JP2005294814A

Semiconductor device and manufacturing method therefor

Abstract

Problem to be solved.To consider a process of simultaneously manufacturing elements having different configurations and different characteristics on the same substrate, and considering that the number of steps increases and becomes complicated, in the present invention, the same substrate is used while shortening the number of steps. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device in which elements having different configurations are incorporated and a manufacturing process thereof. According to the present invention, among the elements constituting a semiconductor device, other high-speed transistors and high-endurance transistors are efficiently manufactured in accordance with a memory transistor having a large number of steps at the time of element formation, thereby increasing the number of steps. It is possible to manufacture a low-cost semiconductor device by suppressing the increase in the number of semiconductor devices. [Selection diagram] Fig. 3

JP2005294814A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 20

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16 claims: 6 independent, 10 dependent

  1. 1
    第1の活性層と、前記第1の活性層上の第1ゲート絶縁膜と、前記第1ゲート絶縁膜上の浮遊ゲート電極と、前記浮遊ゲート電極上の第2ゲート絶縁膜と、前記第2ゲート絶縁膜上の制御ゲート電極とを有する第1のトランジスタと、 第2の活性層と、前記第2の活性層上のゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上のゲート電極を有する第2のトランジスタと、を同一基板上に有し、 第2のトランジスタの前記ゲート絶縁膜は下部ゲート絶縁膜と上部ゲート絶縁膜を有し、 第2のトランジスタの前記下部ゲート絶縁膜は前記第1ゲート絶縁膜と同じ層から形成され、前記上部ゲート絶縁膜は前記第2ゲート絶縁膜と同じ層から形成されていることを特徴とする半導体装置。
  2. 2
    第1の活性層と、前記第1の活性層上の第1ゲート絶縁膜と、前記第1ゲート絶縁膜上の浮遊ゲート電極と、前記浮遊ゲート電極上の第2ゲート絶縁膜と、前記第2ゲート絶縁膜上の制御ゲート電極とを有する第1のトランジスタと、 第2の活性層と、前記第2の活性層上のゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上のゲート電極とを有する第2のトランジスタと、を同一基板上に有し、 第2トランジスタの前記ゲート電極は下部ゲート電極と上部ゲート電極とを有し、 第2のトランジスタの前記下部ゲート電極は前記浮遊ゲート電極と同じ層から形成され、前記上部ゲート電極は前記制御ゲート電極と同じ層から形成されていることを特徴とする半導体装置。
  3. 3
    第1の活性層と、前記第1の活性層上の第1ゲート絶縁膜と、前記第1ゲート絶縁膜上の浮遊ゲート電極と、前記浮遊ゲート電極上の第2ゲート絶縁膜と、前記第2ゲート絶縁膜上の制御ゲート電極とを有する第1のトランジスタと、 第2の活性層と、前記第2の活性層上のゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上のゲート電極とを有する第2のトランジスタと、 第3の活性層と、前記第3の活性層上のゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上のゲート電極を有する第3のトランジスタと、を同一基板上に有し、 第3のトランジスタの前記ゲート絶縁膜は下部ゲート絶縁膜と上部ゲート絶縁膜を有し、 第3のトランジスタの前記下部ゲート絶縁膜は前記第1ゲート絶縁膜及び第2のトランジスタの前記ゲート絶縁膜と同じ層から形成され、前記上部ゲート絶縁膜は前記第2ゲート絶縁膜と同じ層から形成されており、 第2のトランジスタの前記ゲート電極は下部ゲート電極と上部ゲート電極を有し、 第2のトランジスタの前記下部ゲート電極は前記浮遊ゲート電極と同じ層から形成され、前記上部ゲート電極は前記制御ゲート電極及び第3のトランジスタの前記ゲート電極と同じ層から形成されていることを特徴とする半導体装置。
  4. 4
    請求項1または請求項2において、前記第1の活性層及び前記第2の活性層は結晶性半導体膜または微結晶半導体膜であることを特徴とする半導体装置。
  5. 5
    請求項2または請求項3において、前記制御ゲート電極と同じ層から形成された前記上部ゲート電極を用いて、第2のトランジスタの前記ゲート電極の引き回しがされていることを特徴とする半導体装置。
  6. 6
    請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、前記基板は半導体基板、石英基板、ガラス基板またはプラスチック基板であることを特徴とする半導体装置。
  7. 7
    請求項1乃至請求項6のいずれか一項において、前記半導体装置は携帯情報端末、ビデオカメラ、デジタルカメラ、パーソナルコンピュータ、テレビ受像器または投影型表示装置であることを特徴とする半導体装置。
  8. 8
    請求項1乃至請求項6のいずれか一項において、前記半導体装置はIDタグであることを特徴とする半導体装置。
  9. 9
    第1のトランジスタの活性層と第2のトランジスタの活性層上に第1絶縁膜を形成し、 前記第1絶縁膜上に第1導電膜を形成し、 前記第1導電膜を選択的にエッチングすることにより、前記第2のトランジスタの活性層上の前記第1導電膜を除去して、前記第2のトランジスタの活性層上の前記第1絶縁膜を露出させ、 前記エッチングされた第1導電膜及び前記露出した第1絶縁膜上に第2絶縁膜を形成し、 前記第2絶縁膜上に第2導電膜を形成し、 前記第2導電膜をエッチングすることにより、第2のトランジスタのゲート電極及び第1のトランジスタの制御ゲート電極を形成し、 前記第2導電膜のエッチングの後、前記第2絶縁膜をエッチングし、 前記第2絶縁膜のエッチングの後、前記エッチングされた第1導電膜をエッチングすることにより、第2のトランジスタの浮遊ゲート電極を形成し、 第2のトランジスタのゲート絶縁膜は前記第1絶縁膜及び前記第2絶縁膜からなり、 第1のトランジスタと第2のトランジスタは同一基板上に設けられていることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  10. 10
    第1のトランジスタの活性層と第2のトランジスタの活性層上に第1絶縁膜を形成し、 前記第1絶縁膜上に第1導電膜を形成し、 前記第1導電膜上に第2絶縁膜を形成し、 前記第2絶縁膜を選択的にエッチングすることにより、前記第2のトランジスタの活性層上の前記第2絶縁膜を除去して、前記第2のトランジスタの活性層上の第1導電膜を露出させ、 前記エッチングされた第2絶縁膜及び前記露出された第1導電膜上に、第2導電膜を形成し、 前記第2導電膜をエッチングすることにより、第2のトランジスタの上部ゲート電極と第1のトランジスタの制御ゲート電極を形成し、 前記第1導電膜をエッチングすることにより、第2のトランジスタの下部ゲート電極と第1のトランジスタの浮遊ゲート電極を形成し、 第1のトランジスタと第2のトランジスタは同一基板上に設けられていることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  11. 11
    第1のトランジスタの活性層、第2のトランジスタの活性層及び第3のトランジスタの活性層上に第1絶縁膜を形成し、 前記第1絶縁膜上に第1導電膜を形成し、 前記第1導電膜に選択的に第1のエッチングをすることにより、前記第3のトランジスタの活性層上の前記第1導電膜を除去して、前記第3のトランジスタの活性層上の第1絶縁膜を露出させ、 前記第1のエッチングをされた第1導電膜及び前記露出した第1絶縁膜上に、第2絶縁膜を形成し、 前記第2絶縁膜に選択的に第2のエッチングをすることにより、前記第2のトランジスタの活性層上の前記第2絶縁膜を除去して、前記第2のトランジスタの活性層上の第1導電膜を露出させ、 前記第2のエッチングをされた第2絶縁膜及び前記露出した第1導電膜上に、第2導電膜を形成し、 前記第2導電膜に第3のエッチングをすることにより、第1のトランジスタの制御ゲート電極、第2のトランジスタの上部ゲート電極及び第3のトランジスタのゲート電極及びを形成し、 前記第2のエッチングをされた第2絶縁膜に第4のエッチングをし、 前記第1のエッチングをされた第1導電膜に第5のエッチングをすることにより、第1のトランジスタの浮遊ゲート電極及び第2のトランジスタの下部ゲート電極を形成し、 第3のトランジスタのゲート絶縁膜は前記第1絶縁膜及び前記第2絶縁膜からなり、 第1のトランジスタ、第2のトランジスタ及び第3のトランジスタは同一基板上に設けられることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  12. 12
    請求項11において、前記第1のエッチングにより、前記第1のトランジスタの活性層を覆う前記第1導電膜のパターンと、前記第2トランジスタの活性層を覆う前記第1導電膜のパターンとが形成されることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  13. 13
    請求項11または請求項12において、前記第3乃至第5のエッチングは、それぞれのトランジスタにおいて、同一の一つのレジストマスクを用いて行われることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  14. 14
    請求項9乃至請求項13のいずれか一項において、前記浮遊ゲート電極は窒化タンタル膜またはタンタル膜からなり、前記制御ゲート電極はタングステン膜からなることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  15. 15
    請求項9乃至請求項14のいずれか一項において、前記第1導電膜の膜厚は5~100nmであることを特徴とする半導体装置の作製方法。
  16. 16
    請求項9乃至請求項15のいずれか一項において、前記基板は半導体基板、石英基板、ガラス基板またはプラスチック基板であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
Independent claims16