent to the tungsten silicide film in a subsequent oxidation step has been adopted.

【0004】一方、近年、特に積層ゲート型の不揮発性
メモリでは、メモリセルのゲート電極のアスペクト比が
高いため、微細化が進むにつれゲート加工が困難になっ
ている。この問題を回避するために、ゲート上にマスク
材を形成し、レジストにて少なくともこのマスク材のみ
加工して、積層ゲートをこのマスク材で加工する手法が
採用されている。このように、マスク材として用いる目
的と、前述の耐酸化性目的とを併せて、ゲートを構成す
るタングステンシリサイド膜上に酸化膜を形成する手法
がある。
On the other hand, in recent years, especially in a stacked gate type nonvolatile memory, the gate electrode of a memory cell has a high aspect ratio, so that gate processing becomes difficult as miniaturization proceeds. In order to avoid this problem, a method of forming a mask material on the gate, processing at least the mask material with a resist, and processing the laminated gate with the mask material has been adopted. As described above, there is a method of forming an oxide film on a tungsten silicide film constituting a gate by combining the purpose of use as a mask material and the above-described purpose of oxidation resistance.

【0005】しかし、例えば、ソース側の素子分離酸化
膜をゲートとセルフアラインで除去してソース拡散層を
形成するSAS(Self-Align-Source )工程を用いる場
合、この工程でゲート上の酸化膜もエッチングされてし
まい、タングステンシリサイド膜が露呈してしまう。こ
れを回避して、フラッシュメモリセル等を安定に加工す
るために、メモリセルのポリサイドゲート電極のタング
ステンシリサイド膜上に下からシリコンナイトライド膜
(SiN膜)、シリコン酸化膜の2層の膜を形成する方
法がある。なお、この方法は特願平8−347425号
に記載されている。
However, for example, when using a SAS (Self-Align-Source) process of forming a source diffusion layer by removing the source-side device isolation oxide film by self-alignment with the gate, an oxide film on the gate is used in this process. Is also etched, and the tungsten silicide film is exposed. In order to avoid this and stably process flash memory cells and the like, two layers of a silicon nitride film (SiN film) and a silicon oxide film are formed from below on the tungsten silicide film of the polycide gate electrode of the memory cell. Is formed. This method is described in Japanese Patent Application No. 8-347425.

【0006】図48、図49に、この従来例のメモリセ
ルのチャネル長方向の断面構造を示す。図48は拡散層
領域の断面図、図49は素子分離酸化膜領域の断面図で
ある。
FIGS. 48 and 49 show a cross-sectional structure in the channel length direction of the memory cell of this conventional example. FIG. 48 is a sectional view of a diffusion layer region, and FIG. 49 is a sectional view of an element isolation oxide film region.

【0007】図48に示すように、半導体基板200上
には、下から順にトンネル酸化膜202、フローティン
グゲート204、Inter-Poly絶縁膜206、コントロー
ルゲートをなす多結晶シリコン膜208とタングステン
シリサイド膜210からなる積層構造のゲート電極が形
成されている。さらに、タングステンシリサイド210
上には、マスク材としてのシリコンナイトライド膜21
2とシリコン酸化膜214が連続で形成されている。そ
して、前記SASプロセスにより、シリコンナイトライ
ド膜212をストッパー膜に用いて、自己整合的に素子
分離酸化膜(図示せず)をエッチング除去し、ソース拡
散層216を形成している。
As shown in FIG. 48, a tunnel oxide film 202, a floating gate 204, an Inter-Poly insulating film 206, a polycrystalline silicon film 208 forming a control gate, and a tungsten silicide film 210 are formed on a semiconductor substrate 200 in this order from the bottom. Is formed. In addition, tungsten silicide 210
On top, a silicon nitride film 21 as a mask material
2 and a silicon oxide film 214 are continuously formed. Then, using the silicon nitride film 212 as a stopper film, the element isolation oxide film (not shown) is etched and removed in a self-aligned manner to form the source diffusion layer 216 by the SAS process.

【0008】また、図49に示すように、素子分離酸化
膜領域上では、半導体基板200上に形成された素子分
離酸化膜218上に、コントロールゲートをなす多結晶
シリコン膜208とタングステンシリサイド膜210が
形成され、さらにシリコンナイトライド膜212、シリ
コン酸化膜214が順次形成されている。そして、前記
SAS工程により、シリコンナイトライド膜212をス
トッパー膜に用いて、自己整合的に素子分離酸化膜21
8をエッチング除去し、ソース拡散層216を形成して
いる。
[0009] As shown in FIG. 49, a polycrystalline silicon film 208 and a tungsten silicide film 210 forming a control gate are formed on the element isolation oxide film 218 formed on the semiconductor substrate 200 on the element isolation oxide film region. Are formed, and a silicon nitride film 212 and a silicon oxide film 214 are sequentially formed. Then, by the SAS process, the element isolation oxide film 21 is self-aligned using the silicon nitride film 212 as a stopper film.
8 is removed by etching to form a source diffusion layer 216.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
シリコンナイトライド膜は膜ストレスが大きく、ゲート
上に堆積すると、ゲート酸化膜の膜質を劣化させる場合
がある。したがって、前記従来の半導体装置では、ゲー
ト酸化膜の膜質劣化により素子の信頼性が低下してしま
うおそれがある。
However, in general, the silicon nitride film has a large film stress, and when deposited on the gate, the film quality of the gate oxide film may be deteriorated. Therefore, in the conventional semiconductor device, there is a possibility that the reliability of the element may be reduced due to the deterioration of the film quality of the gate oxide film.

【0010】そこで本発明は、前記課題に鑑みてなされ
たものであり、ゲート材料として多結晶シリコン膜、高
融点金属シリサイド膜あるいは高融点金属膜を有する半
導体装置において、ゲート酸化膜の膜質を劣化させず、
さらにSAS(Self-Align-Source )工程及びゲートの
サイドウォール形成工程においてはエッチング時のスト
ッパー膜を有し工程を容易にするとともに、高融点金属
シリサイド膜若しくは高融点金属膜の異常酸化を防止す
ることができる半導体装置及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and in a semiconductor device having a polycrystalline silicon film, a refractory metal silicide film or a refractory metal film as a gate material, the quality of a gate oxide film is deteriorated. Without letting
Further, in the SAS (Self-Align-Source) process and the gate sidewall forming process, a stopper film is provided at the time of etching to facilitate the process, and also to prevent abnormal oxidation of the refractory metal silicide film or refractory metal film. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明に係る半導体装置は、ゲートの材料として
高融点金属シリサイド膜あるいは高融点金属膜を有する
2層ゲート構造の半導体装置であって、ゲート絶縁膜上
に形成された第1のシリコン膜と、前記第1のシリコン
膜上に形成された第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜上
に形成された第2のシリコン膜と、前記第2のシリコン
膜上に形成された前記高融点金属シリサイド膜あるいは
高融点金属膜と、前記高融点金属シリサイド膜あるいは
高融点金属膜の膜面上に形成された第3のシリコン膜と
を具備することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device having a two-layer gate structure having a refractory metal silicide film or a refractory metal film as a gate material. A first silicon film formed on the gate insulating film, a first insulating film formed on the first silicon film, and a second silicon film formed on the first insulating film. A high melting point metal silicide film or a high melting point metal film formed on the second silicon film; and a third silicon film formed on the high melting point metal silicide film or the high melting point metal film. And a film.

【0012】また、この発明に係る半導体装置は、ゲー
トの材料として高融点金属シリサイド膜あるいは高融点
金属膜を有する2層ゲート構造の半導体装置であって、
ゲート絶縁膜上に形成された第1のシリコン膜と、前記
第1のシリコン膜上に形成された第1の絶縁膜と、前記
第1の絶縁膜上に形成された第2のシリコン膜と、前記
第2のシリコン膜上に形成された前記高融点金属シリサ
イド膜あるいは高融点金属膜と、前記高融点金属シリサ
イド膜あるいは高融点金属膜の膜面上に形成された第3
のシリコン膜と、前記第3のシリコン膜上に形成された
第2の絶縁膜とを具備することを特徴とする。
Further, the semiconductor device according to the present invention is a semiconductor device having a two-layer gate structure having a refractory metal silicide film or a refractory metal film as a gate material,
A first silicon film formed on the gate insulating film, a first insulating film formed on the first silicon film, and a second silicon film formed on the first insulating film A refractory metal silicide film or a refractory metal film formed on the second silicon film, and a third refractory metal silicide film or a refractory metal film formed on a film surface of the refractory metal film.
And a second insulating film formed on the third silicon film.

【0013】また、この発明に係る半導体装置の製造方
法は、ゲートの材料として高融点金属シリサイド膜ある
いは高融点金属膜を有する2層ゲート構造の半導体装置
の製造方法において、半導体基板上に第1のシリコン膜
を形成する工程と、前記第1のシリコン膜上に第1の絶
縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜上に第2のシ
リコン膜を形成する工程と、前記第2のシリコン膜上に
前記高融点金属シリサイド膜あるいは高融点金属膜を形
成する工程と、前記高融点金属シリサイド膜あるいは高
融点金属膜の膜面上に第3のシリコン膜あるいは前記第
3のシリコン膜と第2の絶縁膜の積層膜を形成する工程
と、前記第1の絶縁膜上に形成された前記第1、第2の
シリコン膜、第1の絶縁膜、高融点金属シリサイド膜あ
るいは高融点金属膜、及び前記第3のシリコン膜あるい
は第3のシリコン膜と第2の絶縁膜の積層膜をパターニ
ングして複数のゲートを形成する工程と、隣接する複数
のゲート間に形成されている素子分離絶縁膜を前記ゲー
トをマスクに自己整合的に除去する工程と、イオン注入
を行い前記半導体基板内に拡散層を形成する工程とを具
備することを特徴とする。
Further, according to a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device having a two-layer gate structure having a refractory metal silicide film or a refractory metal film as a gate material. Forming a first silicon film, forming a first insulating film on the first silicon film, forming a second silicon film on the first insulating film, Forming the high-melting-point metal silicide film or the high-melting-point metal film on the silicon film, and forming a third silicon film or the third silicon film on the film surface of the high-melting-point metal silicide film or the high-melting-point metal film Forming a laminated film of a first insulating film and a second insulating film, a first insulating film, a first insulating film, a high melting point metal silicide film or a high melting point film formed on the first insulating film. metal Forming a plurality of gates by patterning the third silicon film or a laminated film of the third silicon film and the second insulating film; and forming an element isolation insulator formed between the plurality of adjacent gates. A step of removing the film in a self-aligned manner using the gate as a mask; and a step of performing ion implantation to form a diffusion layer in the semiconductor substrate.

【0014】すなわち、本発明に係る半導体装置及びそ
の製造方法では、ゲート材料として、高融点金属シリサ
イド膜あるいは高融点金属膜を有する半導体装置及びそ
の製造方法において、高融点金属シリサイド膜あるいは
高融点金属膜の膜面上にシリコン膜を形成することによ
り、SAS(Self-Align-Source )工程及びゲートのサ
イドウォール形成工程においては前記シリコン膜をエッ
チング時のストッパー膜として機能させ前記工程を容易
にする。また、高ドーズ量のイオン注入時においては前
記シリコン膜を保護膜として機能させ、高融点金属シリ
サイド膜あるいは高融点金属膜がダメージを受け異常酸
化するのを防止する。さらに、高融点金属シリサイド膜
あるいは高融点金属膜上には、十分な膜厚の前記シリコ
ン膜が形成されているため、ポスト酸化工程において
も、高融点金属シリサイド膜あるいは高融点金属膜中の
金属が酸化し、体積膨脹が発生することを回避する。
That is, in the semiconductor device and the method of manufacturing the same according to the present invention, in the semiconductor device having a refractory metal silicide film or a refractory metal film as a gate material and the method of manufacturing the same, the refractory metal silicide film or the refractory metal By forming a silicon film on the surface of the film, in the SAS (Self-Align-Source) process and the gate sidewall formation process, the silicon film functions as a stopper film at the time of etching to facilitate the process. . In addition, at the time of ion implantation at a high dose, the silicon film functions as a protective film to prevent the refractory metal silicide film or the refractory metal film from being damaged and abnormally oxidized. Further, since the silicon film having a sufficient thickness is formed on the refractory metal silicide film or the refractory metal film, the metal in the refractory metal silicide film or the refractory metal film is also used in the post-oxidation step. Oxidize to avoid volume expansion.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態の半導体装置について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】[第1の実施の形態]まず、この発明に係
る第1の実施の形態の2層ゲート型の不揮発性メモリの
構造について説明する。
[First Embodiment] First, the structure of a two-layer gate type nonvolatile memory according to a first embodiment of the present invention will be described.

【0017】図1(a)、(b)は、第1の実施の形態
の不揮発性メモリの構造を示す断面図である。ここで、
図1(a)は不揮発性メモリ領域の素子の断面図、図1
(b)は周辺回路領域の素子の断面図である。
FIGS. 1A and 1B are sectional views showing the structure of the nonvolatile memory according to the first embodiment. here,
FIG. 1A is a cross-sectional view of an element in a nonvolatile memory area.
(B) is a sectional view of the element in the peripheral circuit region.

【0018】不揮発性メモリ領域では、図1(a)に示
すように、半導体基板2上にシリコン酸化膜からなるゲ
ート絶縁膜4が形成される。このゲート絶縁膜4上に
は、フローティングゲートをなす多結晶シリコン膜6、
Inter-Poly絶縁膜(例えばONO膜)8、コントロール
ゲートをなす多結晶シリコン膜10と高融点金属シリサ
イド膜である例えばタングステンシリサイド(WSix
)膜12が下から順次形成される。さらに、このタン
グステンシリサイド膜12上には、下から多結晶シリコ
ン膜14、シリコン酸化膜16が順次形成される。以上
のように、ゲートは構成されている。
In the non-volatile memory area, a gate insulating film 4 made of a silicon oxide film is formed on a semiconductor substrate 2 as shown in FIG. On the gate insulating film 4, a polycrystalline silicon film 6 forming a floating gate,
Inter-Poly insulating film (for example, ONO film) 8, polycrystalline silicon film 10 forming a control gate, and refractory metal silicide film such as tungsten silicide (WSix)
) The film 12 is formed sequentially from the bottom. Further, a polycrystalline silicon film 14 and a silicon oxide film 16 are sequentially formed on the tungsten silicide film 12 from below. The gate is configured as described above.

【0019】また、前記多結晶シリコン膜6から前記シ
リコン酸化膜16までの側面には、シリコン酸化膜から
なるサイドウォール18が形成される。このようなゲー
トの両側の半導体基板2内には、ソース、ドレインの拡
散層20が形成される。さらに、ゲートを除く半導体基
板2上にはシリコン酸化膜22が形成され、半導体基板
2の全面を覆うように層間絶縁膜24が形成されてい
る。
On the side surface from the polycrystalline silicon film 6 to the silicon oxide film 16, a sidewall 18 made of a silicon oxide film is formed. Source and drain diffusion layers 20 are formed in the semiconductor substrate 2 on both sides of such a gate. Further, a silicon oxide film 22 is formed on the semiconductor substrate 2 excluding the gate, and an interlayer insulating film 24 is formed so as to cover the entire surface of the semiconductor substrate 2.

【0020】次に、周辺回路領域では、図1(b)に示
すように、半導体基板2上にシリコン酸化膜からなるゲ
ート絶縁膜26が形成される。このゲート絶縁膜26上
には、ゲートをなす多結晶シリコン膜10と高融点金属
シリサイド膜である例えばタングステンシリサイド膜1
2が下から順次形成される。さらに、このタングステン
シリサイド膜12上には、下から多結晶シリコン膜1
4、シリコン酸化膜16が順次形成されている。
Next, in the peripheral circuit region, as shown in FIG. 1B, a gate insulating film 26 made of a silicon oxide film is formed on the semiconductor substrate 2. On this gate insulating film 26, a polycrystalline silicon film 10 forming a gate and a refractory metal silicide film such as a tungsten silicide film 1 are formed.
2 are sequentially formed from the bottom. Further, the polycrystalline silicon film 1 is formed on the tungsten silicide film 12 from below.
4. A silicon oxide film 16 is sequentially formed.

【0021】また、前記多結晶シリコン膜10から前記
シリコン酸化膜16までの側面には、シリコン酸化膜か
らなるサイドウォール18が形成される。また、以上の
ように形成されたゲートの両側の半導体基板2内には、
ソース、ドレインの拡散層20が形成される。さらに、
ゲートを除く半導体基板2上にはシリコン酸化膜22が
形成され、半導体基板2の全面を覆うように層間絶縁膜
24が形成されている。なお、前記多結晶シリコン膜1
4は、アモルファスシリコン膜等の他のシリコン膜であ
ってもよい。
On the side surface from the polycrystalline silicon film 10 to the silicon oxide film 16, a sidewall 18 made of a silicon oxide film is formed. In the semiconductor substrate 2 on both sides of the gate formed as described above,
The source and drain diffusion layers 20 are formed. further,
A silicon oxide film 22 is formed on the semiconductor substrate 2 excluding the gate, and an interlayer insulating film 24 is formed so as to cover the entire surface of the semiconductor substrate 2. The polycrystalline silicon film 1
4 may be another silicon film such as an amorphous silicon film.

【0022】次に、前記第1の実施の形態の不揮発性メ
モリの製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the nonvolatile memory according to the first embodiment will be described.

【0023】図2〜図10、図1は、第1の実施の形態
の不揮発性メモリの製造方法を示す各製造工程の断面図
である。図2(a)〜図10(a)、図1(a)が不揮
発性メモリ領域の素子を示し、図2(b)〜図10
(b)、図1(b)が周辺回路領域の素子を示してい
る。
FIGS. 2 to 10 and FIG. 1 are cross-sectional views of respective manufacturing steps showing a method of manufacturing the nonvolatile memory according to the first embodiment. 2 (a) to 10 (a) and 1 (a) show elements in the nonvolatile memory area, and FIGS.
FIG. 1B and FIG. 1B show elements in the peripheral circuit area.

【0024】まず、不揮発性メモリ領域及び周辺回路領
域ともに図2(a)、(b)に示すように、半導体基板
2上の所望の領域に、周知の手法により素子分離酸化膜
(図示せず)を形成した後、シリコン酸化膜からなるゲ
ート絶縁膜4を形成する。さらに、このゲート絶縁膜4
上に、フローティングゲートとなる多結晶シリコン膜6
を堆積する。続いて、図には示さないが、通常の2層ゲ
ート型の不揮発性メモリの製造方法に従って、前記素子
分離酸化膜上で多結晶シリコン膜6を分離した後、Inte
r-Poly絶縁膜(例えばONO膜)8を全面に堆積する。
First, as shown in FIGS. 2A and 2B, an element isolation oxide film (not shown) is formed in a desired region on the semiconductor substrate 2 by a well-known technique, as shown in FIGS. ), A gate insulating film 4 made of a silicon oxide film is formed. Further, the gate insulating film 4
A polycrystalline silicon film 6 serving as a floating gate is formed thereon.
Is deposited. Subsequently, although not shown in the figure, the polycrystalline silicon film 6 is separated on the device isolation oxide film according to a normal method of manufacturing a two-layer gate nonvolatile memory,
An r-Poly insulating film (for example, ONO film) 8 is deposited on the entire surface.

【0025】次に、図3(a)、(b)に示すように、
フォトリソグラフィ法により不揮発性メモリ領域のみを
レジストパターン28で覆い、周辺回路領域のInter-Po
ly絶縁膜8、多結晶シリコン膜6、及びゲート絶縁膜4
を順次エッチングし除去する。レジストパターン28を
剥離した後、図4(b)に示すように、例えば熱酸化法
により周辺回路領域にトランジスタ用のゲート絶縁膜2
6を形成する。この際、不揮発性メモリ領域は、Inter-
Poly絶縁膜8が露呈しており、その表面も若干酸化され
る。
Next, as shown in FIGS. 3A and 3B,
Only the non-volatile memory area is covered with the resist pattern 28 by photolithography, and the inter-Po
ly insulating film 8, polycrystalline silicon film 6, and gate insulating film 4
Are sequentially etched and removed. After stripping the resist pattern 28, as shown in FIG. 4B, the gate insulating film 2 for the transistor is formed in the peripheral circuit region by, for example, a thermal oxidation method.
6 is formed. At this time, the non-volatile memory area is
The poly insulating film 8 is exposed, and its surface is slightly oxidized.

【0026】その後、不揮発性メモリ領域では、図4
(a)に示すように、コントロールゲートをなす多結晶
シリコン膜10と高融点金属シリサイド膜である例えば
タングステンシリサイド膜12、多結晶シリコン膜1
4、及びシリコン酸化膜30を下から順次堆積する。同
一の工程にて、周辺回路領域では、図4(b)に示すよ
うに、ゲート電極をなす多結晶シリコン膜10と高融点
金属シリサイド膜である例えばタングステンシリサイド
膜12、多結晶シリコン膜14、及びシリコン酸化膜3
0を下から順次堆積する。
Thereafter, in the nonvolatile memory area, FIG.
As shown in FIG. 1A, a polycrystalline silicon film 10 forming a control gate, a refractory metal silicide film such as a tungsten silicide film 12, and a polycrystalline silicon film 1 are formed.
4, and a silicon oxide film 30 are sequentially deposited from below. In the same process, in the peripheral circuit region, as shown in FIG. 4B, a polycrystalline silicon film 10 forming a gate electrode and a refractory metal silicide film such as a tungsten silicide film 12, a polycrystalline silicon film 14, And silicon oxide film 3
0 are sequentially deposited from the bottom.

【0027】前記多結晶シリコン膜14は、後述するサ
イドウォール18の形成時のエッチングと酸化工程にお
ける酸化でなくならない程度の膜厚を有している。例え
ば、前記多結晶シリコン膜14は、50nm〜300n
m(ここでは50nm)程度の膜厚に形成される。ま
た、シリコン酸化膜30は、後述するゲートの加工時に
なくならない程度の膜厚を有している。ここでは、例え
ばシリコン酸化膜30は、200nm程度の膜厚に形成
される。
The polycrystalline silicon film 14 has such a thickness that the polycrystalline silicon film 14 is not oxidized in the etching and oxidizing steps when forming the sidewalls 18 described later. For example, the polycrystalline silicon film 14 has a thickness of 50 nm to 300 n.
m (here, 50 nm). Further, the silicon oxide film 30 has a thickness that does not disappear during the processing of a gate described later. Here, for example, the silicon oxide film 30 is formed to a thickness of about 200 nm.

【0028】この図4(a)、(b)からも明らかなよ
うに、周辺回路領域における周辺トランジスタのゲート
電極は、不揮発性メモリ領域におけるメモリセルのコン
トロールゲートの電極と同じ膜で構成されている。すな
わち、周辺トランジスタのゲート電極は、多結晶シリコ
ン膜10、タングステンシリサイド膜12、及び多結晶
シリコン膜14からなる積層膜で構成されている。
As is clear from FIGS. 4A and 4B, the gate electrode of the peripheral transistor in the peripheral circuit region is formed of the same film as the control gate electrode of the memory cell in the nonvolatile memory region. I have. That is, the gate electrode of the peripheral transistor is formed of a laminated film including the polycrystalline silicon film 10, the tungsten silicide film 12, and the polycrystalline silicon film 14.

【0029】次に、レジストを塗布し、不揮発性メモリ
領域及び周辺回路領域ともに、図5(a)、(b)に示
すように、所望のレジストパターン32を形成した後、
シリコン酸化膜30、多結晶シリコン膜14をエッチン
グする。その後、レジストパターン32を除去し、図6
(a)、(b)に示すように、シリコン酸化膜30と多
結晶シリコン膜14の積層膜をマスクとして、タングス
テンシリサイド膜12、多結晶シリコン膜10を順次エ
ッチングする。
Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, a resist is applied to form a desired resist pattern 32 in both the nonvolatile memory area and the peripheral circuit area.
The silicon oxide film 30 and the polycrystalline silicon film 14 are etched. Thereafter, the resist pattern 32 is removed, and FIG.
As shown in (a) and (b), the tungsten silicide film 12 and the polycrystalline silicon film 10 are sequentially etched using the stacked film of the silicon oxide film 30 and the polycrystalline silicon film 14 as a mask.

【0030】続いて、図7(a)、(b)に示すよう
に、周辺回路領域のみレジストパターン34で被覆し、
不揮発性メモリ領域を露呈して、シリコン酸化膜30と
多結晶シリコン膜14の積層膜をマスクとして、Inter-
Poly絶縁膜8、多結晶シリコン膜6を順次エッチング
し、ゲート電極を形成する。
Subsequently, as shown in FIGS. 7A and 7B, only the peripheral circuit area is covered with the resist pattern 34.
The non-volatile memory area is exposed, and the stacked film of the silicon oxide film 30 and the polycrystalline silicon film 14 is used as a mask.
The poly insulating film 8 and the polycrystalline silicon film 6 are sequentially etched to form a gate electrode.

【0031】前述のように、シリコン酸化膜30と多結
晶シリコン膜14の積層膜をマスクとして用いる製造方
法によれば、微細化が進み、ゲート間スペースが狭くな
った場合でも、積層構造のゲート電極をエッチングが必
要な層までエッチング加工する際に、レジストがないた
め、ゲート電極部のアスペクト比が緩和される。これに
より、エッチングガスが十分到達し、ゲート電極の加工
が容易になる。
As described above, according to the manufacturing method using the stacked film of the silicon oxide film 30 and the polycrystalline silicon film 14 as a mask, even if the miniaturization progresses and the space between the gates is narrowed, the gate of the stacked structure is used. When the electrode is etched to a layer that requires etching, the aspect ratio of the gate electrode portion is reduced because there is no resist. As a result, the etching gas reaches sufficiently, and the processing of the gate electrode becomes easy.

【0032】なお、この積層構造のゲート電極の加工に
おいて、例えばタングステンシリサイド膜12に対して
は、Cl2 +O2 ガス、また多結晶シリコン膜10、6
に対してはHBrガス、Inter-Poly絶縁膜(例えばON
O膜)8に対しては、CHF3 +CF4 +O2 ガスなど
のエッチングガスを用いて加工される。
In the processing of the gate electrode having the laminated structure, for example, Cl 2 + O 2 gas and polycrystalline silicon films 10 and 6 are applied to the tungsten silicide film 12.
HBr gas, Inter-Poly insulating film (for example, ON
The O film 8 is processed using an etching gas such as CHF 3 + CF 4 + O 2 gas.

【0033】また、このゲート電極の加工においては、
マスク材となるシリコン酸化膜30もエッチングされて
薄くなる。このため、この第1の実施の形態において
は、ゲート電極の加工で、シリコン酸化膜30がなくな
り下層の多結晶シリコン膜14が露呈しないように、シ
リコン酸化膜30の膜厚を設定し形成しておくことが重
要となる。
In the processing of the gate electrode,
The silicon oxide film 30 serving as a mask material is also etched and thinned. For this reason, in the first embodiment, the thickness of the silicon oxide film 30 is set and formed so that the silicon oxide film 30 disappears and the underlying polycrystalline silicon film 14 is not exposed by processing the gate electrode. It is important to keep it.

【0034】前記シリコン酸化膜30は、前述のように
ゲート加工時のマスク材として使用されるために設けら
れているものであり、ゲート加工のエッチング時に所望
の選択比を確保できる材料であることが必要である。ま
た、最終工程において、前記シリコン酸化膜30が残る
場合は、例えばトランジスタのゲート酸化膜の信頼性に
悪影響を与えない材料であることが要求される。これら
の条件を満たす材料であれば、このゲート加工時のマス
ク材の材料はシリコン酸化膜以外の膜であっても同様の
効果を得ることができる。以上のエッチングガス、シリ
コン酸化膜30に関する説明は、後述する以降の実施の
形態においても全て同様である。
As described above, the silicon oxide film 30 is provided to be used as a mask material at the time of gate processing, and is a material capable of securing a desired selection ratio at the time of etching for gate processing. is necessary. If the silicon oxide film 30 remains in the final step, the silicon oxide film 30 is required to be made of a material that does not adversely affect the reliability of the gate oxide film of the transistor, for example. As long as the material satisfies these conditions, the same effect can be obtained even if the material of the mask material during the gate processing is a film other than the silicon oxide film. The above description regarding the etching gas and the silicon oxide film 30 is the same in the following embodiments.

【0035】なお、前述した第1の実施の形態の製造方
法では、レジストパターン32により、シリコン酸化膜
30、多結晶シリコン膜14の積層膜をパターニングし
たが、シリコン酸化膜30のみをレジストパターン32
で加工し、シリコン酸化膜30の単層膜をマスク材とし
て、多結晶シリコン膜14、タングステンシリサイド膜
12、多結晶シリコン膜10、Inter-Poly絶縁膜8、及
び多結晶シリコン膜6を順次エッチングして、ゲート電
極を形成してもよい。
In the manufacturing method of the first embodiment described above, the laminated film of the silicon oxide film 30 and the polycrystalline silicon film 14 is patterned by the resist pattern 32, but only the silicon oxide film 30 is patterned by the resist pattern 32.
And the polycrystalline silicon film 14, the tungsten silicide film 12, the polycrystalline silicon film 10, the inter-poly insulating film 8, and the polycrystalline silicon film 6 are sequentially etched using the single-layer film of the silicon oxide film 30 as a mask material. Thus, a gate electrode may be formed.

【0036】このときのレジストパターン32でシリコ
ン酸化膜30をパターニングしたときの断面を図11に
示す。レジストパターン32を剥離後、シリコン酸化膜
30をマスクとしてゲート電極を加工した後は、前述の
図7(a)、(b)に示した断面と同じ形状になる。こ
こで、周辺回路領域の加工の仕方については、前述の製
造方法と同様であり、多結晶シリコン膜10までをエッ
チングした後、周辺回路領域のみレジストで被覆し、以
降、シリコン酸化膜30の単層膜で不揮発性メモリ領域
のInter-Poly絶縁膜8、多結晶シリコン膜6を順次エッ
チングして、ゲート電極を形成することになる。
FIG. 11 shows a cross section when the silicon oxide film 30 is patterned by the resist pattern 32 at this time. After the resist pattern 32 is stripped and the gate electrode is processed using the silicon oxide film 30 as a mask, the gate electrode has the same shape as the cross section shown in FIGS. 7A and 7B described above. Here, the method of processing the peripheral circuit region is the same as that of the above-described manufacturing method. After etching up to the polycrystalline silicon film 10, only the peripheral circuit region is covered with a resist. The gate electrode is formed by sequentially etching the inter-poly insulating film 8 and the polycrystalline silicon film 6 in the nonvolatile memory region with the layer film.

【0037】なお、ゲート電極を加工する際、シリコン
酸化膜30、多結晶シリコン膜14の積層膜をマスク材
として用いる方法と、シリコン酸化膜30の単層膜をマ
スク材として用いる方法の2種類があることは以降詳述
しないが、後述する以降の実施の形態においても同様で
ある。
When processing the gate electrode, there are two methods, a method using a laminated film of the silicon oxide film 30 and the polycrystalline silicon film 14 as a mask material and a method using a single layer film of the silicon oxide film 30 as a mask material. Although there is no detailed description hereafter, the same applies to the following embodiments described later.

【0038】また、後述する第2の実施の形態以降で、
2層ゲートの不揮発性メモリセルの製造方法について記
述してあるものは、この第1の実施の形態に記述したの
と同様な製造方法により、周辺回路領域のトランジスタ
のゲートを加工することができる。すなわち、半導体基
板全面に多結晶シリコン膜6、Inter-Poly絶縁膜8を堆
積した後に、周辺回路領域では前記Inter-Poly絶縁膜
8、多結晶シリコン膜6を除去すること、さらに不揮発
性メモリ領域と周辺回路領域のそれぞれのゲートを加工
する際、途中までは同時に加工し、途中から周辺回路領
域はレジストで被覆して作り分けることにより実現でき
る。したがって、以降の実施の形態においても、この第
1の実施の形態と同様に作成できるため、周辺回路領域
のトランジスタの製造方法については説明及び図面とも
に省略する。
Further, in a second embodiment and later to be described later,
In the description of the method of manufacturing the two-layer gate nonvolatile memory cell, the gate of the transistor in the peripheral circuit region can be processed by the same manufacturing method as that described in the first embodiment. . That is, after depositing the polycrystalline silicon film 6 and the inter-poly insulating film 8 over the entire surface of the semiconductor substrate, the inter-poly insulating film 8 and the polycrystalline silicon film 6 are removed in the peripheral circuit region. When processing the respective gates of the peripheral circuit region and the peripheral circuit region, the processing can be performed simultaneously up to the middle, and the peripheral circuit region can be separately formed by coating the resist with the resist from the middle. Therefore, in the following embodiments, the transistor can be formed in the same manner as in the first embodiment, and the description of the method for manufacturing the transistor in the peripheral circuit region is omitted in both the description and the drawings.

【0039】次に、不揮発性メモリ領域及び周辺回路領
域ともに、図8(a)、(b)に示すように、半導体基
板2上のnMOS領域全面に例えばn−イオンを注入し
てLDD構造の拡散層20を形成した後、半導体基板2
全面にサイドウォール形成のためのシリコン酸化膜18
を堆積する。
Next, as shown in FIGS. 8A and 8B, for example, n- ions are implanted into the entire surface of the nMOS region on the semiconductor substrate 2 to form an LDD structure in both the nonvolatile memory region and the peripheral circuit region. After forming the diffusion layer 20, the semiconductor substrate 2
Silicon oxide film 18 for sidewall formation on the entire surface
Is deposited.

【0040】さらに、図9(a)、(b)に示すよう
に、前記シリコン酸化膜18を異方性エッチングにより
全面エッチバックしてサイドウォール18を形成する。
エッチングの直前、ゲート電極上の最上層には、シリコ
ン酸化膜30が存在するが、前記サイドウォール形成の
ためにマージンをとってエッチングを多めに行うため、
シリコン酸化膜30も同時にエッチング除去されてしま
う。
Further, as shown in FIGS. 9A and 9B, the entire surface of the silicon oxide film 18 is etched back by anisotropic etching to form sidewalls 18.
Immediately before the etching, a silicon oxide film 30 is present on the uppermost layer on the gate electrode. However, in order to perform a large amount of etching with a margin for forming the sidewall,
The silicon oxide film 30 is also etched away at the same time.

【0041】前記シリコン酸化膜30の下層の多結晶シ
リコン膜14の一つの目的は、このサイドウォール形成
のためのエッチング時のストッパー膜としての役割を果
たすことである。多結晶シリコン膜14は、サイドウォ
ール材のシリコン酸化膜18と十分なエッチング選択比
を確保することができるので、この目的の材料として有
効である。
One purpose of the polycrystalline silicon film 14 under the silicon oxide film 30 is to serve as a stopper film at the time of etching for forming the sidewalls. The polycrystalline silicon film 14 is effective as a material for this purpose because it can ensure a sufficient etching selectivity with the silicon oxide film 18 as the sidewall material.

【0042】また、前述の説明ではサイドウォール材と
してシリコン酸化膜を用いたが、その他の膜としてシリ
コンナイトライド膜も一般に用いられる。多結晶シリコ
ン膜は、シリコンナイトライド膜に対しても通常のエッ
チングガス条件で、十分なエッチング選択比を確保する
ことができるため、同様の効果を得ることができる。
In the above description, a silicon oxide film is used as a sidewall material, but a silicon nitride film is generally used as another film. The polycrystalline silicon film can secure a sufficient etching selectivity with respect to the silicon nitride film under ordinary etching gas conditions, so that the same effect can be obtained.

【0043】続いて、例えば、ソース、ドレインの拡散
層形成のための高濃度のn+イオン注入を行うが、この
構造ではイオン注入は多結晶シリコン膜14越しに実施
される。仮に、高融点金属シリサイド膜であるタングス
テンシリサイド膜12に、直接、高濃度のイオン注入が
行われると、そのダメージにより、その後のわずかな酸
化工程で高融点金属(ここではタングステン)が異常酸
化してしまうという問題が発生する。しかし、前述した
構造によればこの問題をなくすことができる。タングス
テンシリサイド膜12上は多結晶シリコン膜14で被覆
されているために、イオン注入によるタングステンシリ
サイド膜12の異常酸化を防止できるからである。
Subsequently, for example, high-concentration n + ion implantation for forming source and drain diffusion layers is performed. In this structure, ion implantation is performed through the polycrystalline silicon film 14. If the high-concentration ion implantation is performed directly on the tungsten silicide film 12, which is a high-melting-point metal silicide film, the high-melting-point metal (here, tungsten) is abnormally oxidized by a slight oxidation process due to the damage. The problem that occurs. However, according to the above-described structure, this problem can be eliminated. This is because the tungsten silicide film 12 is covered with the polycrystalline silicon film 14, so that abnormal oxidation of the tungsten silicide film 12 due to ion implantation can be prevented.

【0044】ここで、特に図中に記載しないが、上述の
LDD構造のn−拡散層、及び高濃度のn+拡散層を形
成するためのイオン注入は、不揮発性メモリ領域と周辺
回路領域とで、上述のようにnMOS領域全面に注入す
ることにより、同時に形成することもできる。また、例
えばフォトレジストを用いることにより、各領域に別々
のイオン注入を施すことにより、異なる拡散層を形成し
てもよい。これは、周知の手法によればよく、特に本発
明において限定されるものではない。
Although not particularly shown in the figure, the ion implantation for forming the n− diffusion layer having the LDD structure and the high concentration n + diffusion layer is performed in the nonvolatile memory region and the peripheral circuit region. As described above, they can be formed simultaneously by injecting them into the entire surface of the nMOS region. Alternatively, different diffusion layers may be formed by performing separate ion implantation on each region, for example, by using a photoresist. This may be performed by a known method, and is not particularly limited in the present invention.

【0045】この後、不揮発性メモリ領域及び周辺回路
領域ともに、図10(a)、(b)に示すように、ポス
ト酸化を行う。ところで、高融点金属シリサイド膜を酸
化するとき、高融点金属シリサイド膜表面に達する酸化
剤がシリコンの供給速度を上まわると高融点金属が直接
酸化されて、異常体積膨脹を起こす。この際のシリコン
の供給は、高融点金属シリサイド膜であるタングステン
シリサイド膜12中からの移動および下層の多結晶シリ
コン膜10中からの移動によって行われるが、ひとつに
はシリコン供給速度と酸化速度のバランスで異常酸化が
起きるかどうかが決定される。また、絶対酸化量が多
く、供給可能シリコン量を上まわった場合も異常酸化が
発生する。
Thereafter, post oxidation is performed on both the nonvolatile memory area and the peripheral circuit area as shown in FIGS. 10 (a) and 10 (b). By the way, when the refractory metal silicide film is oxidized, if the oxidizing agent reaching the refractory metal silicide film surface exceeds the supply speed of silicon, the refractory metal is directly oxidized and causes abnormal volume expansion. The supply of silicon at this time is performed by movement from the tungsten silicide film 12 which is a refractory metal silicide film and movement from the lower polycrystalline silicon film 10. One of them is a silicon supply speed and an oxidation speed. The balance determines whether abnormal oxidation occurs. Abnormal oxidation also occurs when the absolute oxidation amount is large and exceeds the supplyable silicon amount.

【0046】このようなメカニズムを鑑みたとき、この
第1の実施の形態によれば、図10(a)、(b)に示
すように、タングステンシリサイド膜12上の多結晶シ
リコン膜14の一部は酸化されて、シリコン酸化膜16
が形成されるが、全部酸化しきれない程度の膜厚を堆積
しておくことにより、直接、タングステンシリサイド膜
12が酸化されるのを防止し、プロセスの酸化量マージ
ンを大幅に向上させることができる。
In view of such a mechanism, according to the first embodiment, as shown in FIGS. 10A and 10B, one of the polycrystalline silicon films 14 on the tungsten silicide film 12 is formed. The part is oxidized and the silicon oxide film 16
Is formed, but by depositing a film thickness that cannot be completely oxidized, it is possible to prevent the tungsten silicide film 12 from being directly oxidized, and to greatly improve the oxidation amount margin of the process. it can.

【0047】したがって、この第1の実施の形態では、
高融点金属シリサイド膜としてタングステンシリサイド
膜を用いた場合を説明しているが、その他の高融点金属
シリサイド膜からなるゲートにおいても同様の効果を得
ることができる。さらに、この第1の実施の形態では、
後述からもわかるように、タングステンシリサイド膜1
2が酸化材に直接さらされて酸化することはない。した
がって、タングステンシリサイドに替わる材料として、
その他高融点金属シリサイド膜や、高融点金属膜であっ
ても同様の効果を得ることができる。
Therefore, in the first embodiment,
Although the case where a tungsten silicide film is used as the refractory metal silicide film has been described, a similar effect can be obtained with a gate made of another refractory metal silicide film. Further, in the first embodiment,
As will be understood later, the tungsten silicide film 1
2 is not directly exposed to the oxidizing material and does not oxidize. Therefore, as a material to replace tungsten silicide,
In addition, the same effect can be obtained with a high melting point metal silicide film or a high melting point metal film.

【0048】次に、図1(a)、(b)に示すように、
層間絶縁膜24を堆積し、通常の半導体装置の製造方法
に従って、コンタクト孔を開孔して電極配線形成工程を
行い、パッシベーション膜をつけて不揮発性メモリを製
造する。
Next, as shown in FIGS. 1A and 1B,
An interlayer insulating film 24 is deposited, a contact hole is opened, an electrode wiring forming step is performed, and a non-volatile memory is manufactured by attaching a passivation film in accordance with a normal semiconductor device manufacturing method.

【0049】以上説明したようにこの第1の実施の形態
によれば、ポリサイド構造のゲートを構成する高融点金
属シリサイド膜(ここではタングステンシリサイド膜)
の膜面上に多結晶シリコン膜とシリコン酸化膜の積層膜
を設けることにより、高濃度イオン注入時において、ポ
リサイド構造のゲートを構成するタングステンシリサイ
ド膜が異常酸化するのを防止できる。さらに、タングス
テンシリサイド膜上には、十分な膜厚の多結晶シリコン
膜が形成されているため、前記ポスト酸化工程において
も、このタングステンシリサイド膜が異常酸化するのを
防止できる。
As described above, according to the first embodiment, the refractory metal silicide film (here, tungsten silicide film) constituting the gate having the polycide structure is used.
By providing a laminated film of a polycrystalline silicon film and a silicon oxide film on the film surface of the above, it is possible to prevent the tungsten silicide film constituting the gate of the polycide structure from being abnormally oxidized during high-concentration ion implantation. Further, since a polycrystalline silicon film having a sufficient film thickness is formed on the tungsten silicide film, abnormal oxidation of the tungsten silicide film can be prevented even in the post-oxidation step.

【0050】また、シリコン酸化膜をマスク材として、
高いアスペクト比のゲート電極を容易に加工できるよう
にするとともに、前記多結晶シリコン膜にはその後のサ
イドウォール形成時においてストッパー膜の機能を持た
せることができる。
Further, using a silicon oxide film as a mask material,
A gate electrode having a high aspect ratio can be easily processed, and the polycrystalline silicon film can have a function of a stopper film when a sidewall is formed thereafter.

【0051】なお、前記ストッパー膜としてシリコンナ
イトライド膜(SiN膜)を用いた場合、膜ストレスに
よりゲート酸化膜の膜質が劣化するという問題がある
が、この実施の形態のように多結晶シリコン膜を用いる
と、膜ストレスが小さいためにゲート酸化膜の膜質が劣
化するという問題をなくすことができる。
When a silicon nitride film (SiN film) is used as the stopper film, there is a problem that the film quality of the gate oxide film is degraded due to film stress. However, as in this embodiment, a polycrystalline silicon film is used. The problem that the film quality of the gate oxide film is degraded due to the small film stress can be eliminated by using.

【0052】なお、上述の製造方法の説明では省略した
が、ゲートに電極配線を接続する場合、この第1の実施
の形態で説明した多結晶シリコン膜14上に、コンタク
ト孔を開孔することになる。したがって、この多結晶シ
リコン膜14は、最終工程において、不純物がドーピン
グされており、低抵抗層となっていることが必要であ
る。このときの不純物濃度は、1×1019cm-3以上あ
ればよい。これについては、後述する以降の実施の形態
についても同様である。
Although omitted in the above description of the manufacturing method, when an electrode wiring is connected to the gate, a contact hole must be formed on the polycrystalline silicon film 14 described in the first embodiment. become. Therefore, it is necessary that the polycrystalline silicon film 14 be doped with impurities in the final step and be a low resistance layer. The impurity concentration at this time may be 1 × 10 19 cm −3 or more. This is the same in the following embodiments.

【0053】ところで、この第1の実施の形態では、サ
イドウォール形成のためのエッチバックにより、ゲート
電極上の最上層のシリコン酸化膜30が同時にエッチン
グ除去される場合について説明した。しかしながら、エ
ッチングのオーバ量が相対的に少なく、エッチバック後
にシリコン酸化膜30が残っていてもよく、この場合を
以下に説明する。
In the first embodiment, the case where the uppermost silicon oxide film 30 on the gate electrode is simultaneously etched and removed by the etch back for forming the sidewalls has been described. However, the amount of over-etching is relatively small, and the silicon oxide film 30 may remain after the etch back. This case will be described below.

【0054】図12は、前記第1の実施の形態におい
て、サイドウォール形成時のエッチバック後にシリコン
酸化膜30が残っている場合を示す断面図であり、図9
に相当する断面である。なお、この図12には不揮発性
メモリ領域のみを示す。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a case where the silicon oxide film 30 remains after the etch back at the time of forming the sidewall in the first embodiment.
FIG. FIG. 12 shows only the nonvolatile memory area.

【0055】図12に示すように、多結晶シリコン膜1
4上には、エッチバックによって膜厚の薄くなったシリ
コン酸化膜30が残っている。この後、ポスト酸化を行
うと、膜厚の薄いシリコン酸化膜30を通して酸化剤が
多結晶シリコン膜14界面に達し、多結晶シリコン膜1
4が多少酸化されるが、この場合においても多結晶シリ
コン膜14がタングステンシリサイド膜12の異常酸化
に対して防止能力を持つことは、前記第1の実施の形態
と同様である。
As shown in FIG. 12, the polycrystalline silicon film 1
The silicon oxide film 30 whose thickness has been reduced by the etch-back remains on 4. Thereafter, when post-oxidation is performed, the oxidant reaches the interface of the polycrystalline silicon film 14 through the thin silicon oxide film 30, and the polycrystalline silicon film 1
4 is slightly oxidized, but also in this case, the polycrystalline silicon film 14 has a capability of preventing abnormal oxidation of the tungsten silicide film 12 as in the first embodiment.

【0056】この場合の最終工程終了後の断面、すなわ
ち前記図1に対応する断面を図13に示す。この図13
において、シリコン酸化膜30aは、ポスト酸化によっ
て前記シリコン酸化膜30に酸化増殖分が含まれた膜で
ある。この場合においても、タングステンシリサイド膜
12が酸化剤に直接さらされて酸化することはない。し
たがって、タングステンシリサイド膜12に替わる材料
としては、その他の高融点金属シリサイド膜や、高融点
金属膜であっても同様の効果を得ることができる。
FIG. 13 shows a cross section after the final step in this case, that is, a cross section corresponding to FIG. This FIG.
In the above, the silicon oxide film 30a is a film in which the silicon oxide film 30 contains an oxidative growth component by post-oxidation. Also in this case, the tungsten silicide film 12 is not directly exposed to the oxidizing agent and is not oxidized. Therefore, the same effect can be obtained by using another high melting point metal silicide film or a high melting point metal film as a material replacing the tungsten silicide film 12.

【0057】[第2の実施の形態]次に、この発明に係
る第2の実施の形態の不揮発性メモリの製造方法につい
て説明する。
[Second Embodiment] Next, a method of manufacturing a nonvolatile memory according to a second embodiment of the present invention will be described.

【0058】前記第1の実施の形態では、ゲート加工後
にサイドウォールを形成し、その後にポスト酸化を行っ
たが、この第2の実施の形態はサイドウォール形成前に
ポスト酸化を行うものである。
In the first embodiment, the side wall is formed after the gate processing, and the post-oxidation is performed thereafter. In the second embodiment, the post-oxidation is performed before the formation of the side wall. .

【0059】ゲート加工の工程までは前記第1の実施の
形態と同様であり、図2(a)、(b)〜図7(a)、
(b)に示すような工程となる。なお上述したように、
周辺回路領域における素子の製造方法は第1の実施の形
態と同様であるため、説明を省略する。
The steps up to the gate processing are the same as those in the first embodiment, and are shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b) to 7 (a).
The process is as shown in FIG. As mentioned above,
The method of manufacturing the elements in the peripheral circuit region is the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0060】まず、不揮発性メモリ領域及び周辺回路領
域ともに、図2(a)、(b)に示すように、半導体基
板2上の所望の領域に、周知の手法により素子分離酸化
膜(図示せず)を形成した後、シリコン酸化膜からなる
ゲート絶縁膜4を形成する。さらに、このゲート絶縁膜
4上に、フローティングゲートとなる多結晶シリコン膜
6を堆積する。
First, as shown in FIGS. 2A and 2B, an element isolation oxide film (not shown) is formed in a desired region on the semiconductor substrate 2 by a well-known method in both the nonvolatile memory region and the peripheral circuit region. Is formed, a gate insulating film 4 made of a silicon oxide film is formed. Further, a polycrystalline silicon film 6 serving as a floating gate is deposited on the gate insulating film 4.

【0061】続いて、図には示さないが、通常の2層ゲ
ート型の不揮発性メモリの製造方法に従って、前記素子
分離酸化膜上で多結晶シリコン膜6を分離した後、Inte
r-Poly絶縁膜(例えばONO膜)8を全面に堆積する。
Subsequently, although not shown in the figure, after the polycrystalline silicon film 6 is separated on the element isolation oxide film according to a normal method of manufacturing a two-layer gate type nonvolatile memory, the
An r-Poly insulating film (for example, ONO film) 8 is deposited on the entire surface.

【0062】次に、図3(a)、(b)に示すように、
フォトリソグラフィ法により不揮発性メモリ領域のみを
レジストパターン28で覆い、周辺回路領域のInter-Po
ly絶縁膜8、多結晶シリコン膜6、及びゲート絶縁膜4
を順次エッチングし除去する。レジストパターン28を
剥離した後、図4(b)に示すように、例えば熱酸化法
により周辺回路領域にトランジスタ用のゲート絶縁膜2
6を形成する。この際、不揮発性メモリ領域は、Inter-
Poly絶縁膜8が露呈しており、その表面も若干酸化され
る。
Next, as shown in FIGS. 3A and 3B,
Only the non-volatile memory area is covered with the resist pattern 28 by photolithography, and the inter-Po
ly insulating film 8, polycrystalline silicon film 6, and gate insulating film 4
Are sequentially etched and removed. After stripping the resist pattern 28, as shown in FIG. 4B, the gate insulating film 2 for the transistor is formed in the peripheral circuit region by, for example, a thermal oxidation method.
6 is formed. At this time, the non-volatile memory area is
The poly insulating film 8 is exposed, and its surface is slightly oxidized.

【0063】その後、不揮発性メモリ領域では、図4
(a)に示すように、コントロールゲートをなす多結晶
シリコン膜10と高融点金属シリサイド膜である例えば
タングステンシリサイド膜12、多結晶シリコン膜1
4、及びシリコン酸化膜30を下から順次堆積する。同
一の工程にて、周辺回路領域では、図4(b)に示すよ
うに、ゲート電極をなす多結晶シリコン膜10と高融点
金属シリサイド膜である例えばタングステンシリサイド
膜12、多結晶シリコン膜14、及びシリコン酸化膜3
0を下から順次堆積する。
Thereafter, in the nonvolatile memory area, FIG.
As shown in FIG. 1A, a polycrystalline silicon film 10 forming a control gate, a refractory metal silicide film such as a tungsten silicide film 12, and a polycrystalline silicon film 1 are formed.
4, and a silicon oxide film 30 are sequentially deposited from below. In the same process, in the peripheral circuit region, as shown in FIG. 4B, a polycrystalline silicon film 10 forming a gate electrode and a refractory metal silicide film such as a tungsten silicide film 12, a polycrystalline silicon film 14, And silicon oxide film 3
0 are sequentially deposited from the bottom.

【0064】前記多結晶シリコン膜14は、後述するサ
イドウォール18の形成時のエッチングと酸化工程にお
ける酸化でなくならない程度の膜厚を有している。例え
ば、前記多結晶シリコン膜14は、50nm〜300n
m(ここでは50nm)程度の膜厚に形成される。ま
た、シリコン酸化膜30は、後述するゲートの加工時に
なくならない程度の膜厚を有している。ここでは、例え
ばシリコン酸化膜30は、200nm程度の膜厚に形成
される。
The polycrystalline silicon film 14 has such a thickness that the polycrystalline silicon film 14 is not oxidized in the etching and oxidizing steps at the time of forming sidewalls 18 described later. For example, the polycrystalline silicon film 14 has a thickness of 50 nm to 300 n.
m (here, 50 nm). Further, the silicon oxide film 30 has a thickness that does not disappear during the processing of a gate described later. Here, for example, the silicon oxide film 30 is formed to a thickness of about 200 nm.

【0065】この図4(a)、(b)からも明らかなよ
うに、周辺回路領域における周辺トランジスタのゲート
電極は、不揮発性メモリ領域におけるメモリセルのコン
トロールゲートの電極と同じ膜で構成されている。すな
わち、周辺トランジスタのゲート電極は、多結晶シリコ
ン膜10、タングステンシリサイド膜12、及び多結晶
シリコン膜14からなる積層膜で構成されている。
As is clear from FIGS. 4A and 4B, the gate electrode of the peripheral transistor in the peripheral circuit region is formed of the same film as the control gate electrode of the memory cell in the nonvolatile memory region. I have. That is, the gate electrode of the peripheral transistor is formed of a laminated film including the polycrystalline silicon film 10, the tungsten silicide film 12, and the polycrystalline silicon film 14.

【0066】次に、レジストを塗布し、不揮発性メモリ
領域及び周辺回路領域ともに、図5(a)、(b)に示
すように、所望のレジストパターン32を形成した後、
シリコン酸化膜30、多結晶シリコン膜14をエッチン
グする。その後、レジストパターン32を除去し、図6
(a)、(b)に示すように、シリコン酸化膜30と多
結晶シリコン膜14の積層膜をマスクとして、タングス
テンシリサイド膜12、多結晶シリコン膜10を順次エ
ッチングする。
Next, a resist is applied, and a desired resist pattern 32 is formed in both the nonvolatile memory area and the peripheral circuit area as shown in FIGS. 5A and 5B.
The silicon oxide film 30 and the polycrystalline silicon film 14 are etched. Thereafter, the resist pattern 32 is removed, and FIG.
As shown in (a) and (b), the tungsten silicide film 12 and the polycrystalline silicon film 10 are sequentially etched using the stacked film of the silicon oxide film 30 and the polycrystalline silicon film 14 as a mask.

【0067】続いて、図7(a)、(b)に示すよう
に、周辺回路領域のみレジストパターン34で被覆し、
不揮発性メモリ領域を露呈して、シリコン酸化膜30と
多結晶シリコン膜14の積層膜をマスクとして、Inter-
Poly絶縁膜8、多結晶シリコン膜6を順次エッチング
し、ゲート電極を形成する。以上のようにゲートを加工
する工程までは前記第1の実施の形態と同様であり、図
7(a)に示すような形状になる。
Subsequently, as shown in FIGS. 7A and 7B, only the peripheral circuit area is covered with the resist pattern 34.
The non-volatile memory area is exposed, and the stacked film of the silicon oxide film 30 and the polycrystalline silicon film 14 is used as a mask.
The poly insulating film 8 and the polycrystalline silicon film 6 are sequentially etched to form a gate electrode. The steps up to the step of processing the gate as described above are the same as in the first embodiment, and have a shape as shown in FIG.

【0068】次に、レジストパターン34を剥離した
後、図14に示すようにポスト酸化を行う。この際、前
記ポスト酸化による酸化量が相対的に多い場合、シリコ
ン酸化膜30を通して酸化材が浸透して、多結晶シリコ
ン膜14の一部を酸化することがあるが、タングステン
シリサイド膜12上には、多結晶シリコン膜14とシリ
コン酸化膜30が堆積されているため、タングステンシ
リサイド膜12がその側面以外で酸化されることはな
い。
Next, after removing the resist pattern 34, post oxidation is performed as shown in FIG. At this time, if the oxidation amount due to the post-oxidation is relatively large, the oxidizing material may penetrate through the silicon oxide film 30 and oxidize a part of the polycrystalline silicon film 14. Since the polycrystalline silicon film 14 and the silicon oxide film 30 are deposited, the tungsten silicide film 12 is not oxidized except on its side.

【0069】図14は、前記ポスト酸化後の不揮発性メ
モリ領域の構造を示す断面図である。図14に示すよう
に、ゲート電極の側面が酸化され、シリコン酸化膜36
が形成される。この場合、タングステンシリサイド膜1
2の側面が酸化されるが、例えば、タングステンシリサ
イド膜12の膜厚が100nm程度の世代のデバイスで
は、一般的にポスト酸化量はウエハ上で高々10nm〜
20nm程度である。この程度の酸化量の場合、この第
2の実施の形態のように、タングステンシリサイド膜1
2の上下にシリコンの供給源となる多結晶シリコン膜1
4、10を形成するような構造にしておけば、タングス
テンシリサイド膜12が酸化雰囲気にさらされるのはゲ
ート側面のわずかな面積だけなので、高融点金属、ここ
ではタングステンの異常酸化を防止することができる。
FIG. 14 is a sectional view showing the structure of the nonvolatile memory area after the post-oxidation. As shown in FIG. 14, the side surface of the gate electrode is oxidized and a silicon oxide film 36 is formed.
Is formed. In this case, the tungsten silicide film 1
2 is oxidized. For example, in a device of a generation in which the thickness of the tungsten silicide film 12 is about 100 nm, the amount of post-oxidation is generally at most 10 nm on the wafer.
It is about 20 nm. In the case of such an oxidized amount, the tungsten silicide film 1 is formed as in the second embodiment.
A polycrystalline silicon film 1 serving as a silicon supply source above and below 2
If the structure is formed such that the tungsten silicide film 12 is exposed to the oxidizing atmosphere, only a small area of the side surface of the gate is required. it can.

【0070】次に、例えば全面にn−イオン注入をし
て、図15に示すように、LDD構造の拡散層20を形
成した後、サイドウォール形成のためのシリコン酸化膜
18を堆積する。さらに、図16に示すように、前記シ
リコン酸化膜18を異方性エッチングにより全面エッチ
バックしてサイドウォール18を形成する。この第2実
施の形態においても、前記第1の実施の形態と同様に、
多結晶シリコン膜14はサイドウォール形成のためのエ
ッチング時に、ストッパー膜としての役割を果たす。
Next, for example, n-ion implantation is performed on the entire surface to form a diffusion layer 20 having an LDD structure as shown in FIG. 15, and then a silicon oxide film 18 for forming a sidewall is deposited. Further, as shown in FIG. 16, the entire surface of the silicon oxide film 18 is etched back by anisotropic etching to form sidewalls 18. Also in the second embodiment, similar to the first embodiment,
The polycrystalline silicon film 14 plays a role as a stopper film at the time of etching for forming the sidewall.

【0071】続いて、例えば、ソース、ドレインの拡散
層形成のための高濃度のn+イオン注入を行うが、タン
グステンシリサイド膜12上は、図16に示すように、
多結晶シリコン膜14で被覆されているため、イオン注
入によるタングステンシリサイド膜12の異常酸化を防
止できる。
Subsequently, for example, high-concentration n + ion implantation for forming source and drain diffusion layers is performed. On the tungsten silicide film 12, as shown in FIG.
Since the tungsten silicide film 12 is covered with the polycrystalline silicon film 14, abnormal oxidation of the tungsten silicide film 12 due to ion implantation can be prevented.

【0072】その後、図17に示すように、層間絶縁膜
24を堆積し、通常の不揮発性半導体メモリの製造方法
に従って、コンタクト孔を開孔して電極配線形成工程を
行い、パッシベーション膜をつけて不揮発性メモリを製
造するのは、前記第1の実施の形態と同様である。
Thereafter, as shown in FIG. 17, an interlayer insulating film 24 is deposited, a contact hole is opened, an electrode wiring forming step is performed, and a passivation film is formed according to a normal method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory. The manufacture of the nonvolatile memory is the same as that of the first embodiment.

【0073】以上説明したようにこの第2の実施の形態
によれば、ポリサイド構造のゲートを構成する高融点金
属シリサイド膜(ここではタングステンシリサイド膜)
の膜面上に多結晶シリコン膜とシリコン酸化膜の積層膜
を設けることにより、高濃度イオン注入時において、ポ
リサイド構造のゲートを構成するタングステンシリサイ
ド膜が異常酸化するのを防止できる。さらに、タングス
テンシリサイド膜上には、十分な膜厚の多結晶シリコン
膜が形成されているため、前記ポスト酸化工程において
も、このタングステンシリサイド膜が異常酸化するのを
防止できる。
As described above, according to the second embodiment, a refractory metal silicide film (here, a tungsten silicide film) constituting a gate having a polycide structure is used.
By providing a laminated film of a polycrystalline silicon film and a silicon oxide film on the film surface of the above, it is possible to prevent the tungsten silicide film constituting the gate of the polycide structure from being abnormally oxidized during high-concentration ion implantation. Further, since a polycrystalline silicon film having a sufficient film thickness is formed on the tungsten silicide film, abnormal oxidation of the tungsten silicide film can be prevented even in the post-oxidation step.

【0074】また、シリコン酸化膜をマスク材として、
高いアスペクト比のゲート電極を容易に加工できるよう
にするとともに、前記多結晶シリコン膜にはその後のサ
イドウォール形成時においてストッパー膜の機能を持た
せることができる。
Further, using a silicon oxide film as a mask material,
A gate electrode having a high aspect ratio can be easily processed, and the polycrystalline silicon film can have a function of a stopper film when a sidewall is formed thereafter.

【0075】なお、前記ストッパー膜としてシリコン窒
化膜を用いた場合、膜ストレスによりゲート酸化膜の膜
質が劣化するという問題があるが、この実施の形態のよ
うに多結晶シリコン膜を用いると、膜ストレスが小さい
ためにゲート酸化膜の膜質が劣化するという問題をなく
すことができる。
When a silicon nitride film is used as the stopper film, there is a problem that the film quality of the gate oxide film is degraded due to film stress. However, if a polycrystalline silicon film is used as in this embodiment, the film becomes thin. The problem that the film quality of the gate oxide film is deteriorated due to small stress can be eliminated.

【0076】前記第1の実施の形態では、ゲート加工
後、サイドウォールを形成してからポスト酸化したが、
この第2の実施の形態では、ゲート加工後、ポスト酸化
を行った後、サイドウォールを形成している。いずれの
実施の形態においても、ポリサイド構造のゲートを構成
するタングステンシリサイド膜12上に多結晶シリコン
膜14を形成することにより、タングステンシリサイド
膜の異常酸化を防止できる効果は同様である。
In the first embodiment, post-oxidation is performed after forming a sidewall after gate processing.
In the second embodiment, after gate processing, post oxidation is performed, and then sidewalls are formed. In any of the embodiments, the effect of preventing abnormal oxidation of the tungsten silicide film by forming the polycrystalline silicon film 14 on the tungsten silicide film 12 constituting the gate having the polycide structure is the same.

【0077】[ 第3の実施の形態]次に、この発明に係
る第3の実施の形態の不揮発性メモリの製造方法につい
て説明する。前記第2の実施の形態では、ゲート加工後
にポスト酸化を行った後、サイドウォールを形成した
が、この第3の実施の形態では、ゲート加工工程、ポス
ト酸化工程、サイドウォール形成工程の後、さらにポス
ト酸化を行う工程順の製造方法について説明する。この
場合においても、ゲート加工後、ポスト酸化しサイドウ
ォールを形成するまでは、前記第2の実施の形態と同様
であり、次のような工程となる。
[Third Embodiment] Next, a method for manufacturing a nonvolatile memory according to a third embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the side wall is formed after the post-oxidation is performed after the gate processing. In the third embodiment, after the gate processing step, the post-oxidation step, and the side wall forming step, Further, a manufacturing method in the order of steps for performing post-oxidation will be described. Also in this case, the steps from the gate processing to the post-oxidation to form the sidewalls are the same as those in the second embodiment, and the following steps are performed.

【0078】ゲート加工の工程までは前記第1の実施の
形態と同様であり、図2(a)、(b)〜図7(a)、
(b)に示すような工程となる。なお上述したように、
周辺回路領域における素子の製造方法は第1の実施の形
態と同様であるため、説明を省略する。
The steps up to the gate processing are the same as those in the first embodiment, and are shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b) to 7 (a).
The process is as shown in FIG. As mentioned above,
The method of manufacturing the elements in the peripheral circuit region is the same as in the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0079】まず、不揮発性メモリ領域及び周辺回路領
域ともに、図2(a)、(b)に示すように、半導体基
板2上の所望の領域に、周知の手法により素子分離酸化
膜(図示せず)を形成した後、シリコン酸化膜からなる
ゲート絶縁膜4を形成する。さらに、このゲート絶縁膜
4上に、フローティングゲートとなる多結晶シリコン膜
6を堆積する。続いて、図には示さないが、通常の2層
ゲート型の不揮発性メモリの製造方法に従って、前記素
子分離酸化膜上で多結晶シリコン膜6を分離した後、In
ter-Poly絶縁膜(例えばONO膜)8を全面に堆積す
る。
First, as shown in FIGS. 2A and 2B, an element isolation oxide film (not shown) is formed in a desired region on the semiconductor substrate 2 by a well-known method in both the nonvolatile memory region and the peripheral circuit region. Is formed, a gate insulating film 4 made of a silicon oxide film is formed. Further, a polycrystalline silicon film 6 serving as a floating gate is deposited on the gate insulating film 4. Subsequently, although not shown in the figure, the polycrystalline silicon film 6 is separated on the element isolation oxide film according to a normal method of manufacturing a two-layer gate nonvolatile memory,
A ter-Poly insulating film (for example, ONO film) 8 is deposited on the entire surface.

【0080】次に、図3(a)、(b)に示すように、
フォトリソグラフィ法により不揮発性メモリ領域のみを
レジストパターン28で覆い、周辺回路領域のInter-Po
ly絶縁膜8、多結晶シリコン膜6、及びゲート絶縁膜4
を順次エッチングし除去する。レジストパターン28を
剥離した後、図4(b)に示すように、例えば熱酸化法
により周辺回路領域にトランジスタ用のゲート絶縁膜2
6を形成する。この際、不揮発性メモリ領域は、Inter-
Poly絶縁膜8が露呈しており、その表面も若干酸化され
る。
Next, as shown in FIGS. 3A and 3B,
Only the non-volatile memory area is covered with the resist pattern 28 by photolithography, and the inter-Po
ly insulating film 8, polycrystalline silicon film 6, and gate insulating film 4
Are sequentially etched and removed. After stripping the resist pattern 28, as shown in FIG. 4B, the gate insulating film 2 for the transistor is formed in the peripheral circuit region by, for example, a thermal oxidation method.
6 is formed. At this time, the non-volatile memory area is
The poly insulating film 8 is exposed, and its surface is slightly oxidized.

【0081】その後、不揮発性メモリ領域では、図4
(a)に示すように、コントロールゲートをなす多結晶
シリコン膜10と高融点金属シリサイド膜である例えば
タングステンシリサイド膜12、多結晶シリコン膜1
4、及びシリコン酸化膜30を下から順次堆積する。同
一の工程にて、周辺回路領域では、図4(b)に示すよ
うに、ゲート電極をなす多結晶シリコン膜10と高融点
金属シリサイド膜である例えばタングステンシリサイド
膜12、多結晶シリコン膜14、及びシリコン酸化膜3
0を下から順次堆積する。
Thereafter, in the non-volatile memory area, FIG.
As shown in FIG. 1A, a polycrystalline silicon film 10 forming a control gate, a refractory metal silicide film such as a tungsten silicide film 12, and a polycrystalline silicon film 1 are formed.
4, and a silicon oxide film 30 are sequentially deposited from below. In the same process, in the peripheral circuit region, as shown in FIG. 4B, a polycrystalline silicon film 10 forming a gate electrode and a refractory metal silicide film such as a tungsten silicide film 12, a polycrystalline silicon film 14, And silicon oxide film 3
0 are sequentially deposited from the bottom.

【0082】前記多結晶シリコン膜14は、後述するサ
イドウォール18の形成時のエッチングと酸化工程にお
ける酸化でなくならない程度の膜厚を有している。例え
ば、前記多結晶シリコン膜14は、50nm〜300n
m(ここでは50nm)程度の膜厚に形成される。ま
た、シリコン酸化膜30は、後述するゲートの加工時に
なくならない程度の膜厚を有している。ここでは、例え
ばシリコン酸化膜30は、200nm程度の膜厚に形成
される。
The polycrystalline silicon film 14 has such a thickness that the polycrystalline silicon film 14 is not oxidized in the etching and oxidizing steps at the time of forming the sidewalls 18 described later. For example, the polycrystalline silicon film 14 has a thickness of 50 nm to 300 n.
m (here, 50 nm). Further, the silicon oxide film 30 has a thickness that does not disappear during the processing of a gate described later. Here, for example, the silicon oxide film 30 is formed to a thickness of about 200 nm.

【0083】この図4(a)、(b)からも明らかなよ
うに、周辺回路領域における周辺トランジスタのゲート
電極は、不揮発性メモリ領域におけるメモリセルのコン
トロールゲートの電極と同じ膜で構成されている。すな
わち、周辺トランジスタのゲート電極は、多結晶シリコ
ン膜10、タングステンシリサイド膜12、及び多結晶
シリコン膜14からなる積層膜で構成されている。
As is clear from FIGS. 4A and 4B, the gate electrode of the peripheral transistor in the peripheral circuit region is formed of the same film as the control gate electrode of the memory cell in the nonvolatile memory region. I have. That is, the gate electrode of the peripheral transistor is formed of a laminated film including the polycrystalline silicon film 10, the tungsten silicide film 12, and the polycrystalline silicon film 14.

【0084】次に、レジストを塗布し、不揮発性メモリ
領域及び周辺回路領域ともに、図5(a)、(b)に示
すように、所望のレジストパターン32を形成した後、
シリコン酸化膜30、多結晶シリコン膜14をエッチン
グする。その後、レジストパターン32を除去し、図6
(a)、(b)に示すように、シリコン酸化膜30と多
結晶シリコン膜14の積層膜をマスクとして、タングス
テンシリサイド膜12、多結晶シリコン膜10を順次エ
ッチングする。
Next, a resist is applied, and a desired resist pattern 32 is formed on both the nonvolatile memory area and the peripheral circuit area as shown in FIGS. 5A and 5B.
The silicon oxide film 30 and the polycrystalline silicon film 14 are etched. Thereafter, the resist pattern 32 is removed, and FIG.
As shown in (a) and (b), the tungsten silicide film 12 and the polycrystalline silicon film 10 are sequentially etched using the stacked film of the silicon oxide film 30 and the polycrystalline silicon film 14 as a mask.

【0085】続いて、図7(a)、(b)に示すよう
に、周辺回路領域のみレジストパターン34で被覆し、
不揮発性メモリ領域を露呈して、シリコン酸化膜30と
多結晶シリコン膜14の積層膜をマスクとして、Inter-
Poly絶縁膜8、多結晶シリコン膜6を順次エッチング
し、ゲート電極を形成する。以上のようにゲートを加工
する工程までは前記第1の実施の形態と同様であり、図
7(a)に示すような形状になる。
Subsequently, as shown in FIGS. 7A and 7B, only the peripheral circuit area is covered with the resist pattern 34.
The non-volatile memory area is exposed, and the stacked film of the silicon oxide film 30 and the polycrystalline silicon film 14 is used as a mask.
The poly insulating film 8 and the polycrystalline silicon film 6 are sequentially etched to form a gate electrode. The steps up to the step of processing the gate as described above are the same as in the first embodiment, and have a shape as shown in FIG.

【0086】次に、ポスト酸化を行いサイドウォールを
形成するまでは、前記第2の実施の形態と同様であり、
図14〜図16に示すような工程となる。
Next, until the side wall is formed by performing post-oxidation, it is the same as the second embodiment.
The process is as shown in FIGS.

【0087】まず、レジストパターン34を剥離した
後、図14に示すようにポスト酸化を行う。この際、前
記ポスト酸化による酸化量が相対的に多い場合、シリコ
ン酸化膜30を通して酸化材が浸透して、多結晶シリコ
ン膜14の一部を酸化することがあるが、タングステン
シリサイド膜12上には多結晶シリコン膜14とシリコ
ン酸化膜28が堆積されているため、タングステンシリ
サイド膜12がその側面以外で酸化されることはない。
First, after the resist pattern 34 is peeled off, post oxidation is performed as shown in FIG. At this time, if the oxidation amount due to the post-oxidation is relatively large, the oxidizing material may penetrate through the silicon oxide film 30 and oxidize a part of the polycrystalline silicon film 14. Since the polycrystalline silicon film 14 and the silicon oxide film 28 are deposited, the tungsten silicide film 12 is not oxidized except on its side.

【0088】図14は、前記ポスト酸化後の不揮発性メ
モリ領域の構造を示す断面図である。図14に示すよう
に、ゲート電極の側面が酸化され、シリコン酸化膜36
が形成される。この場合、タングステンシリサイド膜1
2の側面が酸化されるが、例えば、タングステンシリサ
イド膜12の膜厚が100nm程度の世代のデバイスで
は、一般的にポスト酸化量はウエハ上で高々10nm〜
20nm程度である。この程度の酸化量の場合、この第
2の実施の形態のように、タングステンシリサイド膜1
2の上下にシリコンの供給源となる多結晶シリコン膜1
4、10を形成するような構造にしておけば、タングス
テンシリサイド膜12が酸化雰囲気にさらされるのはゲ
ート側面のわずかな面積だけなので、高融点金属、ここ
ではタングステンの異常酸化を防止することができる。
FIG. 14 is a sectional view showing the structure of the nonvolatile memory area after the post-oxidation. As shown in FIG. 14, the side surface of the gate electrode is oxidized and a silicon oxide film 36 is formed.
Is formed. In this case, the tungsten silicide film 1
2 is oxidized. For example, in a device of a generation in which the thickness of the tungsten silicide film 12 is about 100 nm, the amount of post-oxidation is generally at most 10 nm on the wafer.
It is about 20 nm. In the case of such an oxidized amount, the tungsten silicide film 1 is formed as in the second embodiment.
A polycrystalline silicon film 1 serving as a silicon supply source above and below 2
If the structure is formed such that the tungsten silicide film 12 is exposed to the oxidizing atmosphere, only a small area of the side surface of the gate is required. it can.

【0089】次に、例えば全面にn−イオン注入をし
て、図15に示すように、LDD構造の拡散層20を形
成した後、サイドウォール形成のためのシリコン酸化膜
18を堆積する。さらに、図16に示すように、前記シ
リコン酸化膜18を異方性エッチングにより全面エッチ
バックしてサイドウォール18を形成する。この第3実
施の形態においても、前記第1の実施の形態と同様に、
多結晶シリコン膜14はサイドウォール形成のためのエ
ッチング時に、ストッパー膜としての役割を果たす。
Next, for example, n-ions are implanted on the entire surface to form a diffusion layer 20 having an LDD structure as shown in FIG. 15, and then a silicon oxide film 18 for forming a sidewall is deposited. Further, as shown in FIG. 16, the entire surface of the silicon oxide film 18 is etched back by anisotropic etching to form sidewalls 18. Also in the third embodiment, similar to the first embodiment,
The polycrystalline silicon film 14 plays a role as a stopper film at the time of etching for forming the sidewall.

【0090】続いて、例えば、ソース、ドレインの拡散
層形成のための高濃度のn+イオン注入を行うが、タン
グステンシリサイド膜12上は、図16に示すように、
多結晶シリコン膜14で被覆されているため、イオン注
入によるタングステンシリサイド膜12の異常酸化を防
止できる。
Subsequently, for example, high-concentration n + ion implantation for forming source and drain diffusion layers is performed. On the tungsten silicide film 12, as shown in FIG.
Since the tungsten silicide film 12 is covered with the polycrystalline silicon film 14, abnormal oxidation of the tungsten silicide film 12 due to ion implantation can be prevented.

【0091】次に、図16に示す半導体基板に対してポ
スト酸化を行う。このポスト酸化により、図18に示す
ように、多結晶シリコン膜14の一部は酸化されて酸化
膜16が形成される。また、シリコン酸化膜22は、同
様にポスト酸化によって半導体基板2面に形成されたシ
リコン酸化膜を示している。この場合においても、多結
晶シリコン膜14がタングステンシリサイド膜12の異
常酸化に対して防止能力を持つことは、前記実施の形態
と同様である。図18は、この場合の最終工程終了後の
断面、すなわち前記図1に対応する断面図である。
Next, post oxidation is performed on the semiconductor substrate shown in FIG. By this post-oxidation, as shown in FIG. 18, a part of polycrystalline silicon film 14 is oxidized to form oxide film 16. The silicon oxide film 22 is a silicon oxide film similarly formed on the surface of the semiconductor substrate 2 by post-oxidation. Also in this case, the polycrystalline silicon film 14 has a capability of preventing abnormal oxidation of the tungsten silicide film 12 as in the above-described embodiment. FIG. 18 is a cross-sectional view after the final step in this case, that is, a cross-sectional view corresponding to FIG.

【0092】この場合においても、タングステンシリサ
イド膜12が酸化剤に直接さらされて酸化することはな
い。したがって、タングステンシリサイド膜12に替わ
る材料としては、その他の高融点金属シリサイド膜や、
高融点金属膜であっても同様の効果を得ることができ
る。
Also in this case, the tungsten silicide film 12 is not directly exposed to the oxidizing agent and is not oxidized. Therefore, as a material replacing the tungsten silicide film 12, other refractory metal silicide films,
The same effect can be obtained even with a high melting point metal film.

【0093】その後、図18に示すように、層間絶縁膜
24を堆積し、通常の不揮発性半導体メモリの製造方法
に従って、コンタクト孔を開孔して電極配線形成工程を
行い、パッシベーション膜を堆積して不揮発性メモリを
製造するのは、前記第1、第2の実施の形態と同様であ
る。
Thereafter, as shown in FIG. 18, an interlayer insulating film 24 is deposited, a contact hole is opened, an electrode wiring forming step is performed, and a passivation film is deposited according to a normal method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory. The method of manufacturing the nonvolatile memory by the same method as in the first and second embodiments is described.

【0094】以上説明したようにこの第3の実施の形態
によれば、ポリサイド構造のゲートを構成する高融点金
属シリサイド膜(ここではタングステンシリサイド膜)
の膜面上に多結晶シリコン膜とシリコン酸化膜の積層膜
を設けることにより、高濃度イオン注入時において、ポ
リサイド構造のゲートを構成するタングステンシリサイ
ド膜が異常酸化するのを防止できる。さらに、タングス
テンシリサイド膜上には、十分な膜厚の多結晶シリコン
膜が形成されているため、前記ポスト酸化工程において
も、このタングステンシリサイド膜が異常酸化するのを
防止できる。
As described above, according to the third embodiment, a refractory metal silicide film (here, a tungsten silicide film) constituting a gate having a polycide structure.
By providing a laminated film of a polycrystalline silicon film and a silicon oxide film on the film surface of the above, it is possible to prevent the tungsten silicide film constituting the gate of the polycide structure from being abnormally oxidized during high-concentration ion implantation. Further, since a polycrystalline silicon film having a sufficient film thickness is formed on the tungsten silicide film, abnormal oxidation of the tungsten silicide film can be prevented even in the post-oxidation step.

【0095】また、シリコン酸化膜をマスク材として、
高いアスペクト比のゲート電極を容易に加工できるよう
にするとともに、前記多結晶シリコン膜にはその後のサ
イドウォール形成時においてストッパー膜の機能を持た
せることができる。
Further, using a silicon oxide film as a mask material,
A gate electrode having a high aspect ratio can be easily processed, and the polycrystalline silicon film can have a function of a stopper film when a sidewall is formed thereafter.

【0096】なお、前記ストッパー膜としてシリコンナ
イトライド膜を用いた場合、膜ストレスによりゲート酸
化膜の膜質が劣化するという問題があるが、この実施の
形態のように多結晶シリコン膜を用いると、膜ストレス
が小さいためにゲート酸化膜の膜質が劣化するという問
題をなくすことができる。
In the case where a silicon nitride film is used as the stopper film, there is a problem that the film quality of the gate oxide film is deteriorated due to film stress. However, if a polycrystalline silicon film is used as in this embodiment, The problem that the film quality of the gate oxide film is degraded due to small film stress can be eliminated.

【0097】前記第1、第2、第3のいずれの実施の形
態においても、ポリサイド構造のゲートを構成するタン
グステンシリサイド膜12上に多結晶シリコン膜14を
形成することにより、タングステンシリサイド膜12の
異常酸化を防止できる効果は同様である。なお、さらに
ポスト酸化工程が追加されたり、順序が複雑になった場
合にも、これらの実施の形態と同様の効果を得ることが
できる。
In any of the first, second and third embodiments, the polycrystalline silicon film 14 is formed on the tungsten silicide film 12 constituting the gate of the polycide structure, so that the tungsten silicide film 12 The effect of preventing abnormal oxidation is the same. Note that the same effects as those of the embodiments can be obtained even if a post-oxidation step is further added or the order becomes complicated.

【0098】[ 第4の実施の形態]次に、この発明に係
る第4の実施の形態の不揮発性メモリの製造方法につい
て説明する。
[Fourth Embodiment] Next, a method for manufacturing a nonvolatile memory according to a fourth embodiment of the present invention will be described.

【0099】図2〜図6、図19〜図28は、第4の実
施の形態の不揮発性メモリの製造方法を示す各製造工程
の断面図である。
FIGS. 2 to 6 and FIGS. 19 to 28 are cross-sectional views of respective manufacturing steps showing a method of manufacturing the nonvolatile memory according to the fourth embodiment.

【0100】半導体基板2上に、通常の半導体装置の製
造方法に従って素子分離酸化膜(図示せず)を形成した
後、シリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜4を形成す
る。さらに、このゲート絶縁膜4上に、フローティング
ゲートとなる多結晶シリコン膜6、Inter-Poly絶縁膜
(例えばONO膜)8、コントロールゲートをなす多結
晶シリコン膜10と高融点金属シリサイド膜である例え
ばタングステンシリサイド膜12、多結晶シリコン膜1
4、及びシリコン酸化膜30を下から順次堆積する。そ
の後、これら積層膜からなるゲートを加工する。ここま
での製造方法は前記第1〜第3の実施の形態と同様であ
り、ここまでの製造工程終了後の不揮発性メモリ領域の
断面を図19に示す。
After an element isolation oxide film (not shown) is formed on semiconductor substrate 2 in accordance with a normal semiconductor device manufacturing method, gate insulating film 4 made of a silicon oxide film is formed. Further, on the gate insulating film 4, a polycrystalline silicon film 6 serving as a floating gate, an inter-poly insulating film (for example, an ONO film) 8, a polycrystalline silicon film 10 serving as a control gate, and a refractory metal silicide film, for example, Tungsten silicide film 12, polycrystalline silicon film 1
4, and a silicon oxide film 30 are sequentially deposited from below. After that, the gate made of these laminated films is processed. The manufacturing method up to this point is the same as in the first to third embodiments, and FIG. 19 shows a cross section of the nonvolatile memory area after the end of the manufacturing steps up to this point.

【0101】続いて、ソース拡散層形成のために、図2
0に示すように帯状に形成された素子分離酸化膜38の
一部を除去する。図20は、図19で示した半導体装置
の平面図に相当する図であり、ゲート加工後、新たにレ
ジストパターン40を塗布した直後の工程を示してい
る。図20に示すシリコン酸化膜30の領域はゲート加
工後の積層膜からなるゲートパターンを示している。
Subsequently, in order to form a source diffusion layer, FIG.
As shown in FIG. 0, a part of the strip-shaped element isolation oxide film 38 is removed. FIG. 20 is a view corresponding to the plan view of the semiconductor device shown in FIG. 19, and shows a step immediately after a resist pattern 40 is newly applied after gate processing. The region of the silicon oxide film 30 shown in FIG. 20 shows a gate pattern formed of the laminated film after the gate processing.

【0102】前記レジストパターン40は、ソース拡散
層を形成するためのSAS(Self-Align-Source )工程
に用いるパターンであり、レジストパターン40をマス
クとしたフォトリソグラフィ法により、図21に示すよ
うに、隣接するゲート間のうちソース拡散層となるべき
領域を露呈する。図21は、図20のX1−X1′で切
ったときの断面図であり、図19と同一の断面である。
The resist pattern 40 is a pattern used in a SAS (Self-Align-Source) process for forming a source diffusion layer, and is formed by a photolithography method using the resist pattern 40 as a mask as shown in FIG. Then, a region to be a source diffusion layer between adjacent gates is exposed. FIG. 21 is a cross-sectional view taken along the line X1-X1 'in FIG. 20, and is the same cross-section as FIG.

【0103】このように前記レジストパターン40でド
レインとなる領域を覆い、シリコン酸化膜30を最上層
とした積層膜からなるゲートをマスクとして、自己整合
的に素子分離酸化膜38をエッチングする。続いて、図
22、図23に示すように、素子分離酸化膜38の一部
がエッチング除去された後、ソース、ドレインの拡散層
20が形成される。特に、図23はSAS工程により素
子分離酸化膜の一部がエッチング除去された後、その後
の工程でソース拡散層が形成される部分を示す図であ
り、図22、図23はそれぞれ図20のX1−X1′、
X2−X2′で切ったときの断面図である。
In this manner, the element isolation oxide film 38 is etched in a self-aligned manner by covering the region serving as the drain with the resist pattern 40 and using the gate of the laminated film having the silicon oxide film 30 as the uppermost layer as a mask. Subsequently, as shown in FIGS. 22 and 23, after part of the element isolation oxide film 38 is removed by etching, the source and drain diffusion layers 20 are formed. In particular, FIG. 23 is a view showing a portion where a source diffusion layer is formed in a subsequent step after a part of an element isolation oxide film is removed by etching in a SAS step, and FIGS. X1-X1 ',
It is sectional drawing when cut | disconnected by X2-X2 '.

【0104】このSAS工程において、図22、図23
に示すように、いずれの領域においてもゲート加工時の
マスク材であるシリコン酸化膜30のうち、レジストパ
ターン40で被覆されていない領域は同時にエッチング
除去される。この際、通常の対シリコン高選択比となる
条件に設定されたエッチングガスを用いて加工すること
により、シリコン酸化膜30下の多結晶シリコン膜14
をエッチング時のストッパー膜として、ゲート絶縁膜4
及び素子分離酸化膜38が所望の形状にエッチングされ
る。
In this SAS step, FIGS.
As shown in (1), in any region, of the silicon oxide film 30 which is a mask material at the time of gate processing, regions not covered with the resist pattern 40 are simultaneously etched and removed. At this time, the polycrystalline silicon film 14 under the silicon oxide film 30 is processed by using an etching gas set under a condition that gives a normal high selectivity to silicon.
As a stopper film at the time of etching, the gate insulating film 4
Then, the element isolation oxide film 38 is etched into a desired shape.

【0105】その後、ソース、ドレインの拡散層形成の
ためにドーズ量1.0×1015cm-2以上程度の高濃度
イオン注入を行う。この実施の形態においても、このイ
オン注入は多結晶シリコン膜14越しに実施されるの
で、ポリサイド構造のゲートを構成するタングステンシ
リサイド膜の異常酸化を防止できる。
Thereafter, high-concentration ion implantation with a dose of about 1.0 × 10 15 cm −2 or more is performed to form source and drain diffusion layers. Also in this embodiment, since this ion implantation is performed through the polycrystalline silicon film 14, abnormal oxidation of the tungsten silicide film constituting the gate having the polycide structure can be prevented.

【0106】続いて、サイドウォール形成のためのシリ
コン酸化膜を全面に堆積し、図24に示すように、前記
シリコン酸化膜を異方性エッチングにより全面エッチバ
ックする。これにより、ゲートの側面にサイドウォール
18を形成する。前記異方性エッチングの直前、ゲート
の最上層にはシリコン酸化膜30若しくは多結晶シリコ
ン膜14が存在しているが、この多結晶シリコン膜14
はエッチング時のストッパー膜として機能する。なお、
図24は図22と同一の断面を示す。
Subsequently, a silicon oxide film for forming a sidewall is deposited on the entire surface, and as shown in FIG. 24, the silicon oxide film is etched back by anisotropic etching. As a result, sidewalls 18 are formed on the side surfaces of the gate. Immediately before the anisotropic etching, the silicon oxide film 30 or the polycrystalline silicon film 14 exists in the uppermost layer of the gate.
Functions as a stopper film during etching. In addition,
FIG. 24 shows the same cross section as FIG.

【0107】この際、シリコン酸化膜30も同時にエッ
チング除去されてしまうが、多結晶シリコン膜14は、
サイドウォール18の材料であるシリコン酸化膜と充分
なエッチング選択比を確保することができるので、この
目的の材料として有効である。
At this time, the silicon oxide film 30 is also removed by etching at the same time.
Since a sufficient etching selectivity can be secured with respect to the silicon oxide film as the material of the side wall 18, it is effective as a material for this purpose.

【0108】また、前述の説明では、サイドウォール材
としてシリコン酸化膜を用いたが、その他の膜としてシ
リコンナイトライド膜も一般に用いられる。この場合で
も、多結晶シリコン膜は、シリコンナイトライド膜に対
して、通常のエッチングガス条件で十分な加工選択比を
確保することができるので、同様の効果を期待できる。
In the above description, a silicon oxide film is used as a sidewall material, but a silicon nitride film is generally used as another film. Even in this case, since the polycrystalline silicon film can secure a sufficient processing selectivity with respect to the silicon nitride film under ordinary etching gas conditions, the same effect can be expected.

【0109】さらに、前述の説明では、SAS加工工程
直後にソース、ドレインの拡散層形成用の高濃度イオン
注入を行っているが、サイドウォール形成後にこの高濃
度イオン注入を行っても何ら問題ないし、またソースと
ドレインを別々にイオン注入してもよい。この場合も、
イオン注入は多結晶シリコン膜14越しに実施されるの
で、ポリサイド構造のゲートを構成するタングステンシ
リサイド膜の異常酸化を防止できる。
Further, in the above description, the high-concentration ion implantation for forming the source and drain diffusion layers is performed immediately after the SAS processing step. However, there is no problem if the high-concentration ion implantation is performed after the formation of the sidewall. Alternatively, the source and the drain may be separately ion-implanted. Again,
Since the ion implantation is performed through the polycrystalline silicon film 14, abnormal oxidation of the tungsten silicide film constituting the gate having the polycide structure can be prevented.

【0110】この後、図24に示す半導体基板に対して
ポスト酸化を行う。このポスト酸化により、図25に示
すように、多結晶シリコン膜14の一部は酸化されてシ
リコン酸化膜16が形成される。また、シリコン酸化膜
22は、同様にポスト酸化によって半導体基板2面に形
成されたシリコン酸化膜を示している。しかし、前記多
結晶シリコン膜14の全部が酸化されない程度の膜厚を
堆積しておくことにより、多結晶シリコン膜14の下層
の高融点金属シリサイド膜であるタングステンシリサイ
ド膜12が直接酸化されることはないため、プロセスの
酸化量マージンを大幅に向上させることができる。
Thereafter, post oxidation is performed on the semiconductor substrate shown in FIG. By this post-oxidation, as shown in FIG. 25, a part of polycrystalline silicon film 14 is oxidized to form silicon oxide film 16. The silicon oxide film 22 is a silicon oxide film similarly formed on the surface of the semiconductor substrate 2 by post-oxidation. However, by depositing such a thickness that the entire polycrystalline silicon film 14 is not oxidized, the tungsten silicide film 12 which is a high-melting metal silicide film under the polycrystalline silicon film 14 is directly oxidized. Therefore, the oxidation margin of the process can be greatly improved.

【0111】その後、図26に示すように、層間絶縁膜
24を堆積した後、通常の半導体装置の製造方法に従っ
て、コンタクト孔を開孔し、電極配線形成工程を行い、
パッベーション膜を堆積して不揮発性メモリを製造す
る。
Thereafter, as shown in FIG. 26, after depositing an interlayer insulating film 24, a contact hole is opened in accordance with a normal semiconductor device manufacturing method, and an electrode wiring forming step is performed.
A non-volatile memory is manufactured by depositing a passivation film.

【0112】以上説明したようにこの第4の実施の形態
によれば、ポリサイド構造のゲートを構成する高融点金
属シリサイド膜(ここではタングステンシリサイド膜)
の膜面上に多結晶シリコン膜とシリコン酸化膜の積層膜
を設けることにより、SAS加工後のソース拡散層形成
のための高濃度イオン注入時において、ポリサイド構造
のゲートを構成するタングステンシリサイド膜が異常酸
化するのを防止できる。さらに、タングステンシリサイ
ド膜上には、十分な膜厚の多結晶シリコン膜が形成され
ているため、前記ポスト酸化工程においても、このタン
グステンシリサイド膜が異常酸化するのを防止できる。
As described above, according to the fourth embodiment, the refractory metal silicide film (here, tungsten silicide film) constituting the gate having the polycide structure is used.
By providing a laminated film of a polycrystalline silicon film and a silicon oxide film on the film surface of the above, a tungsten silicide film constituting a gate of a polycide structure can be formed at the time of high-concentration ion implantation for forming a source diffusion layer after SAS processing. Abnormal oxidation can be prevented. Further, since a polycrystalline silicon film having a sufficient film thickness is formed on the tungsten silicide film, abnormal oxidation of the tungsten silicide film can be prevented even in the post-oxidation step.

【0113】また、シリコン酸化膜をマスク材として、
高いアスペクト比のゲート電極を容易に加工できるよう
にするとともに、前記多結晶シリコン膜にはその後のサ
イドウォール形成時においてストッパー膜の機能を持た
せることができる。
Further, using a silicon oxide film as a mask material,
A gate electrode having a high aspect ratio can be easily processed, and the polycrystalline silicon film can have a function of a stopper film when a sidewall is formed thereafter.

【0114】なお、前記ストッパー膜としてシリコン窒
化膜を用いた場合、膜ストレスによりゲート酸化膜の膜
質が劣化するという問題があるが、この実施の形態のよ
うに多結晶シリコン膜を用いると、膜ストレスが小さい
ためにゲート酸化膜の膜質が劣化するという問題をなく
すことができる。
When a silicon nitride film is used as the stopper film, there is a problem that the film quality of the gate oxide film is degraded due to film stress. However, when a polycrystalline silicon film is used as in this embodiment, the film becomes thin. The problem that the film quality of the gate oxide film is deteriorated due to small stress can be eliminated.

【0115】また、この第4の実施の形態によれば、高
融点金属シリサイド膜であるタングステンシリサイド膜
上に多結晶シリコン膜を有する構造になっているため、
タングステンシリサイド膜が直接酸化されることはな
く、プロセスの酸化量マージンを大幅に向上させること
ができる。
According to the fourth embodiment, the structure is such that a polycrystalline silicon film is formed on a tungsten silicide film which is a high melting point metal silicide film.
Since the tungsten silicide film is not directly oxidized, the oxidation margin of the process can be greatly improved.

【0116】さらに、高融点金属シリサイド膜であるタ
ングステンシリサイド膜上にある多結晶シリコン膜は、
SAS工程のエッチング時のストッパー膜、サイドウォ
ール形成工程のエッチング時のストッパー膜、ポスト酸
化工程の異常酸化防止膜としての機能を有している。し
たがって、各々の工程での膜厚減少を見込んで、なおか
つ残膜として残るだけの膜厚を有していることが重要で
ある。
Further, the polycrystalline silicon film on the tungsten silicide film, which is a refractory metal silicide film,
It has a function as a stopper film at the time of etching in the SAS step, a stopper film at the time of etching in the sidewall formation step, and an abnormal oxidation prevention film in the post-oxidation step. Therefore, it is important that the film has a thickness enough to remain as a residual film in anticipation of a decrease in the film thickness in each step.

【0117】以上のように、高融点金属シリサイド膜上
に形成された多結晶シリコン膜は、シリコンナイトライ
ド膜(SiN膜)のようにゲート酸化膜の劣化を引き起
こすことなく、SAS工程の際のエッチング時のストッ
パー膜として用いられると同時に、それに続く、拡散層
形成のためのイオン注入時におけるダメージ保護膜(異
常酸化防止)として機能する。さらに、その後のサイド
ウォール形成工程におけるエッチング時のストッパー膜
の機能も持ち、高融点金属シリサイド膜表面を覆うこと
により、ポスト酸化のマージンを向上させる効果を有す
る。
As described above, the polycrystalline silicon film formed on the refractory metal silicide film does not cause deterioration of the gate oxide film as in the case of the silicon nitride film (SiN film). At the same time as being used as a stopper film at the time of etching, it functions as a damage protection film (prevention of abnormal oxidation) at the time of subsequent ion implantation for forming a diffusion layer. Further, it also has a function of a stopper film at the time of etching in a subsequent sidewall formation step, and has an effect of improving a post-oxidation margin by covering the surface of the refractory metal silicide film.

【0118】なお、この第4の実施の形態では、サイド
ウォール形成のためのエッチバックにおいて、ゲートの
最上層のシリコン酸化膜30が同時にエッチング除去さ
れる場合について説明した。しかしながら、エッチング
のオーバー量が相対的に少なく、エッチバック後にシリ
コン酸化膜30が残っていてもよい。この場合の図24
に相当する断面を図27に示す。
In the fourth embodiment, the case where the silicon oxide film 30 at the uppermost layer of the gate is simultaneously etched and removed in the etch back for forming the sidewalls has been described. However, the over-etching amount may be relatively small, and the silicon oxide film 30 may remain after the etch back. FIG. 24 in this case
27 is shown in FIG.

【0119】この後、ポスト酸化を行うが、この場合に
おいても多結晶シリコン膜14が異常酸化に対して防止
能力を持つことは、前記第1〜第3の実施の形態と全く
同様である。この場合の最終工程終了後の断面、すなわ
ち図26に対応する断面を図28に示す。この図28に
おいて、シリコン酸化膜30aは、ポスト酸化によって
前記シリコン酸化膜30に酸化増殖分が含まれた膜であ
る。また、シリコン酸化膜22は、同様にポスト酸化に
よって半導体基板2面に形成されたシリコン酸化膜を示
している。
Thereafter, post oxidation is performed. In this case as well, the polycrystalline silicon film 14 has the ability to prevent abnormal oxidation in the same manner as in the first to third embodiments. FIG. 28 shows a cross section after the final step in this case, that is, a cross section corresponding to FIG. In FIG. 28, the silicon oxide film 30a is a film in which the silicon oxide film 30 contains an oxidized and multiplied portion by post-oxidation. The silicon oxide film 22 is a silicon oxide film similarly formed on the surface of the semiconductor substrate 2 by post-oxidation.

【0120】なお、この第4の実施の形態においても、
高融点金属シリサイド膜であるタングステンシリサイド
膜が酸化材に直接さらされて酸化することはない。した
がって、この材料としては、高融点金属シリサイド膜以
外に、高融点金属膜であっても、同様の効果を得ること
ができる。
Note that, in the fourth embodiment as well,
The tungsten silicide film, which is a refractory metal silicide film, is not directly exposed to the oxidizing material and is not oxidized. Therefore, the same effect can be obtained by using a high melting point metal film other than the high melting point metal silicide film.

【0121】[第5の実施の形態]次に、この発明に係
る第5の実施の形態の不揮発性メモリの製造方法につい
て説明する。前記第4の実施の形態では、SAS工程後
にサイドウォールを形成し、その後にポスト酸化を行っ
たが、この第5の実施の形態ではSAS工程後にポスト
酸化を行い、その後にサイドウォールを形成する工程順
の製造方法について説明する。
[Fifth Embodiment] Next, a method for manufacturing a nonvolatile memory according to a fifth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, the sidewall is formed after the SAS step, and post-oxidation is performed thereafter. In the fifth embodiment, the post-oxidation is performed after the SAS step, and the sidewall is formed thereafter. A manufacturing method in the order of steps will be described.

【0122】図2〜図6、図19〜図21、図29〜図
34は、第5の実施の形態の不揮発性メモリの製造方法
を示す各製造工程の断面図である。
FIGS. 2 to 6, FIGS. 19 to 21, and FIGS. 29 to 34 are cross-sectional views of respective manufacturing steps showing a method of manufacturing the nonvolatile memory according to the fifth embodiment.

【0123】ゲート加工の工程までは前記第1の実施の
形態と同様であり、図2〜図6、図19に示すような工
程となる。なお前述したように、周辺回路領域における
素子の製造方法は第1の実施の形態と同様であるため、
説明を省略する。
The steps up to the gate processing are the same as those in the first embodiment, and are steps as shown in FIGS. 2 to 6 and FIG. As described above, since the method of manufacturing the element in the peripheral circuit region is the same as in the first embodiment,
Description is omitted.

【0124】まず、半導体基板2上の所望の領域に、周
知の手法にて素子分離酸化膜(図示せず)を形成した
後、シリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜4を形成す
る。さらに、このゲート絶縁膜4上に、フローティング
ゲートとなる多結晶シリコン膜6を堆積する。続いて、
図には示さないが、通常の2層ゲート型の不揮発性メモ
リの製造方法に従って、素子分離酸化膜上で多結晶シリ
コン膜6を分離した後、Inter-Poly絶縁膜(例えばON
O膜)8、コントロールゲートをなす多結晶シリコン膜
10と高融点金属シリサイド膜である例えばタングステ
ンシリサイド膜12、多結晶シリコン膜14、シリコン
酸化膜30を下から順次堆積する。前記多結晶シリコン
膜14は、後述するSAS工程及びサイドウォール形成
時のエッチングと酸化工程における酸化でなくならない
程度の膜厚を有している。また、シリコン酸化膜30
は、後述のゲート加工時になくならない程度の膜厚を有
している。
First, after a device isolation oxide film (not shown) is formed in a desired region on the semiconductor substrate 2 by a known method, a gate insulating film 4 made of a silicon oxide film is formed. Further, a polycrystalline silicon film 6 serving as a floating gate is deposited on the gate insulating film 4. continue,
Although not shown in the figure, after the polycrystalline silicon film 6 is separated on the element isolation oxide film according to the usual method of manufacturing a two-layer gate type nonvolatile memory, an Inter-Poly insulating film (for example, ON
O film) 8, a polycrystalline silicon film 10 forming a control gate, and a refractory metal silicide film such as a tungsten silicide film 12, a polycrystalline silicon film 14, and a silicon oxide film 30 are sequentially deposited from below. The polycrystalline silicon film 14 has such a thickness that the polycrystalline silicon film 14 is not oxidized in the etching and oxidizing steps in the later-described SAS step and sidewall formation. Also, the silicon oxide film 30
Has a film thickness that does not disappear during gate processing described later.

【0125】次いで、レジストを塗布し、所望のレジス
トパターンを形成した後、シリコン酸化膜30、多結晶
シリコン膜14をエッチングする。その後、レジストパ
ターンを除去し、シリコン酸化膜30と多結晶シリコン
膜14の積層膜をマスクとして、タングステンシリサイ
ド膜12、多結晶シリコン膜10、Inter-Poly絶縁膜
8、多結晶シリコン膜6を順次エッチングして、ゲート
電極を形成する。その後、ソース拡散層形成のためにS
AS工程を実施して、素子分離領域をエッチングする。
続いて、拡散層形成のための高濃度イオン注入を行うと
ころまでは、前記第4の実施の形態と同様である。ここ
までの工程終了後の半導体装置の断面を図29に示す。
Next, after applying a resist to form a desired resist pattern, the silicon oxide film 30 and the polycrystalline silicon film 14 are etched. Thereafter, the resist pattern is removed, and the tungsten silicide film 12, the polycrystalline silicon film 10, the Inter-Poly insulating film 8, and the polycrystalline silicon film 6 are sequentially formed using the laminated film of the silicon oxide film 30 and the polycrystalline silicon film 14 as a mask. Etching is performed to form a gate electrode. Then, S is formed for forming a source diffusion layer.
An AS process is performed to etch the element isolation region.
Subsequently, the process is the same as that of the fourth embodiment up to the point where high-concentration ion implantation for forming a diffusion layer is performed. FIG. 29 shows a cross section of the semiconductor device after the steps up to here.

【0126】次に、図29に示す半導体装置に対してポ
スト酸化を行う。このポスト酸化により、図30に示す
ように、多結晶シリコン14の一部を覆っていたシリコ
ン酸化膜30を含め、多結晶シリコン膜14の一部が酸
化され、ゲートの側面及び半導体基板面にシリコン酸化
膜22が形成される。この際、タングステンシリサイド
膜12上には多結晶シリコン膜14が形成されているた
め、タングステンシリサイド膜12の上面が酸化される
のを防止できる。
Next, post oxidation is performed on the semiconductor device shown in FIG. As a result of this post-oxidation, as shown in FIG. 30, a part of the polycrystalline silicon film 14 including the silicon oxide film 30 covering a part of the polycrystalline silicon 14 is oxidized. A silicon oxide film 22 is formed. At this time, since the polycrystalline silicon film 14 is formed on the tungsten silicide film 12, the upper surface of the tungsten silicide film 12 can be prevented from being oxidized.

【0127】この場合、タングステンシリサイド膜12
の側面も酸化されているが、例えば、タングステンシリ
サイド膜12の膜厚が100nm程度の世代のデバイス
では、一般的にポスト酸化量はウエハ上で高々10nm
〜20nm程度である。この程度の酸化量の場合、この
第5の実施の形態のように、タングステンシリサイド膜
12の上下にシリコンの供給源となる多結晶シリコン膜
14、10が形成されるような構造にしておけば、タン
グステンシリサイド膜12が酸化雰囲気にさらされるの
はゲート側面のわずかな面積だけなので、タングステン
シリサイド膜12の異常酸化を防止することができる。
In this case, the tungsten silicide film 12
Is oxidized, for example, in a device of the generation in which the thickness of the tungsten silicide film 12 is about 100 nm, the post-oxidation amount is generally at most 10 nm on the wafer.
About 20 nm. In the case of such an oxidation amount, as in the fifth embodiment, the structure may be such that the polycrystalline silicon films 14 and 10 serving as a silicon supply source are formed above and below the tungsten silicide film 12. Since the tungsten silicide film 12 is exposed to the oxidizing atmosphere only in a small area on the side surface of the gate, abnormal oxidation of the tungsten silicide film 12 can be prevented.

【0128】次に、全面に、例えばサイドウォール形成
のためのシリコン酸化膜を堆積し、図31に示すよう
に、前記シリコン酸化膜を異方性エッチングにより全面
エッチバックしてサイドウォール18を形成する。この
第5の実施の形態においても、前記第4の実施の形態と
同様に多結晶シリコン膜14は、サイドウォール形成の
ためのエッチング時のストッパー膜としての役割を果た
す。この際、エッチングのオーバー量が十分多くなけれ
ばシリコン酸化膜22の一部は残る。
Next, for example, a silicon oxide film for forming a sidewall is deposited on the entire surface, and as shown in FIG. 31, the silicon oxide film is etched back by anisotropic etching to form a sidewall 18. I do. Also in the fifth embodiment, similarly to the fourth embodiment, the polycrystalline silicon film 14 functions as a stopper film at the time of etching for forming a sidewall. At this time, a part of the silicon oxide film 22 remains unless the etching amount is sufficiently large.

【0129】その後、図32に示すように、層間絶縁膜
24を堆積した後、通常の半導体装置の製造方法に従っ
て、コンタクト孔を開孔し、電極配線形成工程を行い、
パッシベーション膜を堆積して不揮発性メモリを製造す
る。これは、前記実施の形態と同様である。
Thereafter, as shown in FIG. 32, after depositing an interlayer insulating film 24, a contact hole is opened in accordance with a normal semiconductor device manufacturing method, and an electrode wiring forming step is performed.
A non-volatile memory is manufactured by depositing a passivation film. This is the same as in the above embodiment.

【0130】以上説明したようにこの第5の実施の形態
によれば、ポリサイド構造のゲートを構成する高融点金
属シリサイド膜(ここではタングステンシリサイド膜)
の膜面上に多結晶シリコン膜とシリコン酸化膜の積層膜
を設けることにより、SAS加工後のソース拡散層形成
のための高濃度イオン注入時において、ポリサイド構造
のゲートを構成するタングステンシリサイド膜が異常酸
化するのを防止できる。さらに、タングステンシリサイ
ド膜上には、十分な膜厚の多結晶シリコン膜が形成され
ているため、前記ポスト酸化工程においても、このタン
グステンシリサイド膜が異常酸化するのを防止できる。
As described above, according to the fifth embodiment, a refractory metal silicide film (here, a tungsten silicide film) constituting a gate having a polycide structure.
By providing a laminated film of a polycrystalline silicon film and a silicon oxide film on the film surface of the above, a tungsten silicide film constituting a gate of a polycide structure can be formed at the time of high-concentration ion implantation for forming a source diffusion layer after SAS processing. Abnormal oxidation can be prevented. Further, since a polycrystalline silicon film having a sufficient film thickness is formed on the tungsten silicide film, abnormal oxidation of the tungsten silicide film can be prevented even in the post-oxidation step.

【0131】また、シリコン酸化膜をマスク材として、
高いアスペクト比のゲート電極を容易に加工できるよう
にするとともに、前記多結晶シリコン膜にはSAS工程
においてエッチング時のストッパー膜の機能を、さらに
その後のサイドウォール形成工程においてエッチング時
のストッパー膜の機能を持たせることができる。
Further, using a silicon oxide film as a mask material,
A gate electrode having a high aspect ratio can be easily processed, and the polycrystalline silicon film has a function of a stopper film at the time of etching in a SAS process and a function of a stopper film at the time of etching in a subsequent sidewall formation process. Can be provided.

【0132】なお、前記ストッパー膜としてシリコン窒
化膜を用いた場合、膜ストレスによりゲート酸化膜の膜
質が劣化するという問題があるが、この実施の形態のよ
うに多結晶シリコン膜を用いると、膜ストレスが小さい
ためにゲート酸化膜の膜質が劣化するという問題をなく
すことができる。
In the case where a silicon nitride film is used as the stopper film, there is a problem that the film quality of the gate oxide film is deteriorated by film stress. However, when a polycrystalline silicon film is used as in this embodiment, the film becomes thin. The problem that the film quality of the gate oxide film is deteriorated due to small stress can be eliminated.

【0133】また、この第5の実施の形態によれば、高
融点金属シリサイド膜であるタングステンシリサイド膜
上に多結晶シリコン膜を有する構造になっているため、
タングステンシリサイド膜が直接酸化されることはな
く、プロセスの酸化量マージンを大幅に向上させること
ができる。
According to the fifth embodiment, the structure is such that the polycrystalline silicon film is formed on the tungsten silicide film, which is a high melting point metal silicide film.
Since the tungsten silicide film is not directly oxidized, the oxidation margin of the process can be greatly improved.

【0134】以上のようにこの第5の実施の形態におい
ては、前記第4の実施の形態と同様に、ポリサイドゲー
トの直上面に形成された多結晶シリコン膜は、シリコン
ナイドライド膜(SiN膜)のようにゲート酸化膜の劣
化を引き起こすことなく、SAS工程の際のエッチング
時のストッパー膜として用いられると同時に、これに続
く、拡散層形成のためのイオン注入時におけるダメージ
保護膜(異常酸化防止)として機能する。
As described above, in the fifth embodiment, similarly to the fourth embodiment, the polycrystalline silicon film formed immediately above the polycide gate is a silicon hydride film (SiN The film is used as a stopper film at the time of etching at the time of the SAS process without causing the deterioration of the gate oxide film as in the case of the film of FIG. Functions as antioxidant).

【0135】なお、前述の説明では、サイドウォール形
成時にシリコン酸化膜22が残る場合について説明した
が、エッチングのオーバー量を十分多くしてシリコン酸
化膜22が全て除去されるようにしてもよい。この場合
の図31に対応する断面を図33に示す。また、図32
に対応する断面を図34に示す。この場合も、サイドウ
ォール形成工程におけるエッチングは多結晶シリコン膜
14で止めることができる。
In the above description, the case where the silicon oxide film 22 remains when the side wall is formed has been described. However, the silicon oxide film 22 may be entirely removed by increasing the amount of etching excessively. FIG. 33 shows a cross section corresponding to FIG. 31 in this case. FIG. 32
34 is shown in FIG. Also in this case, the etching in the sidewall formation step can be stopped at the polycrystalline silicon film 14.

【0136】[第6の実施の形態]次に、この発明に係
る第6の実施の形態の不揮発性メモリの製造方法につい
て説明する。前述の第4の実施の形態では、SAS加工
後、サイドウォールを形成してからポスト酸化をしてい
る。一方、第5の実施の形態では、SAS加工後、ポス
ト酸化をした後、サイドウォールを形成しているが、い
ずれの実施の形態においても、ポリサイド構造のゲート
をなすタングステンシリサイド膜12上に多結晶シリコ
ン膜14を形成することにより、タングステンシリサイ
ド膜12の異常酸化を防止できる効果は同様である。
[Sixth Embodiment] Next, a method of manufacturing a nonvolatile memory according to a sixth embodiment of the present invention will be described. In the above-described fourth embodiment, post-oxidation is performed after forming the sidewalls after the SAS processing. On the other hand, in the fifth embodiment, the sidewall is formed after the post-oxidation after the SAS processing, but in any of the embodiments, the sidewall is formed on the tungsten silicide film 12 forming the gate of the polycide structure. The effect of preventing abnormal oxidation of tungsten silicide film 12 by forming crystalline silicon film 14 is the same.

【0137】第6の実施の形態では、SAS加工後、ポ
スト酸化工程、サイドウォール形成工程、さらにポスト
酸化工程を行うような工程順の製造工程について説明す
る。この場合においても、SAS加工後、ポスト酸化し
サイドウォールを形成するまでは、前記第5の実施の形
態と同様であり、図31に示すようになる。これに加え
てポスト酸化を行ったときの断面を図35に示す。この
ポスト酸化により、図35に示すように、多結晶シリコ
ン膜14上には前記シリコン酸化膜22に酸化増殖分が
含まれたシリコン酸化膜22aが形成される。
In the sixth embodiment, a description will be given of a manufacturing process in the order of performing a post-oxidation process, a sidewall forming process, and a post-oxidation process after the SAS processing. Also in this case, the steps from the SAS processing to the post-oxidation to form the sidewalls are the same as in the fifth embodiment, and are as shown in FIG. FIG. 35 shows a cross section when post oxidation is performed in addition to this. As a result of this post-oxidation, as shown in FIG. 35, a silicon oxide film 22a is formed on the polycrystalline silicon film 14 in which the silicon oxide film 22 contains an oxidized growth component.

【0138】以上説明したようにこの第6の実施の形態
によれば、ポリサイド構造のゲートを構成する高融点金
属シリサイド膜(ここではタングステンシリサイド膜)
の膜面上に多結晶シリコン膜とシリコン酸化膜の積層膜
を設けることにより、SAS加工後のソース拡散層形成
のための高濃度イオン注入時において、ポリサイド構造
のゲートを構成するタングステンシリサイド膜が異常酸
化するのを防止できる。さらに、タングステンシリサイ
ド膜上には、十分な膜厚の多結晶シリコン膜が形成され
ているため、前記ポスト酸化工程においても、このタン
グステンシリサイド膜が異常酸化するのを防止できる。
As described above, according to the sixth embodiment, a refractory metal silicide film (here, a tungsten silicide film) constituting a gate having a polycide structure.
By providing a laminated film of a polycrystalline silicon film and a silicon oxide film on the film surface of the above, a tungsten silicide film constituting a gate of a polycide structure can be formed at the time of high-concentration ion implantation for forming a source diffusion layer after SAS processing. Abnormal oxidation can be prevented. Further, since a polycrystalline silicon film having a sufficient film thickness is formed on the tungsten silicide film, abnormal oxidation of the tungsten silicide film can be prevented even in the post-oxidation step.

【0139】また、シリコン酸化膜をマスク材として、
高いアスペクト比のゲート電極を容易に加工できるよう
にするとともに、前記多結晶シリコン膜にはSAS工程
においてエッチング時のストッパー膜の機能を、さらに
その後のサイドウォール形成工程においてエッチング時
のストッパー膜の機能を持たせることができる。
Further, using a silicon oxide film as a mask material,
A gate electrode having a high aspect ratio can be easily processed, and the polycrystalline silicon film has a function of a stopper film at the time of etching in a SAS process and a function of a stopper film at the time of etching in a subsequent sidewall formation process. Can be provided.

【0140】なお、前記ストッパー膜としてシリコン窒
化膜を用いた場合、膜ストレスによりゲート酸化膜の膜
質が劣化するという問題があるが、この実施の形態のよ
うに多結晶シリコン膜を用いると、膜ストレスが小さい
ためにゲート酸化膜の膜質が劣化するという問題をなく
すことができる。
In the case where a silicon nitride film is used as the stopper film, there is a problem that the film quality of the gate oxide film is deteriorated due to film stress. However, if a polycrystalline silicon film is used as in this embodiment, the film becomes thin. The problem that the film quality of the gate oxide film is deteriorated due to small stress can be eliminated.

【0141】また、この第6の実施の形態によれば、高
融点金属シリサイド膜であるタングステンシリサイド膜
上に多結晶シリコン膜を有する構造になっているため、
タングステンシリサイド膜が直接酸化されることはな
く、プロセスの酸化量マージンを大幅に向上させること
ができる。
According to the sixth embodiment, the structure is such that the polycrystalline silicon film is formed on the tungsten silicide film which is a high melting point metal silicide film.
Since the tungsten silicide film is not directly oxidized, the oxidation margin of the process can be greatly improved.

【0142】以上のようにこの第6の実施の形態におい
ては、前記第4、第5の実施の形態と同様に、ポリサイ
ド構造のゲートの直上面に形成された多結晶シリコン膜
は、シリコンナイトライド膜(SiN膜)のようにゲー
ト酸化膜の劣化を引き起こすことなく、SAS工程の際
のエッチングストッパー膜として用いられると同時に、
これに続く、拡散層形成のためのイオン注入時における
ダメージ保護膜(異常酸化防止)として機能する。さら
に、ポスト酸化工程の工程位置が入れ替わったり追加さ
れたような場合でも、第4〜第6の実施の形態と同様の
効果を得ることができる。
As described above, in the sixth embodiment, similarly to the fourth and fifth embodiments, the polycrystalline silicon film formed on the upper surface of the gate having the polycide structure is made of silicon nitride. It is used as an etching stopper film at the time of a SAS process without causing deterioration of a gate oxide film like a ride film (SiN film).
Subsequently, it functions as a damage protection film (abnormal oxidation prevention) at the time of ion implantation for forming a diffusion layer. Furthermore, the same effects as those of the fourth to sixth embodiments can be obtained even when the position of the post-oxidation step is changed or added.

【0143】[第7の実施の形態]次に、この発明に係
る第7の実施の形態の半導体装置である2層ゲート型の
不揮発性メモリについて説明する。
[Seventh Embodiment] Next, a description will be given of a two-layer gate nonvolatile memory which is a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention.

【0144】図36〜図40は、第7の実施の形態の半
導体装置の製造方法を示す各製造工程の断面図である。
まず、図40を用いて第7の実施の形態の半導体装置の
構造について説明する。
FIGS. 36 to 40 are cross-sectional views of respective manufacturing steps showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the seventh embodiment.
First, the structure of the semiconductor device according to the seventh embodiment will be described with reference to FIG.

【0145】図40に示すように、半導体基板82上に
シリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜84が形成され
る。このゲート絶縁膜84上には、フローティングゲー
トをなす多結晶シリコン膜86、Inter-Poly絶縁膜(例
えばONO膜)88、コントロールゲートをなす多結晶
シリコン膜90と高融点金属シリサイド膜である例えば
タングステンシリサイド(WSi)膜92が下から順次
形成される。さらに、このタングステンシリサイド膜9
2上には、下から多結晶シリコン膜94、シリコン酸化
膜96が順次形成される。以上のように、ゲートは構成
されている。
As shown in FIG. 40, a gate insulating film 84 made of a silicon oxide film is formed on a semiconductor substrate 82. On the gate insulating film 84, a polycrystalline silicon film 86 serving as a floating gate, an Inter-Poly insulating film (for example, ONO film) 88, a polycrystalline silicon film 90 serving as a control gate, and a refractory metal silicide film such as tungsten A silicide (WSi) film 92 is sequentially formed from below. Further, the tungsten silicide film 9
A polycrystalline silicon film 94 and a silicon oxide film 96 are sequentially formed on the upper part 2 from below. The gate is configured as described above.

【0146】また、前記多結晶シリコン膜86から前記
シリコン酸化膜96までの側面には、シリコン酸化膜か
らなるサイドウォール98が形成される。このようなゲ
ートの両側の半導体基板82内には、ソース、ドレイン
の拡散層100が形成される。さらに、ゲートを除く半
導体基板82上にはシリコン酸化膜102が形成され、
半導体基板82の全面を覆うように層間絶縁膜104が
形成されている。なお、前記多結晶シリコン膜94は、
アモルファスシリコン膜等の他のシリコン膜であっても
よい。
On the side surface from the polycrystalline silicon film 86 to the silicon oxide film 96, a side wall 98 made of a silicon oxide film is formed. Source and drain diffusion layers 100 are formed in the semiconductor substrate 82 on both sides of such a gate. Further, a silicon oxide film 102 is formed on the semiconductor substrate 82 excluding the gate,
An interlayer insulating film 104 is formed so as to cover the entire surface of the semiconductor substrate 82. Note that the polycrystalline silicon film 94 is
Another silicon film such as an amorphous silicon film may be used.

【0147】次に、前記第7の実施の形態の半導体装置
の製造方法について説明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device according to the seventh embodiment will be described.

【0148】まず、図36に示すように、半導体基板8
2上の所望の領域に、周知の手法にて素子分離酸化膜
(図示せず)を形成した後、シリコン酸化膜からなるゲ
ート絶縁膜84を形成する。このゲート絶縁膜84上
に、フローティングゲートとなる多結晶シリコン膜86
を堆積する。
First, as shown in FIG.
After a device isolation oxide film (not shown) is formed in a desired region on the substrate 2 by a known method, a gate insulating film 84 made of a silicon oxide film is formed. On this gate insulating film 84, a polysilicon film 86 serving as a floating gate is formed.
Is deposited.

【0149】図には示さないが、通常の2層ゲート型の
不揮発性メモリの製造方法に従って、素子分離酸化膜上
で、多結晶シリコン膜86を分離した後、Inter-Poly絶
縁膜(例えばONO膜)88、コントロールゲートをな
す多結晶シリコン膜90と高融点金属シリサイド膜であ
る例えばタングステンシリサイド膜92、さらに多結晶
シリコン膜94を下から順次堆積する。前記多結晶シリ
コン膜94は、後述するサイドウォール形成時のエッチ
ングと酸化工程での酸化においてなくならない程度の膜
厚を有している。例えば、前記多結晶シリコン膜94
は、50nm〜300nm(ここでは50nm)程度の
膜厚に形成される。
Although not shown in the figure, after the polycrystalline silicon film 86 is separated on the element isolation oxide film according to the usual method for manufacturing a two-layer gate type nonvolatile memory, an Inter-Poly insulating film (for example, ONO Film) 88, a polycrystalline silicon film 90 serving as a control gate, a refractory metal silicide film, for example, a tungsten silicide film 92, and a polycrystalline silicon film 94 are sequentially deposited from below. The polycrystalline silicon film 94 has such a thickness that the polycrystalline silicon film 94 is not lost in the etching in the formation of the sidewalls described later and the oxidation in the oxidation step. For example, the polycrystalline silicon film 94
Is formed to a thickness of about 50 nm to 300 nm (here, 50 nm).

【0150】続いて、図37に示すように、レジストを
塗布し、所望のレジストパターン106を形成した後、
多結晶シリコン膜94、タングステンシリサイド膜9
2、多結晶シリコン膜90、Inter-Poly絶縁膜88、及
び多結晶シリコン膜86を順次エッチングしてゲート電
極を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 37, after a resist is applied to form a desired resist pattern 106,
Polycrystalline silicon film 94, tungsten silicide film 9
2. The polycrystalline silicon film 90, the inter-poly insulating film 88, and the polycrystalline silicon film 86 are sequentially etched to form a gate electrode.

【0151】次に、例えば、半導体基板全面にn−イオ
ンを注入して、LDD構造の拡散層100を形成した
後、さらに全面に、サイドウォール形成のためのシリコ
ン酸化膜を堆積する。そして、図38に示すように、前
記シリコン酸化膜を異方性エッチングにより全面エッチ
バックしてサイドウォール98を形成する。ここで、前
記多結晶シリコン膜94は、サイドウォール材のシリコ
ン酸化膜98と十分なエッチング選択比を確保すること
ができるので、エッチング時のストッパー膜として機能
する。
Next, for example, n- ions are implanted into the entire surface of the semiconductor substrate to form a diffusion layer 100 having an LDD structure, and then a silicon oxide film for forming a sidewall is deposited on the entire surface. Then, as shown in FIG. 38, the entire surface of the silicon oxide film is etched back by anisotropic etching to form side walls 98. Here, since the polycrystalline silicon film 94 can secure a sufficient etching selectivity with the silicon oxide film 98 as the sidewall material, it functions as a stopper film at the time of etching.

【0152】また、前述の説明ではサイドウォール材と
してシリコン酸化膜98を用いたが、その他の膜として
シリコンナイトライド膜も一般に用いられる。多結晶シ
リコン膜は、シリコンナイトライド膜に対しても通常の
エッチングガス条件で十分な加工選択比を確保すること
ができるので、同様の効果を期待できる。
In the above description, the silicon oxide film 98 is used as a sidewall material, but a silicon nitride film is generally used as another film. A polycrystalline silicon film can ensure a sufficient processing selectivity with respect to a silicon nitride film under ordinary etching gas conditions, and therefore, the same effect can be expected.

【0153】次に、例えば、ソース、ドレインの拡散層
形成のための高濃度のn+イオンの注入を行うが、この
ような構造ではイオン注入は多結晶シリコン膜94越し
に実施される。したがって、タングステンシリサイド膜
92中の高融点金属(ここではタングステン)が異常酸
化してしまうという問題をなくすことができる。
Next, for example, high-concentration n + ions are implanted for forming source and drain diffusion layers. In such a structure, ion implantation is performed through the polycrystalline silicon film 94. Therefore, it is possible to eliminate the problem that the high-melting point metal (here, tungsten) in the tungsten silicide film 92 is abnormally oxidized.

【0154】この後、図38に示す半導体基板に対して
ポスト酸化を行う。このポスト酸化により、図39に示
すように、多結晶シリコン膜94の一部は酸化されて、
シリコン酸化膜96が形成される。また、シリコン酸化
膜102は、同様にポスト酸化によって半導体基板82
面に形成されたシリコン酸化膜を示している。ここで、
多結晶シリコン膜94の膜厚を、全部酸化しきれない程
度に堆積しておくことにより、直接、タングステンシリ
サイド膜92が酸化されるのを防止し、プロセスの酸化
量マージンを大幅に向上させることができる。
Thereafter, post oxidation is performed on the semiconductor substrate shown in FIG. By this post-oxidation, as shown in FIG. 39, a part of the polycrystalline silicon film 94 is oxidized,
A silicon oxide film 96 is formed. Also, the silicon oxide film 102 is similarly formed on the semiconductor substrate 82 by post oxidation.
2 shows a silicon oxide film formed on a surface. here,
By depositing the thickness of the polycrystalline silicon film 94 to such an extent that it cannot be completely oxidized, it is possible to prevent the tungsten silicide film 92 from being directly oxidized, and to greatly improve the oxidation margin of the process. Can be.

【0155】その後、図40に示すように層間絶縁膜1
04を堆積した後、通常の半導体装置の製造方法に従っ
て、コンタクト孔を開孔し、電極配線形成工程を行い、
パッシベーション膜を堆積して不揮発性メモリを製造す
る。
Thereafter, as shown in FIG.
After depositing 04, a contact hole is opened and an electrode wiring forming step is performed in accordance with a normal semiconductor device manufacturing method.
A non-volatile memory is manufactured by depositing a passivation film.

【0156】以上説明したようにこの第7の実施の形態
によれば、ポリサイド構造のゲートを構成する高融点金
属シリサイド膜(ここではタングステンシリサイド膜)
の膜面上に多結晶シリコン膜を設けることにより、高濃
度イオン注入時において、ポリサイド構造のゲートを構
成するタングステンシリサイド膜が異常酸化するのを防
止できる。さらに、タングステンシリサイド膜上には、
十分な膜厚の多結晶シリコン膜が形成されているため、
前記ポスト酸化工程においても、このタングステンシリ
サイド膜が異常酸化するのを防止できる。
As described above, according to the seventh embodiment, a refractory metal silicide film (here, a tungsten silicide film) constituting a gate having a polycide structure.
By providing a polycrystalline silicon film on the surface of the film, it is possible to prevent the tungsten silicide film constituting the gate having the polycide structure from being abnormally oxidized during high-concentration ion implantation. Furthermore, on the tungsten silicide film,
Because a polycrystalline silicon film of sufficient thickness is formed,
Also in the post-oxidation step, abnormal oxidation of the tungsten silicide film can be prevented.

【0157】また、多結晶シリコン膜にはサイドウォー
ル形成工程においてエッチング時のストッパー膜の機能
を持たせることができる。なお、前記ストッパー膜とし
てシリコン窒化膜を用いた場合、膜ストレスによりゲー
ト酸化膜の膜質が劣化するという問題があるが、この実
施の形態のように多結晶シリコン膜を用いると、膜スト
レスが小さいためにゲート酸化膜の膜質が劣化するとい
う問題をなくすことができる。
In addition, the polycrystalline silicon film can have a function of a stopper film at the time of etching in the side wall forming step. When a silicon nitride film is used as the stopper film, there is a problem that the film quality of the gate oxide film is deteriorated by film stress. However, when a polycrystalline silicon film is used as in this embodiment, the film stress is small. Therefore, the problem that the film quality of the gate oxide film is deteriorated can be eliminated.

【0158】また、この第7の実施の形態によれば、高
融点金属シリサイド膜であるタングステンシリサイド膜
上に多結晶シリコン膜を有する構造になっているため、
タングステンシリサイド膜が直接酸化されることはな
く、プロセスの酸化量マージンを大幅に向上させること
ができる。
According to the seventh embodiment, the structure is such that a polycrystalline silicon film is formed on a tungsten silicide film which is a high melting point metal silicide film.
Since the tungsten silicide film is not directly oxidized, the oxidation margin of the process can be greatly improved.

【0159】なお、この第7の実施の形態においても、
タングステンシリサイド膜が酸化材に直接さらされて酸
化することはない。したがって、この材料としては高融
点金属シリサイド膜以外に、高融点金属膜であっても同
様の効果を得ることができる[第8の実施の形態]次
に、この発明に係る第8の実施の形態の半導体装置であ
る2層ゲート型の不揮発性メモリの製造方法について説
明する。
Note that in the seventh embodiment,
The tungsten silicide film is not directly exposed to the oxidizing material and is not oxidized. Therefore, the same effect can be obtained even if the material is a high melting point metal film other than the high melting point metal silicide film. [Eighth Embodiment] Next, an eighth embodiment according to the present invention will be described. A method for manufacturing a two-layer gate nonvolatile memory, which is a semiconductor device according to an embodiment, will be described.

【0160】図41〜図47は、第8の実施の形態の半
導体装置の製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIGS. 41 to 47 are cross-sectional views of respective manufacturing steps showing a method of manufacturing the semiconductor device according to the eighth embodiment.

【0161】まず、半導体基板112上の所望の領域
に、周知の手法にて素子分離酸化膜(図示せず)を形成
した後、シリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜114を
形成する。このゲート絶縁膜114上に、フローティン
グゲートとなる多結晶シリコン膜116を堆積する。
First, an element isolation oxide film (not shown) is formed in a desired region on the semiconductor substrate 112 by a known method, and then a gate insulating film 114 made of a silicon oxide film is formed. On this gate insulating film 114, a polysilicon film 116 serving as a floating gate is deposited.

【0162】図には示さないが、通常の2層ゲート型の
不揮発性メモリの製造方法に従って、素子分離酸化膜上
で多結晶シリコン膜116を分離した後、Inter-Poly絶
縁膜(例えばONO膜)118、コントロールゲートを
なす多結晶シリコン膜120と高融点金属シリサイド膜
である例えばタングステンシリサイド膜122、さらに
多結晶シリコン膜124を下から順次堆積する。前記多
結晶シリコン膜124は、後述するサイドウォール形成
時のエッチングと酸化工程での酸化においてなくならな
い程度の膜厚を有している。例えば、前記多結晶シリコ
ン膜124は、50nm〜300nm(ここでは50n
m)程度の膜厚に形成される。
Although not shown in the figure, after the polycrystalline silicon film 116 is separated on the element isolation oxide film according to the usual method for manufacturing a two-layer gate type nonvolatile memory, an Inter-Poly insulating film (for example, an ONO film) is formed. 118) A polycrystalline silicon film 120 serving as a control gate, a refractory metal silicide film, for example, a tungsten silicide film 122, and a polycrystalline silicon film 124 are sequentially deposited from below. The polycrystalline silicon film 124 has such a thickness that the polycrystalline silicon film 124 is not lost in etching in forming sidewalls and oxidation in an oxidation step, which will be described later. For example, the polycrystalline silicon film 124 has a thickness of 50 nm to 300 nm (here, 50 nm).
m).

【0163】続いて、レジストを塗布し、所望のレジス
トパターンを形成した後、多結晶シリコン膜124、タ
ングステンシリサイド膜122、多結晶シリコン膜12
0、Inter-Poly絶縁膜118、及び多結晶シリコン膜1
16を順次エッチングして、ゲート電極を形成する。こ
こまでは、前記第8の実施の形態と同様であり、図41
に示すような形状になる。
Subsequently, after applying a resist to form a desired resist pattern, the polycrystalline silicon film 124, the tungsten silicide film 122, and the polycrystalline silicon film 12 are formed.
0, Inter-Poly insulating film 118, and polycrystalline silicon film 1
16 are sequentially etched to form a gate electrode. Up to this point, the operation is the same as in the eighth embodiment, and FIG.
The shape is as shown in FIG.

【0164】次に、ソース拡散層形成のために、SAS
工程により素子分離酸化膜を部分的にエッチングする。
この際のレジストパターン126は、図42に示すよう
に、図21に示す第4の実施の形態と同様であり、エッ
チング直後の断面形状を図43に示す。このSAS工程
において、通常の対シリコン高選択比となる条件に設定
されたエッチングガスを用いて加工することにより、多
結晶シリコン膜124をエッチング時のストッパー膜に
してゲート絶縁膜114及び素子分離酸化膜が所望の形
状にエッチングされる。このエッチングにより、多結晶
シリコン膜124には若干の段差がつく。
Next, in order to form a source diffusion layer, SAS
The element isolation oxide film is partially etched by the process.
The resist pattern 126 at this time is the same as that of the fourth embodiment shown in FIG. 21 as shown in FIG. 42, and FIG. 43 shows a cross-sectional shape immediately after the etching. In this SAS step, the gate insulating film 114 and the element isolation oxide are formed by using the polycrystalline silicon film 124 as a stopper film at the time of etching by processing using an etching gas set to a condition that gives a normal high selectivity to silicon. The film is etched into the desired shape. Due to this etching, a slight step is formed in the polycrystalline silicon film 124.

【0165】ここで、ストッパー膜として、シリコンナ
イドライド膜(SiN膜)を用いた場合には、膜ストレ
スによりゲート酸化膜に膜質劣化が起きるという問題が
あるが、この第8の実施の形態のように、多結晶シリコ
ン膜124を用いると、膜ストレスが小さいために、ゲ
ート酸化膜の膜質劣化の問題をなくすことができる。
In the case where a silicon hydride film (SiN film) is used as the stopper film, there is a problem that the film quality is deteriorated in the gate oxide film due to the film stress. As described above, when the polycrystalline silicon film 124 is used, since the film stress is small, the problem of deterioration of the film quality of the gate oxide film can be eliminated.

【0166】次に、レジストパターン126を剥離した
後、図44に示すように、ソース、ドレインの拡散層1
28を形成するために高濃度のn+イオンの注入を行う
が、このような構造ではイオン注入は多結晶シリコン膜
124越しに実施される。したがって、タングステンシ
リサイド膜中の高融点金属(ここではタングステン)が
異常酸化してしまうという問題をなくすことができる。
Next, after the resist pattern 126 is peeled off, as shown in FIG.
Although high-concentration n + ions are implanted to form 28, ion implantation is performed through the polycrystalline silicon film 124 in such a structure. Therefore, it is possible to eliminate the problem that the high melting point metal (here, tungsten) in the tungsten silicide film is abnormally oxidized.

【0167】さらに、図44に示すように、半導体基板
全面に、サイドウォール形成のためのシリコン酸化膜1
30を堆積する。その後、図45に示すように、多結晶
シリコン膜124をエッチング時のストッパー膜として
用い、前記シリコン酸化膜130を異方性エッチングに
より全面エッチバックしてサイドウォール130を形成
する。この際、多結晶シリコン膜124は、サイドウォ
ール材のシリコン酸化膜130と十分なエッチング選択
比を確保することができるので、この目的の材料として
有効である。
Further, as shown in FIG. 44, a silicon oxide film 1 for forming a sidewall is formed on the entire surface of the semiconductor substrate.
Deposit 30. Thereafter, as shown in FIG. 45, using the polycrystalline silicon film 124 as a stopper film at the time of etching, the silicon oxide film 130 is entirely etched back by anisotropic etching to form a sidewall 130. At this time, since the polycrystalline silicon film 124 can secure a sufficient etching selectivity with the silicon oxide film 130 as the sidewall material, it is effective as a material for this purpose.

【0168】また、前述の説明ではサイドウォール材と
してシリコン酸化膜を用いたが、その他の膜としてシリ
コンナイトライド膜も一般に用いられる。多結晶シリコ
ン膜は、シリコンナイトライド膜に対しても通常のエッ
チングガス条件で十分な加工選択比を確保することがで
きるので、同様の効果を期待できる。
In the above description, a silicon oxide film is used as a sidewall material, but a silicon nitride film is generally used as another film. A polycrystalline silicon film can ensure a sufficient processing selectivity with respect to a silicon nitride film under ordinary etching gas conditions, and therefore, the same effect can be expected.

【0169】なお、前記の説明では、SAS加工工程の
直後にソース、ドレインの拡散層形成用の高濃度イオン
注入を行っているが、サイドウォール形成後にイオン注
入しても何ら問題ないし、またソース、ドレインを別々
にイオン注入してもよい。この場合も、イオン注入は多
結晶シリコン膜124越しに実施されるので、タングス
テンシリサイド膜中の高融点金属(ここではタングステ
ン)が異常酸化してしまうという問題をなくすことがで
きる。
In the above description, the high-concentration ion implantation for forming the source and drain diffusion layers is performed immediately after the SAS processing step. However, there is no problem if the ion implantation is performed after the sidewall is formed. Alternatively, the drains may be separately ion-implanted. Also in this case, since the ion implantation is performed through the polycrystalline silicon film 124, the problem that the high melting point metal (here, tungsten) in the tungsten silicide film is abnormally oxidized can be eliminated.

【0170】この後、図45に示す半導体基板に対して
ポスト酸化を行う。この第8の実施の形態によれば、図
46に示すように、多結晶シリコン膜124の一部は酸
化されて、シリコン酸化膜132が形成される。シリコ
ン酸化膜134は、同様にポスト酸化によって半導体基
板112面に形成されたシリコン酸化膜を示している。
ここで、多結晶シリコン膜124の膜厚を、全部酸化し
きれない程度に堆積しておくことにより、直接、タング
ステンシリサイド膜122が酸化されるのを防止し、プ
ロセスの酸化量マージンを大幅に向上させることができ
る。
Thereafter, post oxidation is performed on the semiconductor substrate shown in FIG. According to the eighth embodiment, as shown in FIG. 46, a part of polycrystalline silicon film 124 is oxidized to form silicon oxide film 132. The silicon oxide film 134 is a silicon oxide film similarly formed on the surface of the semiconductor substrate 112 by post-oxidation.
Here, by depositing the film thickness of the polycrystalline silicon film 124 to such an extent that the entire film cannot be oxidized, the tungsten silicide film 122 is prevented from being directly oxidized, and the oxidization margin of the process is greatly reduced. Can be improved.

【0171】その後、図47に示すように、層間絶縁膜
136を堆積し、通常の半導体装置の製造方法に従っ
て、コンタクト孔を開孔し、電極配線形成工程を行い、
パッシベーション膜を堆積し不揮発性メモリを製造す
る。
Thereafter, as shown in FIG. 47, an interlayer insulating film 136 is deposited, a contact hole is opened according to a normal semiconductor device manufacturing method, and an electrode wiring forming step is performed.
A non-volatile memory is manufactured by depositing a passivation film.

【0172】以上説明したようにこの第8の実施の形態
によれば、ポリサイド構造のゲートを構成する高融点金
属シリサイド膜(ここではタングステンシリサイド膜)
の膜面上に多結晶シリコン膜を設けることにより、高濃
度イオン注入時において、ポリサイド構造のゲートを構
成するタングステンシリサイド膜が異常酸化するのを防
止できる。さらに、タングステンシリサイド膜上には、
十分な膜厚の多結晶シリコン膜が形成されているため、
前記ポスト酸化工程においても、このタングステンシリ
サイド膜が異常酸化するのを防止できる。
As described above, according to the eighth embodiment, a refractory metal silicide film (here, a tungsten silicide film) constituting a gate having a polycide structure.
By providing a polycrystalline silicon film on the surface of the film, it is possible to prevent the tungsten silicide film constituting the gate having the polycide structure from being abnormally oxidized during high-concentration ion implantation. Furthermore, on the tungsten silicide film,
Because a polycrystalline silicon film of sufficient thickness is formed,
Also in the post-oxidation step, abnormal oxidation of the tungsten silicide film can be prevented.

【0173】また、多結晶シリコン膜には、SAS加工
工程においてエッチング時のストッパー膜の機能を、さ
らにサイドウォール形成工程においてエッチング時のス
トッパー膜の機能を持たせることができる。なお、前記
ストッパー膜としてシリコンナイトライド膜を用いた場
合、膜ストレスによりゲート酸化膜の膜質が劣化すると
いう問題があるが、この実施の形態のように多結晶シリ
コン膜を用いると、膜ストレスが小さいためにゲート酸
化膜の膜質が劣化するという問題をなくすことができ
る。
Further, the polycrystalline silicon film can have a function of a stopper film at the time of etching in the SAS processing step and a function of a stopper film at the time of etching in the side wall forming step. When a silicon nitride film is used as the stopper film, there is a problem that the film quality of the gate oxide film is deteriorated by film stress. However, when a polycrystalline silicon film is used as in this embodiment, the film stress is reduced. The problem that the film quality of the gate oxide film is deteriorated due to the small size can be eliminated.

【0174】また、この第8の実施の形態によれば、高
融点金属シリサイド膜であるタングステンシリサイド膜
上に多結晶シリコン膜を有する構造になっているため、
タングステンシリサイド膜が直接酸化されることはな
く、プロセスの酸化量マージンを大幅に向上させること
ができる。
According to the eighth embodiment, the structure is such that the polycrystalline silicon film is formed on the tungsten silicide film which is a high melting point metal silicide film.
Since the tungsten silicide film is not directly oxidized, the oxidation margin of the process can be greatly improved.

【0175】なお、この第8の実施の形態においても、
タングステンシリサイド膜が酸化材に直接さらされて酸
化することはない。したがって、この材料としては高融
点金属シリサイド膜以外に、高融点金属膜であっても同
様の効果を得ることができるすなわち、本発明の実施の
形態によれば、高融点金属シリサイド膜若しくは高融点
金属上にシリコン膜を形成することにより、サイドウォ
ール形成工程においてエッチバック時のストッパー膜と
して機能させることができるとともに、高濃度のイオン
注入時に高融点金属シリサイド膜若しくは高融点金属を
露呈しないことにより、高融点金属の異常酸化を防止で
きる。さらに、酸化工程での酸化量を大幅に増やすこと
が可能となる。
Note that also in the eighth embodiment,
The tungsten silicide film is not directly exposed to the oxidizing material and is not oxidized. Therefore, a similar effect can be obtained even if the material is a high melting point metal film other than the high melting point metal silicide film. That is, according to the embodiment of the present invention, the high melting point metal silicide film or the high melting point By forming a silicon film on the metal, it can function as a stopper film at the time of etching back in the sidewall formation step, and by not exposing the high melting point metal silicide film or the high melting point metal at the time of high concentration ion implantation. In addition, abnormal oxidation of the high melting point metal can be prevented. Further, the amount of oxidation in the oxidation step can be greatly increased.

【0176】さらに、ゲートをマスクに自己整合的に酸
化膜をエッチングするSAS工程においても、高融点金
属シリサイド膜若しくは高融点金属膜上の前記シリコン
膜をストッパー膜として機能させることができる。この
ように、素材として多結晶シリコンを用いることによ
り、シリコン窒化膜等を用いる場合に伴うゲート酸化膜
の膜質劣化を引き起こすことなく、また製造工程を増や
すことなく、前述したような半導体装置及びその製造方
法上、要求される目的を実現することが可能となる。
Further, also in the SAS step of etching the oxide film in a self-aligned manner using the gate as a mask, the refractory metal silicide film or the silicon film on the refractory metal film can function as a stopper film. As described above, by using polycrystalline silicon as a material, the semiconductor device and the semiconductor device described above can be manufactured without deteriorating the film quality of the gate oxide film when using a silicon nitride film or the like and without increasing the number of manufacturing steps. It is possible to achieve the required purpose in the manufacturing method.

【0177】[0177]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ゲー
ト材料として多結晶シリコン膜、高融点金属シリサイド
膜あるいは高融点金属膜を有する半導体装置において、
ゲート酸化膜の膜質を劣化させず、さらにSAS(Self
-Align-Source )工程及びゲートのサイドウォール形成
工程においてはエッチング時のストッパー膜を有し工程
を容易にするとともに、高融点金属シリサイド膜若しく
は高融点金属膜の異常酸化を防止することができる半導
体装置及びその製造方法を提供することが可能である。
As described above, according to the present invention, in a semiconductor device having a polycrystalline silicon film, a high melting point metal silicide film or a high melting point metal film as a gate material,
Without deteriorating the film quality of the gate oxide film, the SAS (Self
-Align-Source) process and a gate side wall forming process have a stopper film at the time of etching to facilitate the process and prevent abnormal oxidation of the refractory metal silicide film or refractory metal film. It is possible to provide an apparatus and a method of manufacturing the same.

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

【図1】この発明の第1の実施の形態の半導体装置の構
造を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention;

【図2】この発明の第1の実施の形態の半導体装置の製
造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】この発明の第1の実施の形態の半導体装置の製
造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図4】この発明の第1の実施の形態の半導体装置の製
造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図5】この発明の第1の実施の形態の半導体装置の製
造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】この発明の第1の実施の形態の半導体装置の製
造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図7】この発明の第1の実施の形態の半導体装置の製
造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図8】この発明の第1の実施の形態の半導体装置の製
造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図9】この発明の第1の実施の形態の半導体装置の製
造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図10】この発明の第1の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図11】この発明の第1の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing the semiconductor device of the first embodiment of the present invention.

【図12】この発明の第1の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図13】この発明の第1の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【図14】この発明の第2の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【図15】この発明の第2の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【図16】この発明の第2の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 16 is a sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

【図17】この発明の第2の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing the semiconductor device of the second embodiment of the present invention.

【図18】この発明の第3の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention.

【図19】この発明の第4の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the fourth embodiment of the present invention.

【図20】この発明の第4の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の平面図である。
FIG. 20 is a plan view of each manufacturing step showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図21】この発明の第4の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図22】この発明の第4の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the fourth embodiment of the present invention.

【図23】この発明の第4の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the fourth embodiment of the present invention.

【図24】この発明の第4の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 24 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the fourth embodiment of the present invention.

【図25】この発明の第4の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 25 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the fourth embodiment of the present invention.

【図26】この発明の第4の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 26 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing the semiconductor device of the fourth embodiment of the present invention.

【図27】この発明の第4の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 27 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the fourth embodiment of the present invention.

【図28】この発明の第4の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 28 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the fourth embodiment of the present invention.

【図29】この発明の第5の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 29 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the fifth embodiment of the present invention.

【図30】この発明の第5の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 30 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention.

【図31】この発明の第5の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 31 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the fifth embodiment of the present invention.

【図32】この発明の第5の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 32 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the fifth embodiment of the present invention.

【図33】この発明の第5の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 33 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the fifth embodiment of the present invention.

【図34】この発明の第5の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 34 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the fifth embodiment of the present invention.

【図35】この発明の第6の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 35 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention.

【図36】この発明の第7の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 36 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the seventh embodiment of the present invention.

【図37】この発明の第7の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 37 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing the semiconductor device of the seventh embodiment of the present invention.

【図38】この発明の第7の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 38 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the seventh embodiment of the present invention.

【図39】この発明の第7の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 39 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the seventh embodiment of the present invention.

【図40】この発明の第7の実施の形態の半導体装置の
構造を示す断面図である。
FIG. 40 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention.

【図41】この発明の第8の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 41 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the eighth embodiment of the present invention.

【図42】この発明の第8の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 42 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the eighth embodiment of the present invention.

【図43】この発明の第8の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 43 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the eighth embodiment of the present invention.

【図44】この発明の第8の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 44 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the eighth embodiment of the present invention.

【図45】この発明の第8の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 45 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing a semiconductor device of the eighth embodiment of the present invention.

【図46】この発明の第8の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 46 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing the semiconductor device of the eighth embodiment of the present invention.

【図47】この発明の第8の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す各製造工程の断面図である。
FIG. 47 is a cross-sectional view of each manufacturing step showing the method for manufacturing the semiconductor device of the eighth embodiment of the present invention.

【図48】従来の半導体装置の構造を示す断面図であ
る。
FIG. 48 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional semiconductor device.

【図49】従来の半導体装置の構造を示す断面図であ
る。
FIG. 49 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…半導体基板 4…ゲート絶縁膜 6…多結晶シリコン 8…Inter-Poly絶縁膜(ONO膜) 10…多結晶シリコン膜 12…タングステンシリサイド(WSi)膜 14…多結晶シリコン膜 16…シリコン酸化膜 18…サイドウォール 20…拡散層 22、22a…シリコン酸化膜 24…層間絶縁膜 26…ゲート絶縁膜 28…レジストパターン 30、30a…シリコン酸化膜 32…レジストパターン 34…レジストパターン 36…シリコン酸化膜 38…素子分離酸化膜 40…レジストパターン 82…半導体基板 84…ゲート絶縁膜 86…多結晶シリコン膜 88…Inter-Poly絶縁膜(ONO膜) 90…多結晶シリコン膜 92…タングステンシリサイド(WSi)膜 94…多結晶シリコン膜 96…シリコン酸化膜 98…サイドウォール 100…拡散層 102…シリコン酸化膜 104…層間絶縁膜 106…レジストパターン 112…半導体基板 114…ゲート絶縁膜 116…多結晶シリコン膜 118…Inter-Poly絶縁膜(ONO膜) 120…多結晶シリコン膜 122…タングステンシリサイド膜 124…多結晶シリコン膜 126…レジストパターン 128…拡散層 130…サイドウォール(シリコン酸化膜) 132…シリコン酸化膜 134…シリコン酸化膜 136…層間絶縁膜 2 semiconductor substrate 4 gate insulating film 6 polycrystalline silicon 8 Inter-Poly insulating film (ONO film) 10 polycrystalline silicon film 12 tungsten silicide (WSi) film 14 polycrystalline silicon film 16 silicon oxide film Reference Signs List 18 sidewall 20 diffusion layer 22, 22a silicon oxide film 24 interlayer insulating film 26 gate insulating film 28 resist pattern 30, 30a silicon oxide film 32 resist pattern 34 resist pattern 36 silicon oxide film 38 ... Element isolation oxide film 40 ... Resist pattern 82 ... Semiconductor substrate 84 ... Gate insulating film 86 ... Polycrystalline silicon film 88 ... Inter-Poly insulating film (ONO film) 90 ... Polycrystalline silicon film 92 ... Tungsten silicide (WSi) film 94 ... polycrystalline silicon film 96 ... silicon oxide film 98 ... sidewall 100 ... Diffusion layer 102 ... Silicon oxide film 104 ... Interlayer insulating film 106 ... Resist pattern 112 ... Semiconductor substrate 114 ... Gate insulating film 116 ... Polycrystalline silicon film 118 ... Inter-Poly insulating film (ONO film) 120 ... Polycrystalline silicon film 122 ... Tungsten silicide film 124 ... Polycrystalline silicon film 126 ... Resist pattern 128 ... Diffusion layer 130 ... Sidewall (silicon oxide film) 132 ... Silicon oxide film 134 ... Silicon oxide film 136 ... Interlayer insulating film

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ゲートの材料として高融点金属シリサイ
ド膜あるいは高融点金属膜を有する2層ゲート構造の半
導体装置において、 ゲート絶縁膜上に形成された第1のシリコン膜と、 前記第1のシリコン膜上に形成された第1の絶縁膜と、 前記第1の絶縁膜上に形成された第2のシリコン膜と、 前記第2のシリコン膜上に形成された前記高融点金属シ
リサイド膜あるいは高融点金属膜と、 前記高融点金属シリサイド膜あるいは高融点金属膜の膜
面上に形成された第3のシリコン膜と、 を具備することを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device having a two-layer gate structure having a refractory metal silicide film or a refractory metal film as a gate material, wherein: a first silicon film formed on a gate insulating film; A first insulating film formed on the film; a second silicon film formed on the first insulating film; and the high melting point metal silicide film or the high melting point metal formed on the second silicon film. A semiconductor device comprising: a melting point metal film; and a third silicon film formed on a film surface of the high melting point metal silicide film or the high melting point metal film.
【請求項2】 ゲートの材料として高融点金属シリサイ
ド膜あるいは高融点金属膜を有する2層ゲート構造の半
導体装置において、 ゲート絶縁膜上に形成された第1のシリコン膜と、 前記第1のシリコン膜上に形成された第1の絶縁膜と、 前記第1の絶縁膜上に形成された第2のシリコン膜と、 前記第2のシリコン膜上に形成された前記高融点金属シ
リサイド膜あるいは高融点金属膜と、 前記高融点金属シリサイド膜あるいは高融点金属膜の膜
面上に形成された第3のシリコン膜と、 前記第3のシリコン膜上に形成された第2の絶縁膜と、 を具備することを特徴とする半導体装置。
2. A semiconductor device having a two-layer gate structure having a refractory metal silicide film or a refractory metal film as a gate material, wherein: a first silicon film formed on a gate insulating film; A first insulating film formed on the film; a second silicon film formed on the first insulating film; and the high melting point metal silicide film or the high melting point metal formed on the second silicon film. A third melting point metal film, a third silicon film formed on a film surface of the high melting point metal silicide film or the high melting point metal film, and a second insulating film formed on the third silicon film. A semiconductor device, comprising:
【請求項3】 前記第1、第2、第3のシリコン膜、第
1の絶縁膜、及び前記高融点金属シリサイド膜あるいは
高融点金属膜の側面には、サイドウォールが形成されて
いることを特徴とする請求項1又は2に記載の半導体装
置。
3. A method according to claim 1, wherein sidewalls are formed on side surfaces of the first, second, and third silicon films, the first insulating film, and the refractory metal silicide film or the refractory metal film. The semiconductor device according to claim 1, wherein:
【請求項4】 前記第3のシリコン膜を含むゲートが規
則的に配列されており、隣接するゲート間の素子分離酸
化膜の一部が前記第3のシリコン膜をマスクに自己整合
的に除去された構造を有することを特徴とする請求項
1、2又は3に記載の半導体装置。
4. A gate including the third silicon film is regularly arranged, and a part of an isolation oxide film between adjacent gates is removed in a self-aligned manner using the third silicon film as a mask. 4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device has a structured structure.
【請求項5】 前記第3のシリコン膜は、多結晶シリコ
ン膜であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか
1つに記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein said third silicon film is a polycrystalline silicon film.
【請求項6】 前記多結晶シリコン膜の不純物濃度が、
1×1019cm-3以上であることを特徴とする請求項5
に記載の半導体装置。
6. The polycrystalline silicon film has an impurity concentration of:
6. The structure according to claim 5, wherein the size is 1 × 10 19 cm −3 or more.
3. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項7】 ゲートの材料として高融点金属シリサイ
ド膜あるいは高融点金属膜を有する2層ゲート構造の半
導体装置の製造方法において、 半導体基板上に第1のシリコン膜を形成する工程と、 前記第1のシリコン膜上に第1の絶縁膜を形成する工程
と、 前記第1の絶縁膜上に第2のシリコン膜を形成する工程
と、 前記第2のシリコン膜上に前記高融点金属シリサイド膜
あるいは高融点金属膜を形成する工程と、 前記高融点金属シリサイド膜あるいは高融点金属膜の膜
面上に第3のシリコン膜あるいは前記第3のシリコン膜
と第2の絶縁膜の積層膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜上に形成された前記第1、第2のシリ
コン膜、第1の絶縁膜、高融点金属シリサイド膜あるい
は高融点金属膜、及び前記第3のシリコン膜あるいは第
3のシリコン膜と第2の絶縁膜の積層膜をパターニング
して複数のゲートを形成する工程と、 隣接する複数のゲート間に形成されている素子分離絶縁
膜を前記ゲートをマスクに自己整合的に除去する工程
と、 イオン注入を行い前記半導体基板内に拡散層を形成する
工程と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. A method of manufacturing a semiconductor device having a two-layer gate structure having a refractory metal silicide film or a refractory metal film as a gate material, comprising: forming a first silicon film on a semiconductor substrate; Forming a first insulating film on the first silicon film; forming a second silicon film on the first insulating film; and forming the refractory metal silicide film on the second silicon film. Alternatively, a step of forming a high melting point metal film, and forming a third silicon film or a laminated film of the third silicon film and a second insulating film on the film surface of the high melting point metal silicide film or the high melting point metal film The first and second silicon films formed on the first insulating film, the first insulating film, a refractory metal silicide film or a refractory metal film, and the third silicon film or Third Patterning a stacked film of the silicon film and the second insulating film to form a plurality of gates; and forming an element isolation insulating film formed between a plurality of adjacent gates in a self-aligned manner using the gate as a mask. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of removing; and a step of forming a diffusion layer in the semiconductor substrate by performing ion implantation.
【請求項8】 前記ゲートが形成された前記半導体基板
の全面にサイドウォール材料を堆積する工程と、 前記サイドウォール材料をエッチングして前記ゲートの
側面にサイドウォールを形成する工程と、 をさらに具備することを特徴とする請求項7に記載の半
導体装置の製造方法。
8. The method further comprises: depositing a sidewall material on the entire surface of the semiconductor substrate on which the gate is formed; and etching the sidewall material to form a sidewall on a side surface of the gate. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein:
【請求項9】 前記ゲートを形成する工程の後、前記半
導体基板に対して熱酸化が行われることを特徴とする請
求項7又は8に記載の半導体装置の製造方法。
9. The method according to claim 7, wherein after the step of forming the gate, thermal oxidation is performed on the semiconductor substrate.
【請求項10】 前記第3のシリコン膜は、前記高融点
金属シリサイド膜あるいは高融点金属膜の膜面上に50
nm〜300nmの膜厚で形成されることを特徴とする
請求項7乃至9のいずれか1つに記載の半導体装置の製
造方法。
10. The method according to claim 10, wherein the third silicon film is formed on the refractory metal silicide film or the refractory metal film on a surface thereof.
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the semiconductor device is formed to have a thickness of from about 300 nm to about 300 nm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100373354B1 (en) * 2000-08-31 2003-02-25 주식회사 하이닉스반도체 Method of manufacturing semiconductor device

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