[发明专利]非易失性半导体存储装置的制造方法和非易失性半导体存储装置

权利要求书

1.一种非易失性半导体存储装置的制造方法，其特征在于，具有如下工序：

(a)准备在主面上具有第一区域和第二区域的第一导电型的半导体衬底；

(b)在上述第一区域的上述半导体衬底的主面上隔着第一栅极绝缘膜而形成第一栅电极；

(c)覆盖上述第一区域和上述第二区域的上述半导体衬底的主面来依次形成电荷积蓄绝缘膜和第一导体膜；以及

(d)在上述工序(c)之后，对上述第一导体膜进行加工，从而在上述第一区域上形成第二栅电极，并在上述第二区域上形成第三栅电极，

上述工序(c)和工序(d)在上述工序(b)之前或之后进行，

在上述第一区域，上述第一栅电极和上述第二栅电极以相互电绝缘的状态彼此相邻而配置，

上述第一栅电极和上述第二栅电极是在上述第一区域构成第一存储元件的要素的一部分，

上述第三栅电极是在上述第二区域构成第二存储元件的要素的一部分，

上述第一存储元件是分裂栅型存储单元，上述第二存储元件是单栅极型存储单元。

2.根据权利要求1所述的非易失性半导体存储装置的制造方法，其特征在于，在上述工序(c)之前还具有如下工序：

(e)在上述第二区域形成导电型与上述第一导电型相反的第二导电型的第一半导体区域；和

(f)在上述第一半导体区域内形成第一导电型的第二半导体区域，

在上述工序(d)中，对上述第一导体膜进行加工，以使上述第三栅电极在俯视观察时被配置在上述第二半导体区域内，

上述第二存储元件在俯视观察时被配置在上述第二半导体区域内。

3.根据权利要求2所述的非易失性半导体存储装置的制造方法，其特征在于，

依次形成第一绝缘膜、第二绝缘膜和第三绝缘膜来作为上述电荷积蓄绝缘膜，

上述第二绝缘膜是积蓄电荷的绝缘膜，

夹着上述第二绝缘膜的上述第一绝缘膜和上述第三绝缘膜是防止上述第二绝缘膜所积蓄的电荷向外部漏出的绝缘膜。

4.根据权利要求3所述的非易失性半导体存储装置的制造方法，其特征在于，

上述第一绝缘膜是厚度为4～6nm的以氧化硅为主体的绝缘膜，

上述第二绝缘膜是厚度为5～10nm的以氮化硅为主体的绝缘膜、或者是厚度为8～12nm的以氧化金属为主体的绝缘膜，

上述第三绝缘膜是厚度为5～9nm的以上述氧化硅为主体的绝缘膜、或者是厚度为5～9nm的以氧化铝为主体的绝缘膜，

上述氧化金属的介电常数高于上述氧化硅的介电常数。

5.根据权利要求4所述的非易失性半导体存储装置的制造方法，其特征在于，

上述氧化金属是氧化铪。

6.根据权利要求1所述的非易失性半导体存储装置的制造方法，其特征在于，在上述工序(b)之后实施上述工序(c)和上述工序(d)，从而将形成于上述半导体衬底与上述第二栅电极之间的上述电荷积蓄绝缘膜一体形成在上述第一栅电极与上述第二栅电极之间，

上述第一栅电极和上述第二栅电极以被上述电荷积蓄绝缘膜彼此电绝缘的状态而彼此相邻地配置。

7.根据权利要求6所述的非易失性半导体存储装置的制造方法，其特征在于，在上述工序(c)之后、上述工序(d)之前，还包括以下工序：

(g)覆盖上述第一区域和上述第二区域的上述第一导体膜来形成第一保护膜；和

(h)通过各向同性蚀刻来除去上述第一区域的上述第一保护膜，

在上述工序(d)中，在对上述第一导体膜进行加工之外，还对上述第一保护膜进行加工，以使该第一保护膜残留在上述第三栅电极上，

上述第一保护膜对上述各向同性蚀刻的速度与上述第一导体膜对上述各向同性蚀刻的速度不同。

8.根据权利要求1所述的非易失性半导体存储装置的制造方法，其特征在于，

在上述工序(b)之前进行上述工序(c)和上述工序(d)，

在上述工序(d)之后还具有工序(i)，形成绝缘保护膜以覆盖上述第二栅电极，

在上述工序(i)之后，在上述工序(b)中形成上述第一栅电极，从而在上述第一栅电极与上述第二栅电极之间形成上述绝缘保护膜，

上述第一栅电极与上述第二栅电极以被上述绝缘保护膜彼此电绝缘的状态而彼此相邻地配置。