JP2000012712A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JP2000012712A
JP2000012712A JP10178281A JP17828198A JP2000012712A JP 2000012712 A JP2000012712 A JP 2000012712A JP 10178281 A JP10178281 A JP 10178281A JP 17828198 A JP17828198 A JP 17828198A JP 2000012712 A JP2000012712 A JP 2000012712A
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JP
Japan
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film
gate electrode
silicon
silicon oxide
manufacturing
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Pending
Application number
JP10178281A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsuko Katayama
敦子 片山
Takashi Kobayashi
小林  孝
Toshiyuki Mine
利之 峰
Toshio Uemura
俊雄 植村
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Hitachi Ltd
Hitachi Solutions Technology Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi ULSI Systems Co Ltd
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Publication date
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  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a method for manufacturing a polycrystalline silicon interlayer insulating film, which can be applied to nonvolatile semiconductor storage devices and has few electron traps. SOLUTION: In a method for manufacturing a semiconductor device, having a nonvolatile storage element in which diffused layers which become source and drain are formed in a semiconductor substrate and a floating gate electrode is formed on the substrate through an insulating film, and then a control gate electrode is formed on the floating gate electrode through an insulating film, a silicon film 104 which becomes the floating gate electrode is formed and a silicon oxide film is formed by a reduced-pressure chemical vapor growth method using dichlorosilane as a source gas. After working the film 104 to a desired shape and heat-treated in an ammonia atmosphere immediately after the formation, a silicon film 107 which becomes the control gate electrode is formed. Therefore, the charge holding characteristic of the nonvolatile semiconductor storage device is improved after rewriting memory cells.

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、半導体装置及びそ
の製造方法に関し、特に、浮遊ゲート電極と制御ゲート
電極との間に絶縁膜が設けられた不揮発性記憶素子を有
する半導体装置に適用して有効な技術に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device having a nonvolatile memory element in which an insulating film is provided between a floating gate electrode and a control gate electrode. It is about effective technology.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置として、フラッシュメモリと
称される不揮発性半導体記憶装置がある。このフラッシ
ュメモリは、携帯性、耐衝撃性に優れ、オンボードで電
気的に一括消去可能なことから、将来の小型携帯情報機
器のファイルメモリとして注目されている。
2. Description of the Related Art As a semiconductor device, there is a nonvolatile semiconductor memory device called a flash memory. This flash memory is excellent in portability and shock resistance, and can be electrically erased collectively on-board. Therefore, the flash memory has attracted attention as a file memory of future small portable information devices.

【0003】フラッシュメモリのメモリセルは不揮発性
記憶素子で構成され、この不揮発性記憶素子は、主に、
単結晶シリコン(Si)からなる半導体基板内にソース領
域及びドレイン領域となる拡散層が形成され、半導体基
板上にゲート絶縁膜を介して多結晶Si膜からなる浮遊
ゲート電極が形成され、浮遊ゲート電極上に絶縁膜を介
して多結晶Si膜からなる制御ゲート電極が形成された
構成になっている。フラッシュメモリは、不揮発性記憶
素子の制御ゲート電極に基板に対して正の電圧を印加し
て電子を浮遊ゲート電極に注入し、そのしきい値電圧の
違いから情報の“0”又は“1”を判別している。
[0003] A memory cell of a flash memory is composed of a non-volatile storage element.
A diffusion layer serving as a source region and a drain region is formed in a semiconductor substrate made of single crystal silicon (Si). A floating gate electrode made of a polycrystalline Si film is formed on the semiconductor substrate with a gate insulating film interposed therebetween. A control gate electrode made of a polycrystalline Si film is formed on the electrode with an insulating film interposed therebetween. In a flash memory, a positive voltage is applied to a control gate electrode of a nonvolatile memory element with respect to a substrate to inject electrons into a floating gate electrode, and information “0” or “1” is obtained from a difference in threshold voltage. Is determined.

【0004】不揮発性記憶素子の浮遊ゲート電極に蓄積
された電荷の保持を行う絶縁膜(以下、多結晶Si層間
絶縁膜と呼ぶ)には、通常、窒化シリコン膜(Si34)
を酸化シリコン膜(SiO2膜)で挟んだ積層膜、所謂O
NO膜が用いられている。
A silicon nitride film (Si 3 N 4 ) is usually used as an insulating film (hereinafter, referred to as a polycrystalline Si interlayer insulating film) for retaining charges accumulated in a floating gate electrode of a nonvolatile memory element.
Film sandwiched between silicon oxide films (SiO 2 films), so-called O
An NO film is used.

【0005】しかし、前述のONO膜は、フラッシュメ
モリの高集積化に伴うプロセス低温化の面で問題を生じ
ることとなった。ONO膜の形成は、通常、以下の方法
による。まず、浮遊ゲート多結晶Si膜を熱酸化して下
層のSiO2膜を形成する。次に、減圧化学気相成長法
(LPCVD(ow ressure hemical apor ep
osition)法)によりSi34膜を形成し、このSi34
膜の表面を熱酸化して上層のSiO2膜を形成する。し
かし、このSi34膜の熱酸化は通常900℃以上とい
う高温を要するため、ソース・ドレイン拡散層を形成し
た後に多結晶Si層間絶縁膜を形成する場合には、LS
Iの微細化に不可欠な浅接合の形成が困難となり、これ
がフラッシュメモリの高集積化を阻害する因子となる。
[0005] However, the above-mentioned ONO film causes a problem in terms of lowering the process temperature accompanying the high integration of flash memories. The ONO film is usually formed by the following method. First, the floating gate polycrystalline Si film is thermally oxidized to form a lower SiO 2 film. Then, low pressure chemical vapor deposition (LPCVD (L ow P ressure C hemical V apor D ep
The the Si 3 N 4 film was formed by osition) method), the Si 3 N 4
The surface of the film is thermally oxidized to form an upper SiO 2 film. However, thermal oxidation of this Si 3 N 4 film usually requires a high temperature of 900 ° C. or more. Therefore, when forming a polycrystalline Si interlayer insulating film after forming a source / drain diffusion layer, LS
It becomes difficult to form a shallow junction that is indispensable for miniaturization of I, and this becomes a factor that hinders high integration of flash memories.

【0006】また、ONO膜は薄膜化に限界があり、フ
ラッシュメモリの低電圧化を阻害していた。これは以下
の理由による。フラッシュメモリの書換え動作時に浮遊
ゲート電極に印加される電圧Vfgは、
[0006] Further, the ONO film has a limit in thinning, which hinders a reduction in the voltage of the flash memory. This is for the following reason. The voltage Vfg applied to the floating gate electrode during the rewriting operation of the flash memory is

【0007】[0007]

【数1】 Vfg=C2cg/(C1+C2) ・ ・ ・(1) で与えられる。ここで、Vcgは制御ゲート電極の印加電
圧、C1はゲート絶縁膜の容量、C2は多結晶Si層間絶
縁膜の容量である。制御ゲート電極に印加された電圧を
効率よく浮遊ゲート電極に伝達し、プログラム電圧を低
減するためには、多結晶Si層間絶縁膜を薄膜化してC
2を大きくすることが有効である。しかしながら、前述
のONO膜では、上下層のSiO2膜を5[nm]以下
とすると、浮遊ゲート電極に蓄積された電荷が制御ゲー
ト電極に漏洩する、所謂リテンション不良が顕在化する
という問題がある。また、上層のSiO2膜を熱酸化法
により形成しようとした場合、浮遊ゲート電極である下
層の多結晶Si膜の酸化を防止するために10[nm]
程度以上のSi34膜を形成する必要があった。このた
め、ONO膜の薄膜化はSiO2膜換算で15[nm]
程度が限界であった。信頼性確保の観点から多結晶Si
層間絶縁膜の薄膜化が困難となりつつある今日、新たな
多結晶Si層間絶縁膜形成プロセスの開発が期待されて
いた。
V fg = C 2 V cg / (C 1 + C 2 ) (1) Here, V cg is the voltage applied to the control gate electrode, C 1 is the capacity of the gate insulating film, and C 2 is the capacity of the polycrystalline Si interlayer insulating film. In order to efficiently transmit the voltage applied to the control gate electrode to the floating gate electrode and reduce the program voltage, the polycrystalline Si interlayer insulating film must be thinned to reduce the C voltage.
It is effective to increase 2 . However, in the above-mentioned ONO film, when the upper and lower SiO 2 films are 5 nm or less, there is a problem that charges accumulated in the floating gate electrode leak to the control gate electrode, so-called retention failure becomes apparent. . When an upper SiO 2 film is to be formed by a thermal oxidation method, 10 [nm] is used to prevent oxidation of a lower polycrystalline Si film serving as a floating gate electrode.
It was necessary to form a Si 3 N 4 film of a degree or more. For this reason, the thinning of the ONO film is reduced to 15 [nm] in terms of SiO 2 film.
The extent was marginal. Polycrystalline Si from the viewpoint of ensuring reliability
Now that it is becoming difficult to reduce the thickness of the interlayer insulating film, development of a new polycrystalline Si interlayer insulating film forming process has been expected.

【0008】そこで、ONO膜に代わる新たな多結晶S
i層間絶縁膜として、化学気相成長法(CVD法)により
形成した単層のSiO2膜が提案された。本方法では、
モノシラン(SiH4)を原料ガスとしたLPCVD法に
よりSiO2膜を形成する。しかし、本SiO2膜中には
E´センタと呼ばれる欠陥が存在し、リーク電流が大き
いという問題があった。そこで、アンモニア(NH3)雰
囲気中で熱処理を施して窒素原子を導入し、欠陥を終端
することによりリーク電流の低減を図っている。本膜
は、膜形成後の熱処理を含めても850℃以下の低温で
形成することができる。また、単層膜であるため薄膜化
が容易である。本技術については、例えば、ソリッド
ステート デバイシズ アンド マテリアルズ、1997
年、22頁から23頁(Solid State Devices and M
aterials,(1991)pp22-23)において論じられている。
Therefore, a new polycrystalline S which replaces the ONO film
A single-layer SiO 2 film formed by a chemical vapor deposition (CVD) method has been proposed as an i-layer insulating film. In this method,
An SiO 2 film is formed by LPCVD using monosilane (SiH 4 ) as a source gas. However, a defect called an E ′ center exists in the present SiO 2 film, and there is a problem that a leak current is large. Therefore, a heat treatment is performed in an ammonia (NH 3 ) atmosphere to introduce nitrogen atoms, thereby terminating defects to reduce leakage current. This film can be formed at a low temperature of 850 ° C. or less, including heat treatment after film formation. Further, since it is a single-layer film, it can be easily thinned. About this technology, for example, solid
State Devices and Materials, 1997
Year, pp. 22-23 (Solid State Devices and M
aterials, (1991) pp22-23).

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかし、フラッシュメ
モリの大容量化を推進するために提案された多値記憶技
術に前述の技術を適用しようとした場合、新たな課題を
生じることとなった。多値記憶では、一つのメモリセル
に四つ以上のしきい値レベルを形成する。書込み/消去
動作を高速で行うためにはこのしきい値分布の間隔を狭
める必要がある。しかし、従来のSiH4を原料ガスと
した単層CVDSiO2膜をNH3雰囲気中で熱処理した
膜では、書換えに伴い膜中に電子がトラップされ、この
電子が放置状態で多結晶Si層間絶縁膜中を移動する結
果、メモリセルのしきい値が変動し、電荷保持特性の劣
化を引き起こしていた。従って、しきい値分布の間隔を
狭くできないという問題があった。このため、SiH4
を原料ガスとした単層CVDSiO2膜をNH3雰囲気中
で熱処理した膜よりも更に電子トラップの少ない多結晶
Si層間絶縁膜材料が要求されるようになってきた。
However, when the above-mentioned technique is applied to the multi-value storage technique proposed to promote the increase in the capacity of the flash memory, a new problem arises. In multi-value storage, four or more threshold levels are formed in one memory cell. In order to perform the writing / erasing operation at high speed, it is necessary to narrow the interval between the threshold distributions. However, when a conventional single-layer CVD SiO 2 film using SiH 4 as a source gas is heat-treated in an NH 3 atmosphere, electrons are trapped in the film as the film is rewritten, and the electrons are left as they are in the polycrystalline Si interlayer insulating film. As a result, the threshold value of the memory cell fluctuates, causing deterioration of the charge retention characteristics. Therefore, there is a problem that the interval between the threshold distributions cannot be narrowed. For this reason, SiH 4
There has been a demand for a polycrystalline Si interlayer insulating film material having fewer electron traps than a film obtained by heat-treating a single-layer CVD SiO 2 film using as a source gas in an NH 3 atmosphere.

【0010】本発明の目的は、電荷保持特性を向上させ
ることが可能な技術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of improving the charge retention characteristics.

【0011】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0013】前記課題は、第一のゲート電極(浮遊ゲー
ト電極)となるシリコン膜を形成し、これを所望の形状
に加工した後、ジクロルシラン(SiH2Cl2)を原料
ガスとした減圧化学気相成長法(LPCVD法)により
二酸化シリコン膜(SiO2膜)を形成し、その直後に
前記二酸化シリコン膜にアンモニア(NH3)雰囲気中
で熱処理を施し、続いて第二のゲート電極(制御ゲート
電極)となるシリコン膜を形成することにより達成され
る。これは、以下に示す作用による。
[0013] The problem is that a silicon film serving as a first gate electrode (floating gate electrode) is formed, processed into a desired shape, and then subjected to a reduced pressure chemical gas using dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ) as a source gas. A silicon dioxide film (SiO 2 film) is formed by a phase growth method (LPCVD method). Immediately thereafter, a heat treatment is performed on the silicon dioxide film in an ammonia (NH 3 ) atmosphere, and then a second gate electrode (control gate) is formed. This is achieved by forming a silicon film to be an electrode. This is due to the following operation.

【0014】上記した電子トラップを生成するのは、N
3雰囲気中で熱処理を行った際に膜中に導入される水
素(H)原子である。SiH2Cl2を原料ガスとして形
成したCVDSiO2膜は、膜中に塩素(Cl)原子が
存在する。このClのうち一部は、NH3雰囲気中で熱
処理を行った際に膜中に導入されるH原子と結合してH
Clを生成し、膜外に放出される。このため、CVDS
iO2膜中のH原子が減少し、電子トラップ密度が減少
する。したがって、メモリセル書換え後の電荷保持特性
を向上できる。
The above-mentioned electron trap is generated by N
Hydrogen (H) atoms introduced into the film when heat treatment is performed in an H 3 atmosphere. In a CVD SiO 2 film formed using SiH 2 Cl 2 as a source gas, chlorine (Cl) atoms are present in the film. Some of this Cl bonds with H atoms introduced into the film when heat treatment is performed in an NH 3 atmosphere, resulting in H
It produces Cl and is released out of the film. For this reason, CVDS
H atoms in the iO 2 film are reduced, and the electron trap density is reduced. Therefore, the charge retention characteristics after rewriting the memory cell can be improved.

【0015】また、前記課題は、第一のゲート電極(浮
遊ゲート電極)となるSi膜を形成し、これを所望の形
状に加工した後、SiH2Cl2を原料ガスとしたLPC
VD法によりSiO2膜を形成し、その直後に前記Si
2膜にNH3雰囲気中で熱処理を施し、その後、LPC
VD法により窒化シリコン膜(Si34膜)を形成し、
続いて第二のゲート電極(制御ゲート電極)となるSi
膜を形成することによっても達成される。
Another object is to form an Si film serving as a first gate electrode (floating gate electrode), process the Si film into a desired shape, and then use an LPC using SiH 2 Cl 2 as a source gas.
A SiO 2 film is formed by a VD method, and immediately thereafter, the Si 2 film is formed.
The O 2 film is subjected to a heat treatment in an NH 3 atmosphere, and then the LPC
Forming a silicon nitride film (Si 3 N 4 film) by VD method,
Subsequently, Si serving as a second gate electrode (control gate electrode)
This can also be achieved by forming a film.

【0016】また、前記課題は、第一のゲート電極(浮
遊ゲート電極)となるSi膜を形成し、これを所望の形
状に加工した後、SiH2Cl2を原料ガスとしたLPC
VD法によりSiO2膜を形成し、その直後に前記Si
2膜にNH3雰囲気中で熱処理を施し、その後、LPC
VD法によりSi34膜を形成し、その後、SiO2
を形成し、続いて第二のゲート電極(制御ゲート電極)
となるSi膜を形成することによっても達成される。
Another object of the present invention is to form an Si film serving as a first gate electrode (floating gate electrode), process the Si film into a desired shape, and then use an LPC using SiH 2 Cl 2 as a source gas.
A SiO 2 film is formed by a VD method, and immediately thereafter, the Si 2 film is formed.
The O 2 film is subjected to a heat treatment in an NH 3 atmosphere, and then the LPC
A Si 3 N 4 film is formed by a VD method, and then a SiO 2 film is formed, and then a second gate electrode (control gate electrode)
This is also achieved by forming a Si film that becomes

【0017】また、前記課題は、第一のゲート電極(浮
遊ゲート電極)となるSi膜を形成し、これを所望の形
状に加工した後、SiH2Cl2を原料ガスとしたLPC
VD法によりSiO2膜を形成し、その直後に前記Si
2膜にNH3雰囲気中で熱処理を施し、その後、LPC
VD法によりSi34膜を形成し、その後、SiO2
を形成し、その後、LPCVD法によりSi34膜を形
成し、続いて第二のゲート電極(制御ゲート電極)とな
るSi膜を形成することによっても達成される。
Another object of the present invention is to form a Si film serving as a first gate electrode (floating gate electrode), process the Si film into a desired shape, and then use an LPC using SiH 2 Cl 2 as a source gas.
A SiO 2 film is formed by a VD method, and immediately thereafter, the Si 2 film is formed.
The O 2 film is subjected to a heat treatment in an NH 3 atmosphere, and then the LPC
A Si 3 N 4 film is formed by a VD method, then a SiO 2 film is formed, and then a Si 3 N 4 film is formed by an LPCVD method, and subsequently, a Si film serving as a second gate electrode (control gate electrode) is formed. This can also be achieved by forming a film.

【0018】また、前記課題は、第一のゲート電極(浮
遊ゲート電極)となるSi膜を形成し、これを所望の形
状に加工した後、SiH2Cl2を原料ガスとしたLPC
VD法によりSiO2膜を形成し、その直後に前記Si
2膜にNH3雰囲気中で熱処理を施し、その後、LPC
VD法によりSi34膜を形成し、その後、SiH2Cl2
を原料ガスとしたLPCVD法によりSiO2膜を形成
し、その直後に前記SiO2膜にNH3雰囲気中で熱処理
を施し、続いて第二のゲート電極(制御ゲート電極)と
なるSi膜を形成することによっても達成される。
Another object of the present invention is to form an Si film serving as a first gate electrode (floating gate electrode), process the Si film into a desired shape, and then use an LPC using SiH 2 Cl 2 as a source gas.
A SiO 2 film is formed by a VD method, and immediately thereafter, the Si 2 film is formed.
The O 2 film is subjected to a heat treatment in an NH 3 atmosphere, and then the LPC
A Si 3 N 4 film is formed by a VD method, and thereafter, a SiH 2 Cl 2 film is formed.
The a SiO 2 film was formed by the LPCVD method as a raw material gas, the said SiO 2 film by heat treatment in a NH 3 atmosphere immediately, followed by a second gate electrode (control gate electrode) and a Si film formed It is also achieved by doing

【0019】また、前記課題は、第一のゲート電極(浮
遊ゲート電極)となるSi膜を形成し、これを所望の形
状に加工した後、SiH2Cl2を原料ガスとしたLPC
VD法によりSiO2膜を形成し、その直後に前記Si
2膜にNH3雰囲気中で熱処理を施し、その後、LPC
VD法によりSi34膜を形成し、その後、SiH2
2を原料ガスとしたLPCVD法によりSiO2膜を形
成し、その直後に前記SiO2膜にNH3雰囲気中で熱処
理を施し、その後、LPCVD法によりSi34膜を形
成し、続いて第二のゲート電極(制御ゲート電極)とな
るSi膜を形成することによっても達成される。
Another object of the present invention is to form a Si film serving as a first gate electrode (floating gate electrode), process the Si film into a desired shape, and then use an LPC using SiH 2 Cl 2 as a source gas.
A SiO 2 film is formed by a VD method, and immediately thereafter, the Si 2 film is formed.
The O 2 film is subjected to a heat treatment in an NH 3 atmosphere, and then the LPC
A Si 3 N 4 film is formed by a VD method, and then a SiH 2 C
An SiO 2 film is formed by an LPCVD method using l 2 as a source gas. Immediately thereafter, the SiO 2 film is subjected to a heat treatment in an NH 3 atmosphere, and thereafter, a Si 3 N 4 film is formed by an LPCVD method. This is also achieved by forming a Si film to be a second gate electrode (control gate electrode).

【0020】また、前記課題は、第一のゲート電極(浮
遊ゲート電極)となるSi膜を形成し、これを所望の形
状に加工した後、SiO2膜を形成し、その後、LPC
VD法によりSi34膜を形成し、その後、SiH2
2を原料ガスとしたLPCVD法によりSiO2膜を形
成し、その直後に前記SiO2膜にNH3雰囲気中で熱処
理を施し、続いて第二のゲート電極(制御ゲート電極)
となるSi膜を形成することによっても達成される。
Another object is to form a Si film to be a first gate electrode (floating gate electrode), process it into a desired shape, form a SiO 2 film, and then form an LPC.
A Si 3 N 4 film is formed by a VD method, and then a SiH 2 C
An SiO 2 film is formed by an LPCVD method using l 2 as a source gas. Immediately thereafter, the SiO 2 film is subjected to a heat treatment in an NH 3 atmosphere, and then a second gate electrode (control gate electrode)
This is also achieved by forming a Si film that becomes

【0021】また、前記課題は、第一のゲート電極(浮
遊ゲート電極)となるSi膜を形成し、これを所望の形
状に加工した後、SiO2膜を形成し、その後、LPC
VD法によりSi34膜を形成し、その後、SiH2
2を原料ガスとしたLPCVD法によりSiO2膜を形
成し、その直後に前記SiO2膜にNH3雰囲気中で熱処
理を施し、その後、LPCVD法によりSi34膜を形
成し、続いて第二のゲート電極(制御ゲート電極)とな
るSi膜を形成することによっても達成される。
Another object is to form a Si film serving as a first gate electrode (floating gate electrode), process it into a desired shape, form a SiO 2 film, and then form an LPC
A Si 3 N 4 film is formed by a VD method, and then a SiH 2 C
An SiO 2 film is formed by an LPCVD method using l 2 as a source gas. Immediately thereafter, the SiO 2 film is subjected to a heat treatment in an NH 3 atmosphere, and thereafter, a Si 3 N 4 film is formed by an LPCVD method. This is also achieved by forming a Si film to be a second gate electrode (control gate electrode).

【0022】なお、SiH2Cl2を用いたLPCVD法
によりSiO2膜を形成する際に合わせて用いられる原
料ガスとしては、亜酸化二窒素(N2O)、一酸化窒素
(NO)、二酸化窒素(NO2)などがある。
The source gases used when forming the SiO 2 film by the LPCVD method using SiH 2 Cl 2 include nitrous oxide (N 2 O), nitric oxide (NO), and nitrogen dioxide. And nitrogen (NO 2 ).

【0023】また、前記NH3雰囲気中で熱処理を施し
た後、ウエット酸化を行うことにより、より一層の効果
が得られる。
Further, further effects can be obtained by performing wet oxidation after the heat treatment in the NH 3 atmosphere.

【0024】なお、本発明は、メモリセルである不揮発
性記憶素子の浮遊ゲート電極と制御ゲート電極との間の
多結晶Si層間絶縁膜に限定されるものではない。例え
ば、消去ゲート電極を有する不揮発性記憶素子におい
て、浮遊ゲート電極と消去ゲート電極との間の絶縁膜に
用いても効果が得られる。
The present invention is not limited to a polycrystalline silicon interlayer insulating film between a floating gate electrode and a control gate electrode of a nonvolatile memory element as a memory cell. For example, in a nonvolatile memory element having an erase gate electrode, the effect can be obtained even when used for an insulating film between the floating gate electrode and the erase gate electrode.

【0025】また、本発明は、不揮発性記憶素子を有す
る半導体装置に限定されるものではない。例えば、本発
明は、半導体基板内にソース及びドレインとなる拡散層
が形成され、前記半導体基板上にSiO2膜を介してゲ
ート電極が形成された電界効果トランジスタを有する半
導体装置に適用しても効果がある。電界効果トランジス
タとしては、不揮発性半導体記憶装置の周辺回路を構成
するMOSFET(etal xide emiconductor ie
ld ffect ransistor)などがある。
The present invention is not limited to a semiconductor device having a nonvolatile memory element. For example, the present invention may be applied to a semiconductor device having a field-effect transistor in which a diffusion layer serving as a source and a drain is formed in a semiconductor substrate and a gate electrode is formed on the semiconductor substrate via an SiO 2 film. effective. The field-effect transistor, MOSFET constituting a peripheral circuit of the nonvolatile semiconductor memory device (M etal O xide S emiconductor F ie
ld E ffect T ransistor), and the like.

【0026】また、本発明は、多結晶Si膜を能動層と
し、この能動層とゲート電極との間に絶縁膜が設けられ
た電界効果トランジスタを有する半導体装置に適用して
も効果がある。電界効果トランジスタとしては、SRA
M(tatic andom ccess emory)のメモリセルに
用いられる負荷用のMOSFETや、液晶ディスプレイ
に用いられる駆動用のMOSFETがあげられる。
The present invention is also effective when applied to a semiconductor device having a field effect transistor having a polycrystalline Si film as an active layer and an insulating film provided between the active layer and a gate electrode. As a field effect transistor, SRA
M and (S tatic R andom A ccess M emory) MOSFET for loads used in the memory cell, MOSFET for driving used in liquid crystal displays and the like.

【0027】また、本発明は、下部電極が多結晶Si膜
又は非晶質Si膜で形成され、上部電極が多結晶Si膜
又は非晶質Si膜で形成され、これらの間に誘電体膜が
設けられた容量素子を有する半導体装置に適用しても効
果がある。
Further, according to the present invention, the lower electrode is formed of a polycrystalline Si film or an amorphous Si film, the upper electrode is formed of a polycrystalline Si film or an amorphous Si film, and a dielectric film is interposed therebetween. The present invention is also effective when applied to a semiconductor device having a capacitive element provided with.

【0028】また、本発明は、半導体基板の主表面上に
二層のSi膜が存在し、前記二層のSi膜の間にSiO
2膜が存在する半導体装置全般に対して適用可能であ
る。
Further, according to the present invention, there are provided two layers of Si films on the main surface of a semiconductor substrate,
The present invention is applicable to all semiconductor devices having two films.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を詳細に説明する。なお、発明の実施の形態を
説明するための全図において、同一機能を有するものは
同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments of the present invention, components having the same functions are denoted by the same reference numerals, and their repeated description will be omitted.

【0030】(実施形態1)本実施形態では、NOR型
フラッシュメモリの多結晶Si層間絶縁膜にSiH2
2を原料ガスとしたLPCVD法により形成したSi
2膜を適用し、同膜をNH3雰囲気中で熱処理すること
によってメモリの電荷保持特性を向上させ、更に書換え
に伴うしきい値変動を抑制した例について説明する。
(Embodiment 1) In this embodiment, a polycrystalline Si interlayer insulating film of a NOR type flash memory is formed of SiH 2 C
Si formed by LPCVD using l 2 as a source gas
An example in which an O 2 film is applied and the film is subjected to a heat treatment in an NH 3 atmosphere to improve the charge retention characteristics of the memory and further suppress a threshold change due to rewriting will be described.

【0031】メモリセル(不揮発性記憶素子)の作成手順
を図1及び図2に示す。それぞれの図は、ワード線に垂
直なメモリセルの断面図である。
FIGS. 1 and 2 show a procedure for forming a memory cell (nonvolatile storage element). Each figure is a cross-sectional view of a memory cell perpendicular to a word line.

【0032】まず、面方位(100)のSi基板101
にボロンイオンを打ち込んで、p型ウェルを形成した。
その後、公知の技術により、素子分離用絶縁膜102を
400[nm]程度の膜厚で形成した(図1(a))。
First, a Si substrate 101 having a (100) plane orientation is used.
To form a p-type well.
Thereafter, an element isolation insulating film 102 was formed to a thickness of about 400 [nm] by a known technique (FIG. 1A).

【0033】次に、熱酸化法により8.5[nm]程度
の膜厚のゲート酸化膜103を形成した後、浮遊ゲート
電極となる、リンをドーピングした多結晶Si膜104
を100[nm]程度の膜厚で形成し、これを公知のリ
ソグラフィとドライエッチング技術により加工した(図
1(b))。
Next, after a gate oxide film 103 having a thickness of about 8.5 [nm] is formed by a thermal oxidation method, a phosphorus-doped polycrystalline Si film 104 serving as a floating gate electrode is formed.
Was formed with a thickness of about 100 [nm], and this was processed by known lithography and dry etching techniques (FIG. 1B).

【0034】次に、SiH2Cl2とN2Oを原料ガスと
したLPCVD法により、10[nm]程度の膜厚のS
iO2膜105を形成した。形成時の温度は750℃で
ある(図1(c))。
Next, by a LPCVD method using SiH 2 Cl 2 and N 2 O as source gases, S
An iO 2 film 105 was formed. The temperature at the time of formation is 750 ° C. (FIG. 1C).

【0035】その後、同膜を850℃のNH3雰囲気中
で熱処理した(図1(c)に示す105は図1(d)に示す
106となる)。
Thereafter, the film was heat-treated in an NH 3 atmosphere at 850 ° C. (105 shown in FIG. 1C becomes 106 shown in FIG. 1D).

【0036】次に、制御ゲート電極となる、リンをドー
ピングした多結晶Si膜107を150[nm]程度の
膜厚で形成した(図2(e))。
Next, a polycrystalline Si film 107 doped with phosphorus, serving as a control gate electrode, was formed with a thickness of about 150 [nm] (FIG. 2E).

【0037】次に、公知のリソグラフィとドライエッチ
ング技術により多結晶Si膜107、SiO2膜10
6、多結晶Si膜104を順次加工し、浮遊ゲート電極
及び制御ゲート電極を形成した(図2(f))。
Next, the polycrystalline Si film 107 and the SiO 2 film 10 are formed by known lithography and dry etching techniques.
6. The polycrystalline Si film 104 was sequentially processed to form a floating gate electrode and a control gate electrode (FIG. 2 (f)).

【0038】次に、二フッ化ホウ素(BF2+)イオンを
Si基板101に打ち込んで、パンチスルーストッパ領
域108を形成した後、ヒ素(As+)イオンをSi基
板101に打ち込んで、ドレイン領域109及びソース
領域110を形成した(図2(g))。
Next, after boron difluoride (BF 2+ ) ions are implanted into the Si substrate 101 to form a punch-through stopper region 108, arsenic (As + ) ions are implanted into the Si substrate 101 to form a drain region. 109 and a source region 110 were formed (FIG. 2G).

【0039】その後、ボロンとリンを含んだSiO2
111を形成し、これを850℃の窒素雰囲気中で熱処
理してリフローさせた。その後、SiO2膜111にソ
ース領域109、ドレイン領域110に至るコンタクト
孔を形成した。
Thereafter, an SiO 2 film 111 containing boron and phosphorus was formed, and this was heat-treated in a nitrogen atmosphere at 850 ° C. to be reflowed. After that, a contact hole reaching the source region 109 and the drain region 110 was formed in the SiO 2 film 111.

【0040】次に、スパッタ法により金属膜112を形
成し、これを加工して電極、配線とし、最後に水素雰囲
気中で熱処理を行ってメモリセルを完成した(図2
(h))。
Next, a metal film 112 is formed by a sputtering method, processed into electrodes and wirings, and finally heat-treated in a hydrogen atmosphere to complete a memory cell (FIG. 2).
(h)).

【0041】図3は、前述の方法により形成したメモリ
セルにおいて、106回の書込み/消去を行った後、こ
れを250℃で放置した時のしきい値の変化を示したも
のである。同図には比較のため、SiH4を原料ガスと
して形成し、これをNH3雰囲気中で熱処理したCVD
SiO2膜の結果も併せて示した。SiH2Cl2を原料
ガスとして形成し、これをNH3雰囲気中で熱処理した
CVDSiO2膜は、SiH4を原料ガスとして形成し、
これをNH3雰囲気中で熱処理したCVDSiO膜に
比べて、しきい値の変化が抑制でき、電荷保持特性の向
上が図れた。
[0041] Figure 3, in the memory cell formed by the method described above, after 10 6 times write / erase, shows the change in the threshold when it was allowed to stand at 250 ° C.. In the figure, for comparison, CVD was performed by forming SiH 4 as a source gas and heat-treating the same in an NH 3 atmosphere.
The results for the SiO 2 film are also shown. A CVD SiO 2 film formed by using SiH 2 Cl 2 as a source gas and heat-treating the same in an NH 3 atmosphere is formed by using SiH 4 as a source gas,
Compared with a CVD SiO 2 film heat-treated in an NH 3 atmosphere, the change in threshold value was suppressed, and the charge retention characteristics were improved.

【0042】この理由を調べるため、多結晶Si膜10
4/多結晶Si層間絶縁膜106/多結晶Si膜107
からなるキャパシタの多結晶Si層間絶縁膜に定電流ス
トレスを印加し、膜中のトラップ電荷量を測定した。こ
の結果を図4に示す。同図には比較のため、SiH
原料ガスとして形成し、これをNH3雰囲気中で熱処理
したCVDSiO2膜の結果も併せて示した。SiH2
2を原料ガスとして形成し、これをNH3雰囲気中で熱
処理したCVDSiO2膜は、SiH4を原料ガスとして
形成し、これをNH3雰囲気中で熱処理したCVDSi
2膜に比べて、蓄積されるトラップ電荷量が少ない。
これは、SiH2Cl2を原料ガスとして形成し、これを
NH3雰囲気中で熱処理したCVDSiO2膜中の塩素原
子が、同膜中の水素原子と結びついて膜外に放出され、
膜中のトラップが減少するためと考える。
To investigate the reason, the polycrystalline Si film 10
4 / polycrystalline Si interlayer insulating film 106 / polycrystalline Si film 107
A constant current stress was applied to the polycrystalline Si interlayer insulating film of the capacitor made of and a trap charge amount in the film was measured. The result is shown in FIG. For comparison, the figure also shows the result of a CVD SiO 2 film formed by using SiH 4 as a source gas and heat-treating the same in an NH 3 atmosphere. SiH 2 C
The CVD SiO 2 film formed by using l 2 as a source gas and heat-treated in an NH 3 atmosphere is a CVD Si 2 film formed by using SiH 4 as a source gas and heat-treated in an NH 3 atmosphere.
The amount of trapped charge stored is smaller than that of the O 2 film.
This is because SiH 2 Cl 2 is formed as a raw material gas, and chlorine atoms in a CVD SiO 2 film which is heat-treated in an NH 3 atmosphere are combined with hydrogen atoms in the film and released outside the film.
It is considered that traps in the film decrease.

【0043】本実施形態によれば、SiH2Cl2を原料
ガスとするLPCVD法で形成した単層SiO2膜をN
3雰囲気中で熱処理し、これをフラッシュメモリの多
結晶Si層間絶縁膜に用いることにより、書換え後の電
荷保持特性の向上が図れるという効果がある。
According to this embodiment, a single-layer SiO 2 film formed by LPCVD using SiH 2 Cl 2 as a source gas is N
By performing a heat treatment in an H 3 atmosphere and using this as a polycrystalline Si interlayer insulating film of a flash memory, there is an effect that the charge retention characteristics after rewriting can be improved.

【0044】(実施形態2)本実施形態では、NOR型
フラッシュメモリの多結晶Si層間絶縁膜に、SiH2
Cl2を原料ガスとしたLPCVD法により形成したS
iO2膜を適用し、NH3雰囲気中で熱処理した後、ウエ
ット酸化することにより、フラッシュメモリの書換え後
の電荷保持特性を更に向上させた例について説明する。
(Embodiment 2) In this embodiment, a polycrystalline Si interlayer insulating film of a NOR type flash memory is made of SiH 2
S formed by LPCVD using Cl 2 as a source gas
An example in which an iO 2 film is applied, heat-treated in an NH 3 atmosphere, and then wet-oxidized to further improve the charge retention characteristics of the flash memory after rewriting will be described.

【0045】メモリセル(不揮発性記憶素子)の作成手順
を図5及び図6及び図7に示す。それぞれの図は、ワー
ド線に垂直なメモリセルの断面図である。
FIGS. 5, 6 and 7 show a procedure for forming a memory cell (nonvolatile storage element). Each figure is a cross-sectional view of a memory cell perpendicular to a word line.

【0046】まず、面方位(100)のSi基板101
にボロンイオンを打ち込んで、p型ウェルを形成した。
その後、公知の技術により、素子分離用絶縁膜102を
400[nm]程度の膜厚で形成した(図5(a))。
First, a Si substrate 101 having a plane orientation of (100)
To form a p-type well.
Thereafter, an insulating film 102 for element isolation was formed to a thickness of about 400 [nm] by a known technique (FIG. 5A).

【0047】次に、熱酸化法により8.5[nm]程度
の膜厚のゲート酸化膜103を形成した後、浮遊ゲート
電極となる、リンをドーピングした多結晶Si膜104
を100[nm]程度の膜厚で形成し、これを公知のリ
ソグラフィとドライエッチング技術により加工した(図
5(b))。
Next, after a gate oxide film 103 having a thickness of about 8.5 nm is formed by a thermal oxidation method, a phosphorus-doped polycrystalline Si film 104 serving as a floating gate electrode is formed.
Was formed with a thickness of about 100 [nm], and this was processed by known lithography and dry etching techniques (FIG. 5B).

【0048】次に、SiH2Cl2とN2Oを原料ガスと
したLPCVD法により、10[nm]程度の膜厚のS
iO2膜105を形成した。形成時の温度は750℃で
ある(図5(c))。
Next, by LPCVD using SiH 2 Cl 2 and N 2 O as source gases, an S
An iO 2 film 105 was formed. The temperature at the time of formation is 750 ° C. (FIG. 5C).

【0049】その後、同膜を850℃のNH3雰囲気中
で熱処理した(図5(c)に示す105は図5(d)に示す
106となる)。その後、同膜を850℃でウエット酸
化した(図5(d)に示す106は図6(e)に示す113
となる)。
Thereafter, the film was heat-treated in an NH 3 atmosphere at 850 ° C. (105 shown in FIG. 5C becomes 106 shown in FIG. 5D). Thereafter, the film was wet-oxidized at 850 ° C. (106 shown in FIG. 5D is replaced by 113 shown in FIG. 6E).
Becomes).

【0050】次に、制御ゲート電極となる、リンをドー
ピングした多結晶Si膜107を150[nm]程度の
膜厚で形成した(図6(f))。
Next, a polycrystalline Si film 107 doped with phosphorus, serving as a control gate electrode, was formed with a thickness of about 150 [nm] (FIG. 6F).

【0051】次に、公知のリソグラフィとドライエッチ
ング技術により、多結晶Si膜108、SiO2膜11
3、多結晶Si膜104を順次加工し、浮遊ゲート電極
及び制御ゲート電極を形成した(図6(g))。
Next, the polycrystalline Si film 108 and the SiO 2 film 11 are formed by known lithography and dry etching techniques.
3. The polycrystalline Si film 104 was sequentially processed to form a floating gate electrode and a control gate electrode (FIG. 6 (g)).

【0052】次に、二フッ化ホウ素(BF2+)イオンを
Si基板101に打ち込んで、パンチスルーストッパ領
域108を形成した後、ヒ素(As+)イオンをSi基
板101に打ち込んで、ドレイン領域109及びソース
領域110を形成した(図6(h))。
Next, after boron difluoride (BF 2+ ) ions are implanted into the Si substrate 101 to form a punch-through stopper region 108, arsenic (As + ) ions are implanted into the Si substrate 101 to form a drain region. 109 and a source region 110 were formed (FIG. 6H).

【0053】その後、ボロンとリンを含んだSiO2
111を形成し、これを850℃の窒素雰囲気中で熱処
理してリフローさせた。その後、SiO2膜111にソ
ース領域109、ドレイン領域110に至るコンタクト
孔を形成した。
Thereafter, an SiO 2 film 111 containing boron and phosphorus was formed, and this was heat-treated at 850 ° C. in a nitrogen atmosphere to be reflowed. After that, a contact hole reaching the source region 109 and the drain region 110 was formed in the SiO 2 film 111.

【0054】次に、スパッタ法により金属膜112を形
成し、これを加工して電極、配線とし、最後に水素雰囲
気中で熱処理を行ってメモリセルを完成した(図7
(i))。
Next, a metal film 112 is formed by a sputtering method, and is processed into electrodes and wirings. Finally, heat treatment is performed in a hydrogen atmosphere to complete a memory cell (FIG. 7).
(i)).

【0055】前述の方法により作成したフラッシュメモ
リは、実施形態1に比べて更に書換え後の電荷保持特性
が向上した。これは、ウエット酸化を行うことにより多
結晶Si層間絶縁膜中の水素原子が減少し、膜中の電子
トラップ密度が更に減少したためである。
The flash memory prepared by the above-mentioned method has further improved rewriting charge retention characteristics as compared with the first embodiment. This is because the wet oxidation reduces the number of hydrogen atoms in the polycrystalline Si interlayer insulating film, and further reduces the electron trap density in the film.

【0056】本実施形態によれば、SiH2Cl2を原料
ガスとするLPCVD法で形成した単層のSiO2膜を
NH3雰囲気中で熱処理した後、更にウエット酸化を行
い、これをフラッシュメモリの多結晶Si層間絶縁膜に
用いることにより、メモリ書換え後の電荷保持特性の向
上が更に図れるという効果がある。
According to this embodiment, after a single-layer SiO 2 film formed by LPCVD using SiH 2 Cl 2 as a source gas is heat-treated in an NH 3 atmosphere, wet oxidation is further performed, and this is performed in a flash memory. By using the polycrystalline Si interlayer insulating film described above, there is an effect that the charge retention characteristics after memory rewriting can be further improved.

【0057】(実施形態3)本実施形態では、SiH2
Cl2を原料ガスとしてLPCVD法により形成したS
iO2膜をNH3雰囲気中で熱処理した後、LPCVD法
により形成した窒化シリコン膜(Si34)を積層し、
これをNOR型フラッシュメモリの多結晶Si層間絶縁
膜に用いた例について述べる。
(Embodiment 3) In this embodiment, SiH 2
S formed by LPCVD using Cl 2 as a source gas
After heat-treating the iO 2 film in an NH 3 atmosphere, a silicon nitride film (Si 3 N 4 ) formed by LPCVD is laminated,
An example in which this is used for a polycrystalline Si interlayer insulating film of a NOR flash memory will be described.

【0058】メモリセル(不揮発性記憶素子)の作成手順
を図8及び図9及び図10に示す。それぞれの図は、ワ
ード線に垂直なメモリセルの断面図である。
FIG. 8, FIG. 9, and FIG. 10 show a procedure for forming a memory cell (non-volatile memory element). Each figure is a cross-sectional view of a memory cell perpendicular to a word line.

【0059】まず、面方位(100)のSi基板101
にボロンイオンを打ち込んで、p型ウェルを形成した。
その後、公知の技術により、素子分離用絶縁膜102を
400[nm]程度の膜厚で形成した(図8(a))。
First, a Si substrate 101 having a plane orientation of (100)
To form a p-type well.
Thereafter, an element isolation insulating film 102 was formed to a thickness of about 400 [nm] by a known technique (FIG. 8A).

【0060】次に、熱酸化法により8.5[nm]程度
の膜厚のゲート酸化膜103を形成した後、浮遊ゲート
電極となる、リンをドーピングした多結晶Si膜104
を100[nm]程度の膜厚で形成し、これを公知のリ
ソグラフィとドライエッチング技術により加工した(図
8(b))。
Next, after a gate oxide film 103 having a thickness of about 8.5 [nm] is formed by thermal oxidation, a phosphorus-doped polycrystalline Si film 104 serving as a floating gate electrode is formed.
Was formed with a thickness of about 100 [nm], and this was processed by known lithography and dry etching techniques (FIG. 8B).

【0061】次に、SiH2Cl2とN2Oを原料ガスと
するLPCVD法により、10[nm]程度の膜厚のS
iO2膜105を形成した。形成時の温度は750℃で
ある(図8(c))。その後、同膜を850℃のNH3雰囲
気中で熱処理した(図8(c)に示す105は図8(d)に
示す106となる)。
Next, by the LPCVD method using SiH 2 Cl 2 and N 2 O as source gases, the S
An iO 2 film 105 was formed. The temperature at the time of formation is 750 ° C. (FIG. 8C). Thereafter, the film was heat-treated in an NH 3 atmosphere at 850 ° C. (105 shown in FIG. 8C becomes 106 shown in FIG. 8D).

【0062】次に、LPCVD法によりSi34膜11
4を形成した(図9(e))。
Next, the Si 3 N 4 film 11 is formed by the LPCVD method.
4 was formed (FIG. 9E).

【0063】次に、制御ゲート電極となる、リンをドー
ピングした多結晶Si膜107を150[nm]程度の
膜厚で形成した(図9(f))。
Next, a polycrystalline Si film 107 doped with phosphorus, serving as a control gate electrode, was formed with a thickness of about 150 [nm] (FIG. 9F).

【0064】次に、公知のリソグラフィとドライエッチ
ング技術により、多結晶Si膜107、Si34膜11
4、SiO2膜106、多結晶Si膜104を順次加工
し、浮遊ゲート電極及び制御ゲート電極を形成した(図
9(g))。
Next, the polycrystalline Si film 107 and the Si 3 N 4 film 11 are formed by known lithography and dry etching techniques.
4. The SiO 2 film 106 and the polycrystalline Si film 104 were sequentially processed to form a floating gate electrode and a control gate electrode (FIG. 9G).

【0065】次に、二フッ化ホウ素(BF2+)イオンを
Si基板101に打ち込んで、パンチスルーストッパ領
域108を形成した後、ヒ素(As+)イオンをSi基
板101に打ち込んで、ドレイン領域109及びソース
領域110を形成した(図9(h))。
Next, after boron difluoride (BF 2+ ) ions are implanted into the Si substrate 101 to form a punch-through stopper region 108, arsenic (As + ) ions are implanted into the Si substrate 101 to form a drain region. 109 and the source region 110 were formed (FIG. 9H).

【0066】その後、ボロンとリンを含んだSiO2
111を形成し、これを850℃の窒素雰囲気中で熱処
理してリフローさせた。その後、SiO2膜111にソ
ース領域109、ドレイン領域110に至るコンタクト
孔を形成した。
Thereafter, an SiO 2 film 111 containing boron and phosphorus was formed, and this was heat-treated in a nitrogen atmosphere at 850 ° C. to be reflowed. After that, a contact hole reaching the source region 109 and the drain region 110 was formed in the SiO 2 film 111.

【0067】次に、スパッタ法により金属膜112を形
成し、これを加工して電極、配線とし、最後に水素雰囲
気中で熱処理を行ってメモリセルを完成した(図10
(i))。
Next, a metal film 112 is formed by a sputtering method, processed to form electrodes and wirings, and finally heat-treated in a hydrogen atmosphere to complete a memory cell (FIG. 10).
(i)).

【0068】前述の方法により形成したフラッシュメモ
リは、SiH4を原料ガスとして形成したCVDSiO2
膜をNH3雰囲気中で熱処理し、この膜上にSi34
を形成した積層膜からなる多結晶Si層間絶縁膜を用い
た場合に比べて、書換え後の電荷保持特性が向上した。
The flash memory formed by the above method is a CVD SiO 2 formed by using SiH 4 as a source gas.
The film was heat-treated in an NH 3 atmosphere, and the charge retention characteristics after rewriting were improved as compared with the case where a polycrystalline Si interlayer insulating film composed of a laminated film having a Si 3 N 4 film formed on the film was used.

【0069】本実施形態によれば、SiH2Cl2を原料
ガスとしたLPCVD法により形成したSiO2膜をN
3雰囲気中で熱処理した後、LPCVD法によりSi3
4膜を形成し、この積層膜をフラッシュメモリの多結
晶Si層間絶縁膜として用いることにより、従来技術に
比べて電荷保持特性の向上が図れるという効果がある。
[0069] According to this embodiment, the SiO 2 film formed by LPCVD method using SiH 2 Cl 2 as source gases N
After heat treatment in an H 3 atmosphere, Si 3
By forming an N 4 film and using this laminated film as a polycrystalline Si interlayer insulating film of a flash memory, there is an effect that charge retention characteristics can be improved as compared with the prior art.

【0070】なお、本実施形態において、多結晶Si層
間絶縁膜となるCVDSiO2膜を形成し、NH3雰囲気
中で熱処理をした後、実施形態2で述べた方法によりウ
エット酸化を行なってからSi34膜を形成すると更に
電荷保持特性が向上する。
In the present embodiment, a CVD SiO 2 film serving as a polycrystalline Si interlayer insulating film is formed, heat-treated in an NH 3 atmosphere, and then wet-oxidized by the method described in the second embodiment. further improved charge retention characteristics to form a 3 N 4 film.

【0071】(実施形態4)本実施形態では、NOR型
フラッシュメモリの多結晶Si層間絶縁膜にSiO2
/Si34膜/SiO2膜(ONO膜)を用い、このO
NO膜のSiO2膜をSiH2Cl2を原料ガスとしたL
PCVD法で形成し、その後、NH3雰囲気中で熱処理
を施して、メモリの書換えにともなうしきい値変動を抑
制した例について述べる。
(Embodiment 4) In this embodiment, an SiO 2 film / Si 3 N 4 film / SiO 2 film (ONO film) is used as a polycrystalline Si interlayer insulating film of a NOR type flash memory.
The SiO 2 film of the NO film is made of L using SiH 2 Cl 2 as a source gas.
An example in which a threshold voltage change due to a memory rewrite is suppressed by forming by a PCVD method and thereafter performing a heat treatment in an NH 3 atmosphere will be described.

【0072】メモリセル(不揮発性記憶素子)の作成手順
を図11及び図12び図13に示す。それぞれの図は、
ワード線に垂直なメモリセルの断面図である。
FIGS. 11, 12 and 13 show a procedure for forming a memory cell (nonvolatile storage element). Each figure is
FIG. 3 is a sectional view of a memory cell perpendicular to a word line.

【0073】まず、面方位(100)のSi基板101
にボロンイオンを打ち込んで、p型ウェルを形成した。
その後、公知の技術により、素子分離用絶縁膜102を
400[nm]程度の膜厚で形成した(図11(a))。
First, a Si substrate 101 having a plane orientation of (100)
To form a p-type well.
Thereafter, an element isolation insulating film 102 was formed to a thickness of about 400 [nm] by a known technique (FIG. 11A).

【0074】次に、熱酸化法により8.5[nm]程度
の膜厚のゲート酸化膜103を形成した後、浮遊ゲート
電極となる、リンをドーピングした多結晶Si膜104
を100[nm]程度の膜厚で形成し、これを公知のリ
ソグラフィとドライエッチング技術により加工した(図
11(b))。
Next, after a gate oxide film 103 having a thickness of about 8.5 [nm] is formed by a thermal oxidation method, a phosphorus-doped polycrystalline Si film 104 serving as a floating gate electrode is formed.
Was formed in a thickness of about 100 [nm], and this was processed by known lithography and dry etching techniques (FIG. 11B).

【0075】次に、SiH2Cl2とN2Oを原料ガスと
するLPCVD法により5[nm]程度の膜厚のSiO
2膜105を形成した。形成時の温度は750℃である
(図11(c))。その後、同膜を850℃のNH3雰囲
気中で熱処理した(図11(c)に示す105は図11
(d)に示す106となる)。
Next, a SiO 2 film having a thickness of about 5 nm is formed by LPCVD using SiH 2 Cl 2 and N 2 O as source gases.
Two films 105 were formed. The temperature at the time of formation is 750 ° C. (FIG. 11C). Thereafter, the film was heat-treated in an NH 3 atmosphere at 850 ° C. (105 shown in FIG.
(It becomes 106 shown to (d)).

【0076】次に、LPCVD法によりSi34膜11
4を8[nm]程度の膜厚で形成した(図12(e))。
Next, the Si 3 N 4 film 11 is formed by the LPCVD method.
4 was formed with a film thickness of about 8 [nm] (FIG. 12E).

【0077】次に、SiH2Cl2とN2Oを原料ガスと
するLPCVD法によりSiO2膜115を5[nm]
程度の膜厚で形成した。形成時の温度は750℃である
(図12(f))。その後、同膜を850℃のNH3雰囲
気中で熱処理した(図12(f)に示す115は図12
(g)に示す116となる)。
Next, the SiO 2 film 115 is formed to a thickness of 5 [nm] by LPCVD using SiH 2 Cl 2 and N 2 O as source gases.
It was formed with a film thickness of about. The temperature at the time of formation is 750 ° C. (FIG. 12F). Thereafter, the film was heat-treated in an NH 3 atmosphere at 850 ° C. (115 shown in FIG.
(It becomes 116 shown in (g)).

【0078】次に、制御ゲート電極となる、リンをドー
ピングした多結晶Si膜107を150[nm]程度の
膜厚で形成した(図12(h))。
Next, a polycrystalline Si film 107 doped with phosphorus, serving as a control gate electrode, was formed with a thickness of about 150 [nm] (FIG. 12 (h)).

【0079】次に、公知のリソグラフィとドライエッチ
ング技術により、多結晶Si膜107、SiO2膜11
6、Si34膜114、SiO2膜106、多結晶Si
膜104の夫々を順次加工し、浮遊ゲート電極及び制御
ゲート電極を形成した(図13(i))。
Next, the polycrystalline Si film 107 and the SiO 2 film 11 are formed by known lithography and dry etching techniques.
6, Si 3 N 4 film 114, SiO 2 film 106, polycrystalline Si
Each of the films 104 was sequentially processed to form a floating gate electrode and a control gate electrode (FIG. 13 (i)).

【0080】次に、二フッ化ホウ素(BF2+)イオンを
Si基板101に打ち込んで、パンチスルーストッパ領
域108を形成した後、ヒ素(As+)イオンをSi基
板101に打ち込んで、ドレイン領域109及びソース
領域110を形成した(図13(j))。
Next, after boron difluoride (BF 2+ ) ions are implanted into the Si substrate 101 to form a punch-through stopper region 108, arsenic (As + ) ions are implanted into the Si substrate 101 to form a drain region. 109 and a source region 110 were formed (FIG. 13 (j)).

【0081】その後、ボロンとリンを含んだSiO2
111を形成し、これを850℃の窒素雰囲気中で熱処
理してリフローさせた。その後、SiO2膜111にソ
ース領域109、ドレイン領域110に至るコンタクト
孔を形成した。
Thereafter, an SiO 2 film 111 containing boron and phosphorus was formed, and this was heat-treated in a nitrogen atmosphere at 850 ° C. to be reflowed. After that, a contact hole reaching the source region 109 and the drain region 110 was formed in the SiO 2 film 111.

【0082】次に、スパッタ法により金属膜112を形
成し、これを加工して電極、配線とし、最後に水素雰囲
気中で熱処理を行ってメモリセルを完成した(図13
(k))。
Next, a metal film 112 is formed by a sputtering method, processed into electrodes and wirings, and finally heat-treated in a hydrogen atmosphere to complete a memory cell (FIG. 13).
(k)).

【0083】前述の方法により形成したフラッシュメモ
リは、従来技術によるONO膜を多結晶Si層間絶縁膜
に用いた場合に比べて、書換え後の電荷保持特性が向上
した。
The flash memory formed by the above-described method has improved charge retention characteristics after rewriting as compared with the case where the ONO film according to the prior art is used for the polycrystalline Si interlayer insulating film.

【0084】本実施形態によれば、SiH2Cl2を原料
ガスとしたLPCVD法によりSiO2膜を形成し、そ
の直後にNH3雰囲気中で熱処理した膜をフラッシュメ
モリの多結晶Si層間絶縁膜であるONO膜のSiO2
膜に用いることにより、従来技術に比べて、メモリセル
書換え後の電荷保持特性を向上できるという効果があ
る。
According to the present embodiment, an SiO 2 film is formed by LPCVD using SiH 2 Cl 2 as a source gas, and immediately after that, a film heat-treated in an NH 3 atmosphere is replaced with a polycrystalline Si interlayer insulating film of a flash memory. ONO film SiO 2
By using the film, there is an effect that the charge retention characteristics after rewriting the memory cell can be improved as compared with the related art.

【0085】なお、本実施形態においては、ONO膜を
構成する上下両方のSiO2膜を、SiH2Cl2を原料
ガスとしたLPCVD法により形成し、NH3雰囲気中
で熱処理を施したが、ONO膜を構成する上下のSiO
2膜のいずれか一方にSiH2Cl2を原料ガスとしたL
PCVD法により形成し、NH3雰囲気中で熱処理を施
しても、同様の効果が得られる。
In this embodiment, both upper and lower SiO 2 films constituting the ONO film are formed by LPCVD using SiH 2 Cl 2 as a source gas, and heat treatment is performed in an NH 3 atmosphere. Upper and lower SiO constituting ONO film
L using SiH 2 Cl 2 as a source gas for one of the two films
The same effect can be obtained by forming by the PCVD method and performing heat treatment in an NH 3 atmosphere.

【0086】なお、本実施形態において、制御ゲート電
極となる多結晶Si膜107を形成する前に、Si34
膜を形成しても、同様の効果が得られる。
In this embodiment, before forming the polycrystalline Si film 107 to be the control gate electrode, the Si 3 N 4
Similar effects can be obtained by forming a film.

【0087】なお、本実施形態において、ONO膜を構
成する少なくとも一層のSiO2膜をSiH2Cl2を原
料ガスとしたLPCVD法により形成し、NH3雰囲気
中で熱処理した後、実施形態2で述べた方法によりウエ
ット酸化を行なうと、メモリセル書換え後の電荷保持特
性を更に向上できる。
In the present embodiment, at least one SiO 2 film constituting the ONO film is formed by LPCVD using SiH 2 Cl 2 as a source gas, and heat-treated in an NH 3 atmosphere. When wet oxidation is performed by the method described above, the charge retention characteristics after rewriting the memory cell can be further improved.

【0088】(実施形態5)本実施形態では、SiH2
Cl2を原料ガスとしてSiO2膜を形成し、これをNH
3雰囲気中で熱処理した膜をコンタクトレスアレイ型フ
ラッシュメモリの多結晶Si層間絶縁膜に用いた例につ
いて述べる。
(Embodiment 5) In this embodiment, SiH 2
A SiO 2 film is formed using Cl 2 as a source gas,
An example in which a film heat-treated in three atmospheres is used as a polycrystalline Si interlayer insulating film of a contactless array type flash memory will be described.

【0089】メモリセル(不揮発性記憶素子)の作成手順
を図14及び図15及び図16に示す。それぞれの図
は、ワード線に平行なメモリセルの断面図である。
FIG. 14, FIG. 15, and FIG. 16 show a procedure for forming a memory cell (nonvolatile storage element). Each figure is a cross-sectional view of a memory cell parallel to a word line.

【0090】まず、面方位(100)のSi基板201
にボロンイオンを打ち込んで、p型ウェルを形成した。
First, a Si substrate 201 having a plane orientation of (100)
To form a p-type well.

【0091】次に、熱酸化法により8.5[nm]程度
の膜厚のゲート酸化膜202を形成し、続いてリンをド
ーピングした多結晶Si膜203を100[nm]程度
の膜厚で形成した。その後、LPCVD法により50
[nm]程度の膜厚のSiO2膜204、80[nm]
程度の膜厚のSi34膜205を順次形成した。そし
て、公知のリソグラフィとドライエッチング技術により
4層の膜を加工した(図14(a))。
Next, a gate oxide film 202 having a thickness of about 8.5 [nm] is formed by a thermal oxidation method, and a polycrystalline Si film 203 doped with phosphorus is subsequently formed to a thickness of about 100 [nm]. Formed. After that, 50 days by LPCVD method.
SiO 2 film 204 having a thickness of about [nm], 80 [nm]
A Si 3 N 4 film 205 having a film thickness of about a degree was sequentially formed. Then, the four-layer film was processed by known lithography and dry etching techniques (FIG. 14A).

【0092】次に、LPCVD法により120[nm]
程度の膜厚のSi34膜206を形成し、これを異方性
ドライエッチングして図14(a)で形成したパターンの
側壁部にのみ残した(図14(b))。
Next, 120 [nm] is formed by the LPCVD method.
A Si 3 N 4 film 206 having a film thickness of about the same thickness was formed, and this was subjected to anisotropic dry etching to leave only on the side walls of the pattern formed in FIG. 14A (FIG. 14B).

【0093】次に、パイロジェニック酸化法により、S
34膜で覆われていない部分に300[nm]程度の
膜厚の熱酸化膜207を形成し、メモリセル間の分離を
行った(図14(c))。
Next, S was obtained by pyrogenic oxidation.
A thermal oxide film 207 having a thickness of about 300 [nm] was formed in a portion not covered with the i 3 N 4 film, and separation between memory cells was performed (FIG. 14C).

【0094】次に、熱リン酸水溶液によりSi34膜2
05および206を除去した後、二フッ化ホウ素(BF
2+)イオンをSi基板201に打ち込んで、パンチスル
ーストッパ領域208を形成し、続いてヒ素(As+)イ
オンをSi基板201に打ち込んで、ソース領域209
及びドレイン領域210を形成した(図14(d))。
Next, the Si 3 N 4 film 2 was heated with a hot phosphoric acid aqueous solution.
05 and 206, the boron difluoride (BF
2+ ) ions are implanted into the Si substrate 201 to form a punch-through stopper region 208. Subsequently, arsenic (As + ) ions are implanted into the Si substrate 201 to form a source region 209.
Then, a drain region 210 was formed (FIG. 14D).

【0095】次に、LPCVD法によりSiO2膜21
1を形成し、これを多結晶Si膜203の表面が露出す
るまで異方性エッチングした(図15(e))。
Next, the SiO 2 film 21 is formed by the LPCVD method.
1 and anisotropically etched until the surface of the polycrystalline Si film 203 was exposed (FIG. 15E).

【0096】次に、リンをドーピングした多結晶Si膜
212を40[nm]程度の膜厚で形成し、これを公知
のリソグラフィとドライエッチング技術により加工し
た。本メモリセルでは多結晶Si膜203と212の二
層により浮遊ゲート電極が構成される(図15(f))。
Next, a polycrystalline Si film 212 doped with phosphorus was formed to a thickness of about 40 [nm], which was processed by known lithography and dry etching techniques. In this memory cell, a floating gate electrode is formed by two layers of the polycrystalline Si films 203 and 212 (FIG. 15F).

【0097】次に、SiH2Cl2とN2Oを原料ガスと
したLPCVD法により、多結晶Si層間絶縁膜となる
SiO2膜213を10[nm]程度の膜厚で形成し
た。形成時の温度は750℃である(図15(g))。
Next, an SiO 2 film 213 serving as a polycrystalline Si interlayer insulating film was formed to a thickness of about 10 nm by LPCVD using SiH 2 Cl 2 and N 2 O as source gases. The temperature at the time of formation is 750 ° C. (FIG. 15 (g)).

【0098】その後、NH3雰囲気中で850℃の熱処
理を10分間行い、SiO2膜213中に窒素原子を導
入した(図15(g)に示す213は図15(h)に示す2
14となる)。
Thereafter, a heat treatment at 850 ° C. was performed for 10 minutes in an NH 3 atmosphere to introduce nitrogen atoms into the SiO 2 film 213 (213 shown in FIG. 15 (g) corresponds to 2 shown in FIG. 15 (h)).
14).

【0099】次に、リンをドーピングした多結晶Si膜
215を150[nm]程度の膜厚で形成し、これを公
知の技術により加工して制御ゲートを形成した(図16
(i))。
Next, a polycrystalline Si film 215 doped with phosphorus is formed to a thickness of about 150 [nm], and is processed by a known technique to form a control gate (FIG. 16).
(i)).

【0100】次に、ボロンとリンを含んだSiO膜2
16を形成し、これを850℃の窒素雰囲気中で熱処理
してリフローさせた。その後、SiO2膜216にソー
ス領域209、ドレイン領域210に至るコンタクト孔
を形成した(図示せず)。
Next, an SiO 2 film 2 containing boron and phosphorus
No. 16 was formed and heat-treated in a nitrogen atmosphere at 850 ° C. to cause reflow. Thereafter, a contact hole reaching the source region 209 and the drain region 210 was formed in the SiO 2 film 216 (not shown).

【0101】次に、スパッタ法により金属膜217を形
成し、これを加工して電極、配線とし、最後に水素雰囲
気中で熱処理を行ってメモリセルを完成した(図16
(j))。
Next, a metal film 217 is formed by a sputtering method, which is processed into electrodes and wirings, and finally heat-treated in a hydrogen atmosphere to complete a memory cell (FIG. 16).
(j)).

【0102】SiH2Cl2を原料ガスとしてSiO2
を形成し、これをNH3雰囲気中で熱処理をした膜を多
結晶Si層間絶縁膜に用いたコンタクトレスアレイ型フ
ラッシュメモリは、SiH4を原料ガスとしてSiO2
を形成し、これをNH3雰囲気中で熱処理した膜を用い
た場合に比べて、書換え後の電荷保持特性が向上した。
[0102] SiH 2 and Cl 2 and SiO 2 film was formed as the material gas, the contact-less array-type flash memory is used for the film polycrystalline Si interlayer insulating film where the heat treatment it in NH 3 atmosphere, the SiH 4 The charge retention characteristics after rewriting were improved as compared with the case where a SiO 2 film was formed as a source gas and this was heat-treated in an NH 3 atmosphere.

【0103】本実施形態によれば、SiH2Cl2を原料
ガスとしてSiO2膜を形成し、これをNH3雰囲気中で
熱処理した膜をコンタクトレスアレイ型フラッシュメモ
リの多結晶Si層間絶縁膜に用いることにより、従来技
術に比べて書換え後の電荷保持特性を向上できるという
効果がある。
According to the present embodiment, a SiO 2 film is formed using SiH 2 Cl 2 as a source gas, and a film heat-treated in an NH 3 atmosphere is used as a polycrystalline Si interlayer insulating film of a contactless array type flash memory. By using such a structure, there is an effect that the charge retention characteristics after rewriting can be improved as compared with the related art.

【0104】また、本実施形態において、実施形態3と
同様、多結晶Si層間絶縁膜に、SiH2Cl2を原料ガ
スとしてSiO2膜を形成し、NH3雰囲気中で熱処理し
た膜とSi34膜の積層膜を用いても、電荷保持特性の
向上が図れる。
[0104] Further, in the present embodiment, as in Embodiment 3, the polycrystalline Si interlayer insulating film, SiH 2 Cl 2 SiO 2 film is formed as a raw material gas, film and Si 3 heat-treated in a NH 3 atmosphere Even when a stacked film of N 4 films is used, the charge retention characteristics can be improved.

【0105】更に、Si34膜の有無に関係なく、NH
3雰囲気中での熱処理の後、ウエット酸化を行っても同
様の効果が得られる。
Further, regardless of the presence or absence of the Si 3 N 4 film, NH 3
The same effect can be obtained by performing wet oxidation after heat treatment in three atmospheres.

【0106】また、実施形態4と同様、多結晶Si層間
絶縁膜に、SiO2膜/Si34膜/SiO2膜(ONO
膜)を用い、これらのうちいずれかのSiO2膜をSi
2Cl2を原料ガスとして形成し、NH3雰囲気中で熱
処理しても、同様の効果が得られる。また、ONO膜を
形成した後、制御ゲートとなる多結晶Si膜107を形
成する前にSi34膜を形成しても、同様の効果が得ら
れる。また、ONO膜のいずれか一層のSiO2膜をS
iH2Cl2を用いて形成し、前記NH3雰囲気中の熱処
理を行った後、ウエット酸化を行なうと、電荷保持特性
の向上に対して更に大きな効果が得られる。
As in the fourth embodiment, a SiO 2 film / Si 3 N 4 film / SiO 2 film (ONO)
Film), and any one of these SiO 2 films is
The same effect can be obtained by forming H 2 Cl 2 as a source gas and performing heat treatment in an NH 3 atmosphere. The same effect can be obtained by forming an Si 3 N 4 film after forming the ONO film and before forming the polycrystalline Si film 107 serving as a control gate. Further, one of the SiO 2 films of the ONO film is
If a wet oxidation is performed after the heat treatment in the NH 3 atmosphere after the formation using iH 2 Cl 2 , an even greater effect can be obtained on the improvement of the charge retention characteristics.

【0107】なお、本発明の効果を、実施形態1から4
ではNOR型、実施形態5ではコンタクトレスアレイ型
の不揮発性半導体記憶装置のメモリセルを用いて説明し
たが、NAND型やDiNOR型やスプリットゲート型
のメモリセルであっても同様の効果が得られる。
Note that the effects of the present invention are described in the first to fourth embodiments.
In the fifth embodiment, the description has been made using the memory cell of the contactless array type nonvolatile semiconductor memory device in the fifth embodiment. However, the same effect can be obtained with a NAND type, DiNOR type, or split gate type memory cell. .

【0108】また、実施形態1から5では、本発明の効
果を第一のゲート電極を浮遊ゲート電極、第二のゲート
電極を制御ゲート電極として説明したが、第一、第二の
ゲート電極はこれに限定されるものではない。図17に
示すように、例えば、第一のゲート電極が浮遊ゲート電
極、第二のゲート電極が消去ゲート電極のメモリセルで
あっても同様の効果が得られる。本メモリセルでは、浮
遊ゲート電極104、制御ゲート電極107に加えて、
隣接する制御ゲートとの間に消去ゲート電極118を有
する。なお、図17はワード線に垂直な断面図で、紙面
に垂直な方向にチャネルが存在する(図示せず)。本メモ
リセルでは、書込みは基板101からゲート酸化膜10
3を通して浮遊ゲート電極104に電子を注入する。ま
た、消去は浮遊ゲート電極104から多結晶Si層間絶
縁膜116を通して消去ゲート電極118に電子を放出
する。従来の多結晶Si層間絶縁膜では、膜中に多量の
電子トラップが存在したため、書換え回数の増大ととも
にトンネル電流が減少し、消去時間が増大するという問
題があった。実施形態1から5に示したような、SiH
2Cl2を原料ガスとしてSiO2膜を形成し、これをN
3雰囲気中で熱処理した膜を多結晶Si層間絶縁膜1
16に用いると、膜中の電子トラップが減少する。その
結果、書換えにともなう消去時間の増大が抑制できる。
In the first to fifth embodiments, the effect of the present invention has been described with the first gate electrode as the floating gate electrode and the second gate electrode as the control gate electrode. It is not limited to this. As shown in FIG. 17, for example, a similar effect can be obtained even if the first gate electrode is a floating gate electrode and the second gate electrode is a memory cell having an erase gate electrode. In this memory cell, in addition to the floating gate electrode 104 and the control gate electrode 107,
An erase gate electrode 118 is provided between adjacent control gates. FIG. 17 is a cross-sectional view perpendicular to the word lines, and a channel exists in a direction perpendicular to the paper surface (not shown). In this memory cell, writing is performed from the substrate 101 to the gate oxide film 10.
3, electrons are injected into the floating gate electrode 104. For erasing, electrons are emitted from the floating gate electrode 104 to the erase gate electrode 118 through the polycrystalline Si interlayer insulating film 116. In a conventional polycrystalline Si interlayer insulating film, a large number of electron traps exist in the film, and therefore, there is a problem that the number of rewrites increases, the tunnel current decreases, and the erase time increases. SiH as shown in Embodiments 1 to 5
An SiO 2 film is formed using 2 Cl 2 as a source gas,
A film heat-treated in an H 3 atmosphere is converted to a polycrystalline Si interlayer insulating film 1
When used for 16, the number of electron traps in the film is reduced. As a result, an increase in the erasing time due to the rewriting can be suppressed.

【0109】また、前述の実施形態1から5において
は、二層のSi膜に多結晶Si膜を用いて説明したが、
非晶質のSi膜であっても同様の効果が得られる。
In the first to fifth embodiments, the description has been made using the polycrystalline Si film as the two-layer Si film.
Similar effects can be obtained even with an amorphous Si film.

【0110】(実施形態6)本実施形態では、半導体基
板内にソース及びドレインとなる拡散層が形成され、前
記半導体基板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形
成されたMOSFET(電界効果トランジスタ)におい
て、前記ゲート絶縁膜に、SiH2Cl2を原料ガスとし
てSiO2膜を形成し、これをNH3雰囲気中で熱処理し
た膜を用いた例について説明する。
(Embodiment 6) In this embodiment, a MOSFET (field-effect transistor) in which a diffusion layer serving as a source and a drain is formed in a semiconductor substrate and a gate electrode is formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film. 3), an example in which a SiO 2 film is formed on the gate insulating film using SiH 2 Cl 2 as a source gas and the SiO 2 film is heat-treated in an NH 3 atmosphere will be described.

【0111】MOSFETの製造方法について、図18
及び図19を用いて説明する。
FIG. 18 shows a method of manufacturing a MOSFET.
This will be described with reference to FIG.

【0112】単結晶Siからなる面方位(100)のn
型半導体基板301を用意し、その後、公知の選択酸化
法により素子分離用酸化膜302を形成する(図18
(a))。
N of plane orientation (100) made of single crystal Si
A mold semiconductor substrate 301 is prepared, and thereafter, an oxide film 302 for element isolation is formed by a known selective oxidation method.
(a)).

【0113】次に、SiH2Cl2とN2Oを原料ガスと
したLPCVD法によりSiO2膜303を形成する。
(図18(b))。
Next, an SiO 2 film 303 is formed by LPCVD using SiH 2 Cl 2 and N 2 O as source gases.
(FIG. 18 (b)).

【0114】次に、前記工程を行った直後に、850℃
のNH3雰囲気中で熱処理を施し、前記SiO2膜303
中に窒素原子を導入する(図18(b)に示す303は図
18(c)に示す304となる)。
Next, immediately after performing the above steps, at 850 ° C.
NH 3 heat-treated in an atmosphere of, the SiO 2 film 303
A nitrogen atom is introduced therein (303 shown in FIG. 18B becomes 304 shown in FIG. 18C).

【0115】次に、前記SiO2304上に、p型不純
物(例えばボロン)が導入された多結晶Si膜305を
150[nm]程度の膜で形成し、その後、前記多結晶
Si膜305上に、減圧化学気相成長法によりCVDS
iO2膜306を150[nm]程度の膜厚で形成す
る。(図18(d))。
Next, a polycrystalline Si film 305 into which a p-type impurity (for example, boron) is introduced is formed on the SiO 2 304 by a film of about 150 [nm]. And CVDS by low pressure chemical vapor deposition.
The iO 2 film 306 is formed with a thickness of about 150 [nm]. (FIG. 18D).

【0116】次に、前記CVDSiO2膜306、前記
多結晶Si膜305を公知のリソグラフィ技術とドライ
エッチング技術により加工し、ゲート電極を形成する
(図18(e))。
Next, the CVD SiO 2 film 306 and the polycrystalline Si film 305 are processed by a known lithography technique and a dry etching technique to form a gate electrode (FIG. 18E).

【0117】次に、前記ゲート電極を不純物導入用マス
クとして用い、p型不純物(例えばボロン)をイオン打
ち込み法で導入し、ソース領域307及びドレイン領域
308を形成する(図19(f))。
Next, using the gate electrode as a mask for introducing impurities, a p-type impurity (for example, boron) is introduced by ion implantation to form a source region 307 and a drain region 308 (FIG. 19F).

【0118】次に、前記ゲート電極上に、減圧化学気相
成長法により、CVDSiO2膜309を150[n
m]程度の膜厚で形成する。続いて、異方性ドライエッ
チング技術により前記CVDSiO2膜309をエッチ
ングしてゲート電極側壁に側壁絶縁膜310を形成する
(図19(g))。
Next, a CVD SiO 2 film 309 was formed on the gate electrode by low pressure chemical vapor deposition to a thickness of 150 [n].
m]. Subsequently, the CVD SiO 2 film 309 is etched by an anisotropic dry etching technique to form a sidewall insulating film 310 on a side wall of the gate electrode.
(FIG. 19 (g)).

【0119】次に、前記ゲート電極上を含むn型半導体
基板301の主面上の全面に、ボロンとリンを含んだS
iO2膜311を形成し、その後、前記SiO2膜311
にソース領域307、ドレイン領域308に至るコンタ
クト孔を形成する。
Next, the entire surface of the main surface of the n-type semiconductor substrate 301 including the surface of the gate electrode is doped with sulfur containing boron and phosphorus.
iO to form a 2 layer 311, then the SiO 2 film 311
Then, a contact hole reaching the source region 307 and the drain region 308 is formed.

【0120】次に、スパッタ法により金属膜312を形
成し、これを加工して電極、配線とした(図19(h))。
Next, a metal film 312 was formed by a sputtering method, and was processed into electrodes and wirings (FIG. 19H).

【0121】前記MOSFETは、ゲート絶縁膜とし
て、熱酸化膜を用いた場合や、SiH4とN2Oを原料ガ
スとしてSiO2膜を形成し、これをNH3雰囲気中で熱
処理した膜を用いた場合に比べて、ホットキャリア耐性
が向上した。
The MOSFET employs a case where a thermal oxide film is used as a gate insulating film, or a film obtained by forming an SiO 2 film using SiH 4 and N 2 O as source gases and heat-treating the SiO 2 film in an NH 3 atmosphere. Hot carrier resistance was improved compared to the case where

【0122】本実施形態によれば、半導体基板内にソー
ス及びドレインとなる拡散層が形成され、前記半導体基
板上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成されたM
OSFETにおいて、前記ゲート絶縁膜に、SiH2
2を原料ガスとしてSiO2膜を形成し、これをNH3
雰囲気中で熱処理をした膜を用いることによって、ホッ
トキャリア耐性を向上できるという効果がある。
According to this embodiment, a diffusion layer serving as a source and a drain is formed in a semiconductor substrate, and a gate electrode is formed on the semiconductor substrate via a gate insulating film.
In the OSFET, SiH 2 C is formed on the gate insulating film.
SiO 2 film is formed to l 2 as a source gas, NH 3 it
Use of a film that has been heat-treated in an atmosphere has the effect of improving hot carrier resistance.

【0123】(実施形態7)本実施形態では、多結晶S
i膜を能動層とするMOSFET(電界効果トランジス
タ)のゲート絶縁膜に、SiH2Cl2を原料ガスとした
LPCVD法でSiO2膜を形成し、これをNH3雰囲気
中で熱処理した膜を用いた例について説明する。なお、
本実施形態において、ゲート絶縁膜とは能動層とゲート
電極との間に設けられた絶縁膜のことをいう。
(Embodiment 7) In this embodiment, the polycrystalline S
A SiO 2 film is formed on a gate insulating film of a MOSFET (field effect transistor) having an i film as an active layer by LPCVD using SiH 2 Cl 2 as a source gas, and a film heat-treated in an NH 3 atmosphere is used. An example will be described. In addition,
In this embodiment, a gate insulating film refers to an insulating film provided between an active layer and a gate electrode.

【0124】MOSFETの作成手順を図20及び図2
1に示す。
FIG. 20 and FIG.
It is shown in FIG.

【0125】まず、単結晶Siからなる面方位(10
0)のn型半導体基板401を用意し、その後、熱酸化
処理を施して、前記n型半導体基板401の主面上にS
iO2膜402を形成する(図20(a))。
First, the plane orientation (10
0), an n-type semiconductor substrate 401 is prepared.
An iO 2 film 402 is formed (FIG. 20A).

【0126】次に、前記SiO2膜402上にMOSF
ETの能動層となる多結晶Si膜403を形成する(図
20(b))。
Next, a MOSF is formed on the SiO 2 film 402.
A polycrystalline Si film 403 serving as an active layer of ET is formed (FIG. 20B).

【0127】次に、前記SiO2膜403上に、ゲート
絶縁膜として用いるSiO2膜404を例えば8[n
m]程度の膜厚で形成する。SiO2膜404の形成
は、SiH2Cl2とN2Oを原料ガスとするLPCVD
法で行い、膜中に塩素原子が存在するようにする。(図
20(c))。
Next, an SiO 2 film 404 to be used as a gate insulating film is formed on the SiO 2 film 403 by, for example, 8 [n].
m]. The SiO 2 film 404 is formed by LPCVD using SiH 2 Cl 2 and N 2 O as source gases.
Method so that chlorine atoms are present in the film. (FIG. 20 (c)).

【0128】次に、前記工程を行った直後に、850℃
のNH3囲気中で熱処理を施し、前記SiO2膜404中
に窒素原子を導入する(図20(c)に示す404は図2
0(d)に示す405となる)。
Next, immediately after performing the above steps, at 850 ° C.
Is performed in an NH 3 atmosphere to introduce nitrogen atoms into the SiO 2 film 404 (404 shown in FIG.
0 (d) becomes 405).

【0129】次に、前記SiO2膜405上に、p型不
純物(例えばボロン)が導入された多結晶Si膜406
を形成する(図21(e))。
Next, on the SiO 2 film 405, a polycrystalline Si film 406 into which a p-type impurity (for example, boron) is introduced.
Is formed (FIG. 21E).

【0130】次に、前記多結晶Si膜406を公知のリ
ソグラフィ技術とドライエッチング技術により加工し、
ゲート電極を形成する(図21(f))。
Next, the polycrystalline Si film 406 is processed by known lithography and dry etching techniques.
A gate electrode is formed (FIG. 21F).

【0131】次に、前記ゲート電極406を不純物導入
用マスクとして用い、前記多結晶Si膜403にp型不
純物(例えばボロン)をイオン打ち込み法で導入し、ソ
ース領域407及びドレイン領域408を形成する。こ
の工程において、MOSFETが形成される(図21
(g))。
Next, using the gate electrode 406 as an impurity introduction mask, a p-type impurity (for example, boron) is introduced into the polycrystalline Si film 403 by ion implantation to form a source region 407 and a drain region 408. . In this step, a MOSFET is formed (FIG. 21).
(g)).

【0132】次に、前記ゲート電極406上を含むn型
半導体基板401の主面上の全面に、ボロンとリンを含
んだSiO2膜409を形成し、その後、前記SiO2
409にソース領域407、ドレイン領域408に至る
コンタクト孔を形成する。
Next, an SiO 2 film 409 containing boron and phosphorus is formed on the entire surface of the main surface of the n-type semiconductor substrate 401 including the surface of the gate electrode 406, and then a source region is formed on the SiO 2 film 409. 407, a contact hole reaching the drain region 408 is formed.

【0133】次に、スパッタ法により金属膜410を形
成し、これを加工して電極、配線とした(図21(h))。
Next, a metal film 410 was formed by a sputtering method, and this was processed into electrodes and wirings (FIG. 21H).

【0134】前記MOSFETは、ゲート絶縁膜とし
て、熱酸化膜を用いた場合や、SiH4とN2Oを原料ガ
スとしてSiO2膜を形成し、これをNH3雰囲気中で熱
処理した膜を用いた場合に比べて、待機時のリーク電流
が低減された。併せて動作時の電流が増加した。この結
果、高いオン/オフ比が得られた。
The MOSFET employs a case where a thermal oxide film is used as a gate insulating film, or a film obtained by forming an SiO 2 film using SiH 4 and N 2 O as a source gas and heat-treating the SiO 2 film in an NH 3 atmosphere. Leakage current during standby was reduced as compared with the case where At the same time, the operating current increased. As a result, a high on / off ratio was obtained.

【0135】本実施形態によれば、多結晶Si膜を能動
層とするMOSFETのゲート絶縁膜として、SiH2
Cl2を原料ガスとしてSiO2膜を形成し、これをNH
3雰囲気中で熱処理した膜を用いることによって、MO
SFETのオン/オフ比を向上できるという効果があ
る。
According to this embodiment, SiH 2 is used as a gate insulating film of a MOSFET having a polycrystalline Si film as an active layer.
A SiO 2 film is formed using Cl 2 as a source gas,
By using a film heat-treated in 3 atmospheres, MO
There is an effect that the on / off ratio of the SFET can be improved.

【0136】なお、本実施形態においては、半導体基板
上にSiO2膜を介在して多結晶Si膜を能動層とする
MOSFETを形成したが、例えば液晶ディスプレイ駆
動用のMOSFETのように、ガラス基板上に形成して
も同様の効果が得られる。
In this embodiment, the MOSFET using the polycrystalline Si film as the active layer is formed on the semiconductor substrate with the SiO 2 film interposed therebetween. The same effect can be obtained even if it is formed above.

【0137】また、本実施形態では、下層の多結晶Si
膜を能動層とし、上層の多結晶Si膜をゲート電極とす
るMOSFETについて説明したが、下層の多結晶Si
膜をゲート電極とし、上層の多結晶Si膜を能動層とす
るMOSFETにおいても同様の効果が得られる。
In this embodiment, the lower polycrystalline Si
The MOSFET using the film as an active layer and the upper polycrystalline Si film as a gate electrode has been described.
Similar effects can be obtained in a MOSFET in which the film is used as a gate electrode and the upper polycrystalline Si film is used as an active layer.

【0138】また、実施形態6及び実施形態7におい
て、SiH2Cl2を原料ガスとしてSiO2膜を形成
し、これをNH3雰囲気中で熱処理した後、ウエット酸
化を行なうと、更に高い効果が得られる。
Further, in Embodiments 6 and 7, when a SiO 2 film is formed using SiH 2 Cl 2 as a source gas, this is heat-treated in an NH 3 atmosphere, and then wet oxidation is performed, a further higher effect is obtained. can get.

【0139】また、前述の実施形態6及び実施形態7に
おいては、pチャネル導電型のMOSFETについて説
明したが、nチャネル導電型のMOSFETにおいても
同様の効果が得られる。
In the sixth and seventh embodiments, the p-channel conductive type MOSFET has been described. However, the same effect can be obtained in the n-channel conductive type MOSFET.

【0140】また、前述の実施形態6及び実施形態7に
おいては、ゲート電極として多結晶Si膜を用いて説明
したが、非晶質のSi膜においても同様の効果が得られ
る。
In the sixth and seventh embodiments, a polycrystalline Si film has been described as a gate electrode. However, similar effects can be obtained with an amorphous Si film.

【0141】また、実施形態1から7においては、Si
2膜の形成の際、SiH2Cl2とN2Oを原料ガスに用
いたが、N2OにかえてNOやNO2を用いても同様の効
果が得られる。また、本発明の効果が得られる範囲であ
れば他のガスを用いてもよい。
In the first to seventh embodiments, Si
In forming the O 2 film, SiH 2 Cl 2 and N 2 O were used as source gases, but the same effect can be obtained by using NO or NO 2 instead of N 2 O. Further, other gases may be used as long as the effects of the present invention can be obtained.

【0142】以上、本発明者によってなされた発明を、
前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、
前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論で
ある。
As described above, the invention made by the present inventors is described below.
Although specifically described based on the embodiment, the present invention
It is needless to say that the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified without departing from the scope of the invention.

【0143】例えば、本発明は、下層の多結晶Si膜又
は非晶質Si膜を下部電極とし、上層の多結晶Si膜又
は非晶質Si膜を上部電極とし、これらの間のSiO2
を誘電体膜とする容量素子を有する半導体装置に適用し
てもよい。この場合、容量素子の電荷保持特性の向上が
図れる。
For example, according to the present invention, a lower polycrystalline Si film or an amorphous Si film is used as a lower electrode, an upper polycrystalline Si film or an amorphous Si film is used as an upper electrode, and SiO 2 between them is used.
May be applied to a semiconductor device having a capacitive element using as a dielectric film. In this case, the charge retention characteristics of the capacitor can be improved.

【0144】また、本発明は、フラッシュメモリを有す
るメモリセルアレイ部を備えたワンチップ・マイクロコ
ンピュータ(半導体装置)に適用してもよい。
The present invention may be applied to a one-chip microcomputer (semiconductor device) provided with a memory cell array having a flash memory.

【0145】[0145]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
The effects obtained by the representative ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0146】フラッシュメモリの電荷保持特性を向上で
きる。
The charge retention characteristics of the flash memory can be improved.

【0147】また、半導体装置に搭載される電界効果ト
ランジスタの性能を向上できる。
In addition, the performance of a field effect transistor mounted on a semiconductor device can be improved.

【0148】また、半導体装置に搭載される容量素子の
電荷保持特性を向上できる。
In addition, the charge retention characteristics of a capacitor mounted on a semiconductor device can be improved.

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

【図1】本発明の実施形態1であるフラッシュメモリの
製造方法を説明するための図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a method for manufacturing a flash memory according to a first embodiment of the present invention.

【図2】前記フラッシュメモリの製造方法を説明するた
めの図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method of manufacturing the flash memory.

【図3】しきい値電圧の低下を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a decrease in threshold voltage.

【図4】層間絶縁膜のトラップ電荷量を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a trap charge amount of an interlayer insulating film.

【図5】本発明の実施形態2であるフラッシュメモリの
製造方法を説明するための図である。
FIG. 5 is a view for explaining a method for manufacturing a flash memory according to the second embodiment of the present invention;

【図6】前記フラッシュメモリの製造方法を説明するた
めの図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a method of manufacturing the flash memory.

【図7】前記フラッシュメモリの製造方法を説明するた
めの図である。
FIG. 7 is a view illustrating a method for manufacturing the flash memory.

【図8】本発明の実施形態3であるフラッシュメモリの
製造方法を説明するための図である。
FIG. 8 is a view illustrating a method of manufacturing a flash memory according to Embodiment 3 of the present invention;

【図9】前記フラッシュメモリの製造方法を説明するた
めの図である。
FIG. 9 is a view illustrating a method of manufacturing the flash memory.

【図10】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための図である。
FIG. 10 is a view illustrating a method for manufacturing the flash memory.

【図11】本発明の実施形態4であるフラッシュメモリ
の製造方法を説明するための図である。
FIG. 11 is a view illustrating a method of manufacturing a flash memory according to Embodiment 4 of the present invention;

【図12】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための図である。
FIG. 12 is a view illustrating a method for manufacturing the flash memory.

【図13】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための図である。
FIG. 13 is a view illustrating a method of manufacturing the flash memory.

【図14】本発明の実施形態5であるフラッシュメモリ
の製造方法を説明するための図である。
FIG. 14 is a view illustrating a method of manufacturing the flash memory according to the fifth embodiment of the present invention.

【図15】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための図である。
FIG. 15 is a view illustrating a method of manufacturing the flash memory.

【図16】前記フラッシュメモリの製造方法を説明する
ための図である。
FIG. 16 is a view illustrating a method for manufacturing the flash memory.

【図17】消去ゲート電極を有するフラッシュメモリを
示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a flash memory having an erase gate electrode.

【図18】本発明の実施形態6であるMOSFETの製
造方法を説明するための図である。
FIG. 18 is a view illustrating a method for manufacturing the MOSFET according to the sixth embodiment of the present invention.

【図19】前記MOSFETの製造方法を説明するため
の図である。
FIG. 19 is a view illustrating a method of manufacturing the MOSFET.

【図20】本発明の実施形態7であるMOSFETの製
造方法を説明するための図である。
FIG. 20 is a view illustrating a method for manufacturing the MOSFET according to the seventh embodiment of the present invention.

【図21】前記MOSFETの製造方法を説明するため
の図。
FIG. 21 is a diagram illustrating a method for manufacturing the MOSFET.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…p型基板、102…素子分離用酸化膜、103
…ゲート酸化膜、104、107、118…リンをドー
ピングした多結晶Si膜、105、115…CVDSi
2膜、106、116…NH3熱処理後のCVDSiO
2膜、108…パンチスルーストッパ領域、109…ソ
ース領域、110…ドレイン領域、111…ボロンとリ
ンを含有したSiO2膜、112…金属膜、113…N
3熱処理及びウエット酸化後のCVDSiO2膜、11
4…Si34膜 115…浮遊ゲート電極−制御ゲート電極間の多結晶S
i層間絶縁膜 116…浮遊ゲート電極−制御ゲート電極間の多結晶S
i層間絶縁膜 117…チャネル反転防止用SiO2膜、201…p型
基板、202…ゲート絶縁膜、203、212、215
…リンをドーピングした多結晶Si膜、207…素子分
離用酸化膜、208…パンチスルーストッパ領域、20
9…ソース領域、210…ドレイン領域、211…CV
DSiO2膜、213…CVDSiO2膜、214…N
3熱処理後のCVDSiO2膜、216…ボロンとリン
を含有したSiO2膜、217…金属膜 301…n型基板、302…素子分離用酸化膜 303…CVDSiO2膜、304…NH3熱処理後の
CVDSiO2膜、305…多結晶Si膜、306、3
09、310…CVDSiO2膜、307…ソース領
域、308…ドレイン領域、311…ボロンとリンを含
有したSiO2膜、312…金属膜 401…n型基板、402…SiO2膜、403、40
6…多結晶Si膜、404…CVDSiO2膜、405
…NH3熱処理後のCVDSiO2膜、407…ソース領
域、408…ドレイン領域、409…ボロンとリンを含
有したSiO2膜、410…金属膜
101: p-type substrate, 102: oxide film for element isolation, 103
... Gate oxide film, 104, 107, 118 ... Polycrystalline Si film doped with phosphorus, 105, 115 ... CVDSi
O 2 film, 106, 116... CVD SiO after NH 3 heat treatment
2 film, 108: punch-through stopper region, 109: source region, 110: drain region, 111: SiO 2 film containing boron and phosphorus, 112: metal film, 113: N
CVD SiO 2 film after H 3 heat treatment and wet oxidation, 11
4 ... Si 3 N 4 film 115 ... floating gate electrode - polycrystalline S between the control gate electrode
i interlayer insulating film 116: polycrystalline S between floating gate electrode and control gate electrode
i interlayer insulating film 117: SiO 2 film for preventing channel inversion, 201: p-type substrate, 202: gate insulating film, 203, 212, 215
... A polycrystalline Si film doped with phosphorus, 207 an oxide film for element isolation, 208 a punch-through stopper region, 20
9: source region, 210: drain region, 211: CV
DSiO2 film, 213 ... CVD SiO2 film, 214 ... N
H 3 after heat treatment of the CVD SiO 2 film, 216 ... SiO 2 film containing boron and phosphorus, 217 ... metal film 301 ... n-type substrate, 302 ... isolation oxide film 303 ... CVD SiO2 film, 304 ... NH 3 after heat treatment CVD SiO 2 film, 305: polycrystalline Si film, 306, 3
09, 310: CVD SiO 2 film, 307: source region, 308: drain region, 311: SiO 2 film containing boron and phosphorus, 312: metal film 401: n-type substrate, 402: SiO 2 film, 403, 40
6 ... polycrystalline Si film, 404 ... CVD SiO2 film, 405
... CVD SiO 2 film after NH 3 heat treatment, 407 source region, 408 drain region, 409 SiO 2 film containing boron and phosphorus, 410 metal film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/786 21/336 // H01L 21/318 (72)発明者 小林 孝 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 峰 利之 東京都国分寺市東恋ケ窪一丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 植村 俊雄 東京都小平市上水本町5丁目22番1号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 Fターム(参考) 5F001 AA01 AA41 AA43 AA63 AB07 AB08 AD15 AD18 AD23 AF06 AF07 AG10 AG12 AG21 AG29 AG30 AG31 AG32 AH04 5F040 DA18 DA19 DB09 EA08 EC07 ED03 EJ04 EK02 FA12 5F058 BA11 BA20 BB04 BC02 BC11 BD02 BD03 BD09 BF04 BH02 BH11 5F083 AD11 BS29 EP02 EP23 EP64 ER22 GA21 GA30 JA32 JA33 PR03 PR05 PR12 PR21 PR33 PR36 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 29/786 21/336 // H01L 21/318 (72) Inventor Takashi Kobayashi 1-chome Higashi Koigakubo, Kokubunji-shi, Tokyo 280 Hitachi Central Research Laboratory Co., Ltd. (72) Toshiyuki Mine 1-chome Higashi Koikekubo, Kokubunji-shi, Tokyo 280 Hitachi Central Co., Ltd. (72) Inventor Toshio Uemura 5--22 Kamimizuhoncho, Kodaira-shi, Tokyo No. 1 F-term in Hitachi Ultra-LII Systems Inc. (reference) 5F001 AA01 AA41 AA43 AA63 AB07 AB08 AD15 AD18 AD23 AF06 AF07 AG10 AG12 AG21 AG29 AG30 AG31 AG32 AH04 5F040 DA18 DA19 DB09 EA08 EC07 ED03 EJ04 EK02 FA12 5F058 BA11 BA20 BB04 BC02 BC11 BD02 BD03 BD09 BF04 BH02 BH11 5F083 AD11 BS29 EP02 EP23 EP64 ER22 GA21 GA30 JA32 JA33 PR03 PR0 5 PR12 PR21 PR33 PR36

Claims (26)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板の主面上に二層のシリコン膜
が存在し、前記二層のシリコン膜の間に酸化シリコン膜
が存在する半導体装置の製造方法であって、 下層のシリコン膜を形成し、ジクロルシランを原料ガス
とした減圧化学気相成長法により酸化シリコン膜を形成
し、その直後に前記酸化シリコン膜にアンモニア雰囲気
中で熱処理を施し、続いて上層のシリコン膜を形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a two-layered silicon film on a main surface of a semiconductor substrate; and a silicon oxide film between the two-layered silicon film. Forming a silicon oxide film by a reduced pressure chemical vapor deposition method using dichlorosilane as a source gas, and immediately thereafter, performing a heat treatment on the silicon oxide film in an ammonia atmosphere, and subsequently forming an upper silicon film. A method for manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】 半導体基板の主面上に二層のシリコン膜
が存在し、前記二層のシリコン膜の間に酸化シリコン膜
が存在する半導体装置の製造方法であって、 下層のシリコン膜を形成し、ジクロルシランを原料ガス
とした減圧化学気相成長法により酸化シリコン膜を形成
し、その直後に前記酸化シリコン膜にアンモニア雰囲気
中で熱処理を施し、その後、減圧化学気相成長法により
窒化シリコン膜を形成し、続いて上層のシリコン膜を形
成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a two-layer silicon film on a main surface of a semiconductor substrate; and a silicon oxide film between the two-layer silicon film. And forming a silicon oxide film by a reduced pressure chemical vapor deposition method using dichlorosilane as a source gas. Immediately thereafter, the silicon oxide film is subjected to a heat treatment in an ammonia atmosphere. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a film, and subsequently forming an upper silicon film.
【請求項3】 前記酸化シリコン膜にアンモニア雰囲気
中で熱処理を施した後に、ウエット酸化を行うことを特
徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体装置の製
造方法。
3. The method according to claim 1, wherein a wet oxidation is performed after the silicon oxide film is subjected to a heat treatment in an ammonia atmosphere.
【請求項4】 前記二層のシリコン膜の一方が不揮発性
記憶素子の浮遊ゲート電極、他方が制御ゲート電極であ
ることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうち何れか
一項に記載の半導体装置の製造方法。
4. The device according to claim 1, wherein one of the two silicon layers is a floating gate electrode of the nonvolatile memory element and the other is a control gate electrode. Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項5】 前記二層のシリコン膜の一方が不揮発性
記憶素子の浮遊ゲート電極、他方が消去ゲート電極であ
ることを特徴とする請求項1乃至請求項3のうち何れか
一項に記載の半導体装置の製造方法。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein one of the two silicon films is a floating gate electrode of the nonvolatile memory element, and the other is an erase gate electrode. Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項6】 半導体基板内にソース及びドレインとな
る拡散層が形成され、前記半導体基板上に絶縁膜を介し
て第一のゲート電極が形成され、前記第一のゲート電極
上に絶縁膜を介して第二のゲート電極が形成された不揮
発性記憶素子を有する半導体装置の製造方法であって、 第一のゲート電極となるシリコン膜を形成し、これを所
望の形状に加工した後、ジクロルシランを原料ガスとし
た減圧化学気相成長法により酸化シリコン膜を形成し、
その直後に前記酸化シリコン膜にアンモニア雰囲気中で
熱処理を施し、続いて第二のゲート電極となるシリコン
膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
6. A diffusion layer serving as a source and a drain is formed in a semiconductor substrate, a first gate electrode is formed on the semiconductor substrate via an insulating film, and an insulating film is formed on the first gate electrode. A method for manufacturing a semiconductor device having a non-volatile memory element having a second gate electrode formed therethrough, comprising: forming a silicon film to be a first gate electrode; processing the silicon film into a desired shape; A silicon oxide film by low pressure chemical vapor deposition using
Immediately thereafter, a heat treatment is performed on the silicon oxide film in an ammonia atmosphere, and subsequently, a silicon film serving as a second gate electrode is formed.
【請求項7】 半導体基板内にソース及びドレインとな
る拡散層が形成され、前記半導体基板上に絶縁膜を介し
て第一のゲート電極が形成され、前記第一のゲート電極
上に絶縁膜を介して第二のゲート電極が形成された不揮
発性記憶素子を有する半導体装置の製造方法であって、 第一のゲート電極となるシリコン膜を形成し、これを所
望の形状に加工した後、ジクロルシランを原料ガスとし
た減圧化学気相成長法により酸化シリコン膜を形成し、
その直後に前記酸化シリコン膜にアンモニア雰囲気中で
熱処理を施し、その後、減圧化学気相成長法により窒化
シリコン膜を形成し、続いて第二のゲート電極となるシ
リコン膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造
方法。
7. A diffusion layer serving as a source and a drain is formed in a semiconductor substrate, a first gate electrode is formed on the semiconductor substrate via an insulating film, and an insulating film is formed on the first gate electrode. A method of manufacturing a semiconductor device having a non-volatile memory element having a second gate electrode formed therethrough, comprising: forming a silicon film to be a first gate electrode; processing the silicon film into a desired shape; A silicon oxide film by low pressure chemical vapor deposition using
Immediately thereafter, the silicon oxide film is subjected to a heat treatment in an ammonia atmosphere, and thereafter, a silicon nitride film is formed by a low pressure chemical vapor deposition method, and subsequently, a silicon film to be a second gate electrode is formed. Semiconductor device manufacturing method.
【請求項8】 前記酸化シリコン膜にアンモニア雰囲気
中で熱処理を施した後に、ウエット酸化を行うことを特
徴とする請求項6又は請求項7に記載の半導体装置の製
造方法。
8. The method according to claim 6, wherein a wet oxidation is performed after the silicon oxide film is subjected to a heat treatment in an ammonia atmosphere.
【請求項9】 半導体基板内にソース及びドレインとな
る拡散層が形成され、前記半導体基板上に絶縁膜を介し
て第一のゲート電極が形成され、前記第一のゲート電極
上に絶縁膜を介して第二のゲート電極が形成された不揮
発性記憶素子を有する半導体装置の製造方法であって、 第一のゲート電極となるシリコン膜を形成し、これを所
望の形状に加工した後、ジクロルシランを原料ガスとし
た減圧化学気相成長法により酸化シリコン膜を形成し、
その直後に前記酸化シリコン膜にアンモニア雰囲気中で
熱処理を施し、その後、減圧化学気相成長法により窒化
シリコン膜を形成し、その後、酸化シリコン膜を形成
し、続いて第二のゲート電極となるシリコン膜を形成す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
9. A diffusion layer serving as a source and a drain is formed in a semiconductor substrate, a first gate electrode is formed on the semiconductor substrate via an insulating film, and an insulating film is formed on the first gate electrode. A method of manufacturing a semiconductor device having a non-volatile memory element having a second gate electrode formed therethrough, comprising: forming a silicon film to be a first gate electrode; processing the silicon film into a desired shape; A silicon oxide film by low pressure chemical vapor deposition using
Immediately thereafter, the silicon oxide film is subjected to a heat treatment in an ammonia atmosphere, and thereafter, a silicon nitride film is formed by a low pressure chemical vapor deposition method, and thereafter, a silicon oxide film is formed, and then a second gate electrode is formed. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising forming a silicon film.
【請求項10】 半導体基板内にソース及びドレインと
なる拡散層が形成され、前記半導体基板上に絶縁膜を介
して第一のゲート電極が形成され、前記第一のゲート電
極上に絶縁膜を介して第二のゲート電極が形成された不
揮発性記憶素子を有する半導体装置の製造方法であっ
て、 第一のゲート電極となるシリコン膜を形成し、これを所
望の形状に加工した後、ジクロルシランを原料ガスとし
た減圧化学気相成長法により酸化シリコン膜を形成し、
その直後に前記酸化シリコン膜にアンモニア雰囲気中で
熱処理を施し、その後、減圧化学気相成長法により窒化
シリコン膜を形成し、その後、酸化シリコン膜を形成
し、その後、減圧化学気相成長法により窒化シリコン膜
を形成し、続いて第二のゲート電極となるシリコン膜を
形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
10. A diffusion layer serving as a source and a drain is formed in a semiconductor substrate, a first gate electrode is formed on the semiconductor substrate via an insulating film, and an insulating film is formed on the first gate electrode. A method of manufacturing a semiconductor device having a non-volatile memory element having a second gate electrode formed therethrough, comprising: forming a silicon film to be a first gate electrode; processing the silicon film into a desired shape; A silicon oxide film by low pressure chemical vapor deposition using
Immediately thereafter, the silicon oxide film is subjected to a heat treatment in an ammonia atmosphere, and thereafter, a silicon nitride film is formed by a reduced pressure chemical vapor deposition method, and then, a silicon oxide film is formed, and then, a low pressure chemical vapor deposition method is used. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a silicon nitride film; and subsequently forming a silicon film to be a second gate electrode.
【請求項11】 半導体基板内にソース及びドレインと
なる拡散層が形成され、前記半導体基板上に絶縁膜を介
して第一のゲート電極が形成され、前記第一のゲート電
極上に絶縁膜を介して第二のゲート電極が形成された不
揮発性記憶素子を有する半導体装置の製造方法であっ
て、 第一のゲート電極となるシリコン膜を形成し、これを所
望の形状に加工した後、ジクロルシランを原料ガスとし
た減圧化学気相成長法により酸化シリコン膜を形成し、
その直後に前記酸化シリコン膜にアンモニア雰囲気中で
熱処理を施し、その後、減圧化学気相成長法により窒化
シリコン膜を形成し、その後、ジクロルシランを原料ガ
スとした減圧化学気相成長法により酸化シリコン膜を形
成し、その直後に前記酸化シリコン膜にアンモニア雰囲
気中で熱処理を施し、続いて第二のゲート電極となるシ
リコン膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造
方法。
11. A diffusion layer serving as a source and a drain is formed in a semiconductor substrate, a first gate electrode is formed on the semiconductor substrate via an insulating film, and an insulating film is formed on the first gate electrode. A method of manufacturing a semiconductor device having a non-volatile memory element having a second gate electrode formed therethrough, comprising: forming a silicon film to be a first gate electrode; processing the silicon film into a desired shape; A silicon oxide film by low pressure chemical vapor deposition using
Immediately thereafter, the silicon oxide film is subjected to a heat treatment in an ammonia atmosphere, and thereafter, a silicon nitride film is formed by a reduced pressure chemical vapor deposition method, and then the silicon oxide film is formed by a reduced pressure chemical vapor deposition method using dichlorosilane as a source gas. And immediately after that, a heat treatment is performed on the silicon oxide film in an ammonia atmosphere, and subsequently, a silicon film to be a second gate electrode is formed.
【請求項12】 半導体基板内にソース及びドレインと
なる拡散層が形成され、前記半導体基板上に絶縁膜を介
して第一のゲート電極が形成され、前記第一のゲート電
極上に絶縁膜を介して第二のゲート電極が形成された不
揮発性記憶素子を有する半導体装置の製造方法であっ
て、 第一のゲート電極となるシリコン膜を形成し、これを所
望の形状に加工した後、ジクロルシランを原料ガスとし
た減圧化学気相成長法により酸化シリコン膜を形成し、
その直後に前記酸化シリコン膜にアンモニア雰囲気中で
熱処理を施し、その後、減圧化学気相成長法により窒化
シリコン膜を形成し、その後、ジクロルシランを原料ガ
スとした減圧化学気相成長法により酸化シリコン膜を形
成し、その直後に前記酸化シリコン膜にアンモニア雰囲
気中で熱処理を施し、その後、減圧化学気相成長法によ
り窒化シリコン膜を形成し、続いて第二のゲート電極と
なるシリコン膜を形成することを特徴とする半導体装置
の製造方法。
12. A diffusion layer serving as a source and a drain is formed in a semiconductor substrate, a first gate electrode is formed on the semiconductor substrate via an insulating film, and an insulating film is formed on the first gate electrode. A method for manufacturing a semiconductor device having a non-volatile memory element having a second gate electrode formed therethrough, comprising: forming a silicon film to be a first gate electrode; processing the silicon film into a desired shape; A silicon oxide film by low pressure chemical vapor deposition using
Immediately thereafter, the silicon oxide film is subjected to a heat treatment in an ammonia atmosphere, and thereafter, a silicon nitride film is formed by a reduced pressure chemical vapor deposition method, and then the silicon oxide film is formed by a reduced pressure chemical vapor deposition method using dichlorosilane as a source gas. Immediately thereafter, the silicon oxide film is subjected to a heat treatment in an ammonia atmosphere, and thereafter, a silicon nitride film is formed by a low pressure chemical vapor deposition method, and then a silicon film to be a second gate electrode is formed. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項13】 半導体基板内にソース及びドレインと
なる拡散層が形成され、前記半導体基板上に絶縁膜を介
して第一のゲート電極が形成され、前記第一のゲート電
極上に絶縁膜を介して第二のゲート電極が形成された不
揮発性記憶素子を有する半導体装置の製造方法であっ
て、 第一のゲート電極となるシリコン膜を形成し、これを所
望の形状に加工した後、酸化シリコン膜を形成し、その
後、減圧化学気相成長法により窒化シリコン膜を形成
し、その後、ジクロルシランを原料ガスとした減圧化学
気相成長法により酸化シリコン膜を形成し、その直後に
前記酸化シリコン膜にアンモニア雰囲気中で熱処理を施
し、続いて第二のゲート電極となるシリコン膜を形成す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
13. A diffusion layer serving as a source and a drain is formed in a semiconductor substrate, a first gate electrode is formed on the semiconductor substrate via an insulating film, and an insulating film is formed on the first gate electrode. A method of manufacturing a semiconductor device having a non-volatile memory element having a second gate electrode formed therethrough, comprising: forming a silicon film to be a first gate electrode; processing the silicon film into a desired shape; A silicon film is formed, then a silicon nitride film is formed by a low pressure chemical vapor deposition method, and then a silicon oxide film is formed by a low pressure chemical vapor deposition method using dichlorosilane as a source gas. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: subjecting a film to a heat treatment in an ammonia atmosphere, and subsequently forming a silicon film to be a second gate electrode.
【請求項14】 半導体基板内にソース及びドレインと
なる拡散層が形成され、前記半導体基板上に絶縁膜を介
して第一のゲート電極が形成され、前記第一のゲート電
極上に絶縁膜を介して第二のゲート電極が形成された不
揮発性記憶素子を有する半導体装置の製造方法であっ
て、 第一のゲート電極となるシリコン膜を形成し、これを所
望の形状に加工した後、酸化シリコン膜を形成し、その
後、減圧化学気相成長法により窒化シリコン膜を形成
し、その後、ジクロルシランを原料ガスとした減圧化学
気相成長法により酸化シリコン膜を形成し、その直後に
前記酸化シリコン膜にアンモニア雰囲気中で熱処理を施
し、その後、減圧化学気相成長法により窒化シリコン膜
を形成し、続いて第二のゲート電極となるシリコン膜を
形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
14. A diffusion layer serving as a source and a drain is formed in a semiconductor substrate, a first gate electrode is formed on the semiconductor substrate via an insulating film, and an insulating film is formed on the first gate electrode. A method of manufacturing a semiconductor device having a non-volatile memory element having a second gate electrode formed therethrough, comprising: forming a silicon film to be a first gate electrode; processing the silicon film into a desired shape; A silicon film is formed, then a silicon nitride film is formed by a low pressure chemical vapor deposition method, and then a silicon oxide film is formed by a low pressure chemical vapor deposition method using dichlorosilane as a source gas. The film is subjected to a heat treatment in an ammonia atmosphere, and thereafter, a silicon nitride film is formed by a low pressure chemical vapor deposition method, and subsequently, a silicon film to be a second gate electrode is formed. The method of manufacturing a semiconductor device according to.
【請求項15】 前記アンモニア雰囲気での熱処理の
後、ウエット酸化を行うことを特徴とする請求項9乃至
請求項14のうち何れか一項に記載の半導体装置の製造
方法。
15. The method according to claim 9, wherein wet oxidation is performed after the heat treatment in the ammonia atmosphere.
【請求項16】 前記第一のゲート電極は浮遊ゲート電
極、前記第二のゲート電極は制御ゲート電極であること
を特徴とする請求項6乃至請求項15のうち何れか一項
に記載の半導体装置の製造方法。
16. The semiconductor according to claim 6, wherein the first gate electrode is a floating gate electrode, and the second gate electrode is a control gate electrode. Device manufacturing method.
【請求項17】 前記第一のゲート電極は浮遊ゲート電
極、前記第二のゲート電極は消去ゲート電極であること
を特徴とする請求項6乃至請求項15のうち何れか一項
に記載の半導体装置の製造方法。
17. The semiconductor according to claim 6, wherein the first gate electrode is a floating gate electrode, and the second gate electrode is an erase gate electrode. Device manufacturing method.
【請求項18】 半導体基板内にソース及びドレインと
なる拡散層が形成され、前記半導体基板上に酸化シリコ
ン膜を介してゲート電極が形成された電界効果トランジ
スタを有する半導体装置の製造方法であって、 前記酸化シリコン膜をジグロルシランを原料ガスとした
減圧化学気相成長法で形成し、その後、アンモニア雰囲
気中で熱処理を施すことを特徴とする半導体装置の製造
方法。
18. A method for manufacturing a semiconductor device having a field-effect transistor in which a diffusion layer serving as a source and a drain is formed in a semiconductor substrate and a gate electrode is formed on the semiconductor substrate via a silicon oxide film. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming the silicon oxide film by a reduced pressure chemical vapor deposition method using digluolsilane as a source gas, and thereafter performing a heat treatment in an ammonia atmosphere.
【請求項19】 前記アンモニア雰囲気中で熱処理を施
した後に、ウエット酸化を行うことを特徴とする請求項
18に記載の半導体装置の製造方法。
19. The method according to claim 18, wherein wet oxidation is performed after the heat treatment in the ammonia atmosphere.
【請求項20】 シリコン膜からなる能動層とゲート電
極との間に酸化シリコン膜が設けられた電界効果トラン
ジスタを有する半導体装置の製造方法であって、 前記酸化シリコン膜をジクロルシランを原料ガスとした
減圧化学気相成長法で形成し、その後、アンモニア雰囲
気中で熱処理を施すことを特徴とする半導体装置の製造
方法。
20. A method of manufacturing a semiconductor device having a field-effect transistor in which a silicon oxide film is provided between an active layer made of a silicon film and a gate electrode, wherein the silicon oxide film is made of dichlorosilane as a source gas. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a substrate by a low pressure chemical vapor deposition method; and thereafter performing a heat treatment in an ammonia atmosphere.
【請求項21】 前記アンモニア雰囲気中で熱処理を施
した後に、ウエット酸化を行うことを特徴とする請求項
20に記載の半導体装置の製造方法。
21. The method according to claim 20, wherein wet oxidation is performed after the heat treatment is performed in the ammonia atmosphere.
【請求項22】 下部電極と上部電極との間に酸化シリ
コン膜からなる誘電体膜が設けられた容量素子を有する
半導体装置の製造方法であって、 前記酸化シリコン膜をジクロルシランを原料ガスとした
減圧化学気相成長法により形成し、その後、アンモニア
雰囲気中で熱処理を施すことを特徴とする半導体装置の
製造方法。
22. A method of manufacturing a semiconductor device having a capacitor in which a dielectric film made of a silicon oxide film is provided between a lower electrode and an upper electrode, wherein the silicon oxide film is made of dichlorosilane as a source gas. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a substrate by a low pressure chemical vapor deposition method; and thereafter performing a heat treatment in an ammonia atmosphere.
【請求項23】 前記アンモニア雰囲気中で熱処理を施
した後に、ウエット酸化を行うことを特徴とする請求項
22に記載の半導体装置の製造方法。
23. The method according to claim 22, wherein wet oxidation is performed after the heat treatment in the ammonia atmosphere.
【請求項24】 前記ジクロルシランを原料ガスとした
減圧化学気相成長法により酸化シリコン膜を形成する
際、原料ガスとして亜酸化二窒素、一酸化窒素、二酸化
窒素の少なくともいずれか一つを合わせて用いることを
特徴とする請求項1乃至請求項23のうち何れか一項に
記載の半導体装置の製造方法。
24. When forming a silicon oxide film by a reduced pressure chemical vapor deposition method using dichlorosilane as a source gas, at least one of nitrous oxide, nitric oxide and nitrogen dioxide is combined as a source gas. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the method is used.
【請求項25】 下部電極と上部電極との間に誘電体膜
が設けられた容量素子を有する半導体装置であって、 前記下部電極、上部電極の夫々は多結晶シリコン膜又は
非晶質シリコン膜で形成され、前記誘電体膜は、塩素原
子と窒素原子が同時に存在する酸化シリコン膜で形成さ
れていることを特徴とする半導体装置。
25. A semiconductor device having a capacitor in which a dielectric film is provided between a lower electrode and an upper electrode, wherein each of the lower electrode and the upper electrode is a polycrystalline silicon film or an amorphous silicon film. Wherein the dielectric film is formed of a silicon oxide film in which chlorine atoms and nitrogen atoms are present at the same time.
【請求項26】 半導体基板の主面上に二層のシリコン
膜が存在し、前記二層のシリコン膜の間に酸化シリコン
膜が存在する半導体装置であって、 前記二層のシリコン膜の一方が不揮発性記憶素子の浮遊
ゲート電極、他方が消去ゲート電極であり、前記酸化シ
リコン膜中に塩素原子と窒素原子が同時に存在すること
を特徴とする半導体装置。
26. A semiconductor device in which a two-layered silicon film exists on a main surface of a semiconductor substrate, and a silicon oxide film exists between the two-layered silicon film, wherein one of the two-layered silicon film is provided. Is a floating gate electrode of a nonvolatile memory element, and the other is an erase gate electrode, wherein chlorine atoms and nitrogen atoms are simultaneously present in the silicon oxide film.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002175028A (en) * 2000-07-31 2002-06-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method therefor
JP2008153451A (en) * 2006-12-18 2008-07-03 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory, and its manufacturing method
US7511303B2 (en) 2000-07-31 2009-03-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing same
US10756098B2 (en) 2016-12-26 2020-08-25 Denso Corporation Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002175028A (en) * 2000-07-31 2002-06-21 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and manufacturing method therefor
US7511303B2 (en) 2000-07-31 2009-03-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing same
US7800115B2 (en) 2000-07-31 2010-09-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing same
US8134157B2 (en) 2000-07-31 2012-03-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing same
US8278160B2 (en) 2000-07-31 2012-10-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same
US8659025B2 (en) 2000-07-31 2014-02-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing same
JP2008153451A (en) * 2006-12-18 2008-07-03 Toshiba Corp Nonvolatile semiconductor memory, and its manufacturing method
US7777227B2 (en) 2006-12-18 2010-08-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-volatile semiconductor storage device and manufacturing method thereof
JP4594921B2 (en) * 2006-12-18 2010-12-08 株式会社東芝 Method for manufacturing nonvolatile semiconductor device
US10756098B2 (en) 2016-12-26 2020-08-25 Denso Corporation Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device

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