JP2005191594A - Manufacturing method of nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、不揮発性半導体記憶装置の製造方法に関し、特に、積層構造の絶縁膜に捕獲される電荷を用いて情報の記憶を行うMNOS(Metal Nitride Oxide Semiconductor)型又はMONOS(Metal Oxide Nitride Oxide Semiconductor)型不揮発性半導体記憶装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, and in particular, a MNOS (Metal Nitride Oxide Semiconductor) type or MONOS (Metal Oxide Nitride Oxide Semiconductor) that stores information using charges trapped in an insulating film having a laminated structure. The present invention relates to a method for manufacturing a non-volatile semiconductor memory device.
フラッシュメモリと呼ばれる不揮発性半導体記憶装置では、記憶素子としてFG(Floating Gate)型トランジスタが一般に用いられている。このFG型トランジスタは、2層のゲート電極の構造において、第1ゲート電極である浮遊ゲート電極に情報電荷を蓄積するものである。この構造では、第1ゲート電極が半導体基板主面のシリコン酸化膜上にフローティング状に形成され、この第1ゲート電極の上部にシリコン酸化膜とシリコン窒化膜を複合した層間絶縁膜が設けられ、更にこの層間絶縁膜の上部に制御ゲート電極である第2ゲート電極が形成される。 In a nonvolatile semiconductor memory device called a flash memory, an FG (Floating Gate) transistor is generally used as a memory element. This FG transistor stores information charges in a floating gate electrode, which is a first gate electrode, in a two-layer gate electrode structure. In this structure, the first gate electrode is formed in a floating state on the silicon oxide film on the main surface of the semiconductor substrate, and an interlayer insulating film in which the silicon oxide film and the silicon nitride film are combined is provided on the first gate electrode. Further, a second gate electrode which is a control gate electrode is formed on the interlayer insulating film.
しかしながら、FG型トランジスタでは情報電荷の保持特性は原理的には余りよくなく、半導体基板主面と浮遊ゲート電極との間のトンネル酸化膜として9nm以上の比較的に厚いシリコン酸化膜が必要になる。このために、情報電荷の書き込み・消去の低電圧化に限界が生じる。 However, in the FG type transistor, the information charge retention characteristic is not very good in principle, and a relatively thick silicon oxide film of 9 nm or more is required as a tunnel oxide film between the main surface of the semiconductor substrate and the floating gate electrode. . For this reason, there is a limit in reducing the voltage for writing and erasing information charges.
そこで、近年、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜の積層膜を備えたMNOS型又はMONOS型トランジスタが用いられるようになってきている。MNOS型トランジスタは、2層構造のゲート絶縁膜において、2層の絶縁膜の境界領域に形成される界面準位あるいは絶縁膜中の電荷捕獲準位に情報電荷を蓄積するものであるため、半導体基板主面とシリコン窒化膜との間のトンネル酸化膜の薄膜化が容易であり、3nm以下の薄いシリコン酸化膜が使用できる。このために、動作電圧、特に、情報電荷の書き込み・消去の電圧の低減が原理的に可能である。 Therefore, in recent years, an MNOS type or MONOS type transistor having a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film has been used. An MNOS transistor is a semiconductor that accumulates information charges in an interface level formed in a boundary region of a two-layer insulating film or a charge trap level in the insulating film in a two-layer gate insulating film. It is easy to reduce the thickness of the tunnel oxide film between the substrate main surface and the silicon nitride film, and a thin silicon oxide film of 3 nm or less can be used. For this reason, it is possible in principle to reduce the operating voltage, in particular, the voltage for writing and erasing information charges.
上記MNOS型トランジスタでは、半導体基板主面に形成した2nm程度の膜厚のシリコン酸化膜の直接トンネルを通して、半導体基板から上記界面領域に電子を注入し情報電荷の書き込みが行われ、逆に界面領域から半導体基板に電子を放出することで情報電荷の消去が行われる。この情報電荷の書き込み状態が記憶情報の論理1に相当し、情報電荷の消去状態が記憶情報の論理0に相当する。そこで、原理的に書き込み・消去の低電圧化が可能なM(O)NOS型トランジスタをフラッシュメモリ等の不揮発性半導体記憶装置の記憶素子として実用に供すべく、種々の検討が精力的になされてきている。
In the MNOS transistor, information charges are written by injecting electrons from the semiconductor substrate into the interface region through a direct tunnel of a silicon oxide film having a thickness of about 2 nm formed on the main surface of the semiconductor substrate. The information charges are erased by emitting electrons from the semiconductor substrate to the semiconductor substrate. This information charge write state corresponds to
MONOS型トランジスタをフラッシュメモリの不揮発性半導体記憶素子とするものとして、例えば、米国特許第5,768,192号にその基本構造が開示された記憶素子がある。更に、最近では不揮発性メモリの製造プロセスを大幅に簡素化できる技術がNROM(Nitride Read Only Memory)として、米国特許第5,966,603号に開示されている。この場合の不揮発性記憶素子の基本構造は、上記米国特許5,768,192号に開示されたものと同じである。 For example, US Pat. No. 5,768,192 discloses a memory element whose basic structure is disclosed as a non-volatile semiconductor memory element for a flash memory using a MONOS transistor. Further, recently, a technology capable of greatly simplifying the manufacturing process of the nonvolatile memory is disclosed as NROM (Nitride Read Only Memory) in US Pat. No. 5,966,603. The basic structure of the nonvolatile memory element in this case is the same as that disclosed in the aforementioned US Pat. No. 5,768,192.
以下、従来のNROMの製造方法について図9を参照して説明する。図9は、NROMのワード線での切断面を示す工程断面図である。 A conventional NROM manufacturing method will be described below with reference to FIG. FIG. 9 is a process cross-sectional view showing a section taken along the word line of the NROM.
まず、図9(a)に示すように、シリコン基板1表面に熱酸化によりシリコン酸化膜を形成し、その上に化学気相成長(CVD)法でシリコン窒化膜を成膜した後、このシリコン窒化膜を通常の熱酸化あるいはラジカル酸化でその表面をシリコン酸化膜に変える。このようにして、シリコン酸化膜/シリコン窒化膜/シリコン酸化膜の3層構造からなるONO膜3を形成する。
First, as shown in FIG. 9A, a silicon oxide film is formed on the surface of the
次に、図9(b)に示すように、公知のリソグラフィ技術を用いて、ONO膜3上に短冊状(スリット状)の拡散層パターンを有するレジストパターン6を形成する。そして、レジストパターン6をエッチングマスクとして公知のエッチング技術を用いて露出したONO膜3をエッチング除去する。
Next, as shown in FIG. 9B, a resist pattern 6 having a strip-like (slit-like) diffusion layer pattern is formed on the
次に、図9(c)に示すように、レジストパターン6をイオン注入マスクとしてヒ素等のN型不純物をイオン注入した後、レジストパターン6を除去する。 Next, as shown in FIG. 9C, N-type impurities such as arsenic are ion-implanted using the resist pattern 6 as an ion implantation mask, and then the resist pattern 6 is removed.
次に、図9(d)に示すように、全面を熱酸化する。この熱酸化により拡散層2上に、膜厚が110nm程度の拡散層上絶縁膜13が形成される。
Next, as shown in FIG. 9D, the entire surface is thermally oxidized. By this thermal oxidation, an
次に、図9(e)に示すように、導電層14として、膜厚が50nm程度のポリシリコンと膜厚が150nm程度のタングステンシリサイド膜を連続成長し、公知のリソグラフィ技術とドライエッチング技術とを用いて加工し、ワード線を形成する。 Next, as shown in FIG. 9E, as the conductive layer 14, a polysilicon having a thickness of about 50 nm and a tungsten silicide film having a thickness of about 150 nm are continuously grown, and a known lithography technique and a dry etching technique are used. To form a word line.
上記製造方法により、シリコン基板1上に拡散層2からなるNROMセルのビット線が形成され、ONO膜3により情報電荷の書き込み・消去の領域が形成される。そして、ビット線に直交してワード線が配設され、NROMセルの基本構造が出来上がる。
By the above manufacturing method, the bit line of the NROM cell composed of the
次に、上記NROMセルの基本構造となるMONOS型トランジスタの基本動作について説明する。情報電荷(ここでは電子)の書き込み動作では、例えば、図10(a)に示すように、シリコン基板1および第1拡散層2aは接地電位に固定され、第2拡散層2bのVWは3Vに、ゲート電極15のVGWは5V程度に設定される。このような電圧が印加されると、ソースである第1拡散層2aからドレインである第2拡散層2bに電子流(チャネル電流)が生じ、第2拡散層2bの近傍でチャネルホットエレクトロン(CHE)となり、その一部がONO膜3の下層のシリコン酸化膜(第1絶縁膜3a)の障壁を越えてシリコン窒化膜(第2絶縁膜3b)の捕獲領域17に捕獲される。このように、電子の書き込みでは、情報電荷はシリコン窒化膜の第2拡散層2b端に近い領域に蓄積されることになる。
Next, the basic operation of the MONOS transistor, which is the basic structure of the NROM cell, will be described. In the write operation of information charges (here, electrons), for example, as shown in FIG. 10A, the
次に、情報の読み出し動作では、図10(b)に示すように、逆に、第2拡散層2bがソースとして接地電位に固定され、ドレインとなる第1拡散層2aのVRは1.5Vに、ゲート電極15のVGRは3V程度に設定される。ここでシリコン基板1は接地電位である。このようにすると、捕獲領域17に電子が書き込まれた論理1の場合には、第1拡散層2aと第2拡散層2b間で電流は流れない。これに対して、捕獲領域17に電子が書き込まれていない論理0の場合には、第1拡散層2aと第2拡散層2b間で電流が流れる。このようにして書き込み情報の読み出しができることになる。
Next, in the read operation of information, as shown in FIG. 10 (b), conversely, the V R of the first diffusion layer 2a second diffusion layer 2b is fixed to the ground potential as a source, as the
次に、情報の消去動作では、図10(a)に示す構造において、例えば、シリコン基板1および第1拡散層2aは接地電位に固定され、第2拡散層2bのVEは5Vに、ゲート電極16のVGEは−5V程度に設定される。このような電圧が印加されると、第2拡散層2b端部であって、ゲート電極とオーバーラップする領域でのバンドベンディングによるバンド間トンネリング(BTBT:band-to-band-tunneling)で発生するホールが、上記捕獲領域17に注入されて、情報電荷の消去がなされる。
Next, in the information erasing operation, in the structure shown in FIG. 10A, for example, the
この消去動作において、BTBTで発生したホールはチャネル領域の方向に押し出され、p型のチャネル領域とn型の拡散層2によるpn接合の空乏層を走行して加速されて高エネルギー状態になる。ホールが加速される度合いは、このpn接合の空乏層の状態、つまり、ドレイン・基板間電圧に依存する。発生したホールがゲート電極15側に引きつけられる原因(負電荷、あるいは負のゲート電圧)がなければ、このホールは基板電流として外部に出て行く。
In this erasing operation, holes generated in the BTBT are pushed in the direction of the channel region, and run through the pn junction depletion layer formed by the p-type channel region and the n-
MONOS型セルの場合、データ書き込みが完了した状態では、ドレイン近傍のシリコン窒化膜(第2絶縁膜3b)内に電子の固まりが存在しているため、上記ホールは、この電子の固まりに向かって電気力線を形成し、それに沿った力を受け、Si/SiO2のエネルギー障壁を超えられるだけの高エネルギー状態になったホールがシリコン窒化膜内に注入され、電子と再結合する。この再結合現象が進むと、シリコン窒化膜内に捕獲されていた電子の個数が減少するため、ホールから電子に向かう電気力線の本数も減少し、ホールがONO膜3に注入されるための駆動力が減少する。その結果、この書き込み・消去方法を用いるMONOS型セルでは、通常のFG型セルで問題になっている過消去問題は原理的に発生しない。
In the case of the MONOS type cell, in the state where data writing is completed, since a mass of electrons exists in the silicon nitride film (second insulating film 3b) near the drain, the hole moves toward the mass of electrons. Holes that form an electric field line, receive a force along the electric field lines, and reach a high energy state that can exceed the energy barrier of Si / SiO 2 are injected into the silicon nitride film and recombine with electrons. As this recombination phenomenon progresses, the number of electrons trapped in the silicon nitride film decreases, so the number of lines of electric force going from holes to electrons also decreases, and holes are injected into the
しかしながら上述した従来のMNOS型又はMONOS型不揮発性半導体記憶装置では、上述した熱酸化による拡散層上絶縁膜13の形成において、酸化膜が横方向に成長するバーズビークと呼ばれる食い込みが増加する。この食い込みが増加すると、拡散層間(例えば、第1拡散層2aと第2拡散層2b間)の寸法が小さくなり、短チャネル化が生じ易くなる。これにより、NROMセルの微細化が制限され、NROMの高密度化あるいは高集積化が制約されるようになる。
However, in the conventional MNOS type or MONOS type nonvolatile semiconductor memory device described above, in the formation of the diffusion
また、従来の製造方法では、バーズビークに起因する拡散層上絶縁膜13端部におけるONO膜3の反りによりシリコン窒化膜のバンド構造が変化し、情報電荷の保持特性が劣化するという問題もある。更に、ONO膜3を形成してからその上部にワード線となる導電層14を形成するまでの間に、レジストパターンの形成、剥離、熱酸化等の種々の工程を行っているため、ワード線/ONO膜3の界面特性を良好に保つことができず、デバイスの信頼性が低下するという問題もある。
In addition, the conventional manufacturing method has a problem that the band structure of the silicon nitride film changes due to the warp of the
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、製造工程を複雑にすることなく、バーズビークによる短チャネル化を抑制して微細化、高密度化を達成し、動作電圧の低電圧化及び電荷保持特性の向上を図ることができるMNOS型又はMONOS型不揮発性半導体記憶装置の製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its main purpose is to achieve miniaturization and high density by suppressing the short channel due to bird's beak without complicating the manufacturing process, An object of the present invention is to provide a manufacturing method of a MNOS type or MONOS type nonvolatile semiconductor memory device capable of reducing the operating voltage and improving the charge retention characteristics.
上記目的を達成するため、本発明の製造方法は、半導体基板上に、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とを含む積層構造、又は、シリコン酸化膜の少なくとも一部にシリコン微粒子(シリコン・ナノ・ドット)を分布させた構造の絶縁膜を形成し、ビット線となる拡散層及びワード線となる導電層を形成し、前記絶縁膜に捕獲される電荷を用いて情報の記憶を行う不揮発性半導体記憶装置の製造方法であって、前記絶縁膜形成後、該絶縁膜上に第1の導電層を形成し、前記第1の導電層及び前記絶縁膜を通して前記拡散層形成の不純物注入を行い、前記第1の導電層上に第2の導電層を堆積して2層構造の前記導電層を形成するものである。 In order to achieve the above object, the manufacturing method of the present invention includes a laminated structure including a silicon oxide film and a silicon nitride film on a semiconductor substrate, or silicon fine particles (silicon nano dots on at least a part of the silicon oxide film). ) Distributed structure, a diffusion layer serving as a bit line and a conductive layer serving as a word line are formed, and information is stored using a charge captured by the insulating film. In the manufacturing method of the device, after the insulating film is formed, a first conductive layer is formed on the insulating film, and the diffusion layer forming impurity is implanted through the first conductive layer and the insulating film, A second conductive layer is deposited on the first conductive layer to form the conductive layer having a two-layer structure.
本発明においては、前記拡散層上の前記第1の導電層、又は、前記絶縁膜及び前記第1の導電層を、熱酸化又はラジカル酸化により酸化膜に変換する構成とすることができる。 In the present invention, the first conductive layer on the diffusion layer, or the insulating film and the first conductive layer may be converted into an oxide film by thermal oxidation or radical oxidation.
また、本発明においては、前記不純物注入に際し、前記第1の導電層上に第1のシリコン窒化膜からなるマスクパターンを形成し、第2のシリコン窒化膜の堆積及びエッチバックにより、前記マスクパターン側壁に所定の厚さのサイドウォール膜を形成し、前記サイドウォールによって開口幅が規定された前記マスクパターンを用いて、前記第1の導電層及び前記絶縁膜を通して不純物注入を行う構成とすることもできる。 In the present invention, a mask pattern made of a first silicon nitride film is formed on the first conductive layer upon the impurity implantation, and the mask pattern is formed by depositing and etching back a second silicon nitride film. A sidewall film having a predetermined thickness is formed on the sidewall, and impurity implantation is performed through the first conductive layer and the insulating film using the mask pattern in which the opening width is defined by the sidewall. You can also.
また、本発明の製造方法は、半導体基板上に、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とを含む積層構造、又は、シリコン酸化膜の少なくとも一部にシリコン微粒子(シリコン・ナノ・ドット)を分布させた構造の絶縁膜を形成し、ビット線となる拡散層及びワード線となる導電層を形成し、前記絶縁膜に捕獲される電荷を用いて情報の記憶を行う不揮発性半導体記憶装置の製造方法であって、前記絶縁膜形成後、該絶縁膜上に第1の導電層を形成し、前記拡散層形成領域の前記第1の導電層を除去した後、前記絶縁膜を通して前記拡散層形成の不純物注入を行い、前記第1の導電層上に第2の導電層を堆積して2層構造の前記導電層を形成するものである。 Further, in the manufacturing method of the present invention, silicon fine particles (silicon nano dots) are distributed on a semiconductor substrate, a laminated structure including a silicon oxide film and a silicon nitride film, or at least a part of the silicon oxide film. A method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device in which an insulating film having a structure is formed, a diffusion layer to be a bit line and a conductive layer to be a word line are formed, and information is stored using charges captured by the insulating film Then, after forming the insulating film, a first conductive layer is formed on the insulating film, and after removing the first conductive layer in the diffusion layer forming region, the impurity for forming the diffusion layer through the insulating film Implantation is performed, and a second conductive layer is deposited on the first conductive layer to form the two-layered conductive layer.
本発明においては、前記不純物注入後、前記第2の導電層を堆積する前に、前記拡散層上の前記絶縁膜を除去し、少なくとも前記拡散層上と前記絶縁膜及び前記第1の導電層の側壁とに、前記絶縁膜よりも膜厚の薄い酸化膜を形成する構成とすることができる。 In the present invention, after the impurity implantation, before the second conductive layer is deposited, the insulating film on the diffusion layer is removed, and at least on the diffusion layer, the insulating film, and the first conductive layer. An oxide film having a thickness smaller than that of the insulating film can be formed on the side wall.
また、本発明の製造方法は、半導体基板上に、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とを含む積層構造、又は、シリコン酸化膜の少なくとも一部にシリコン微粒子(シリコン・ナノ・ドット)を分布させた構造の絶縁膜を形成し、ビット線となる拡散層及びワード線となる導電層を形成し、前記絶縁膜に捕獲される電荷を用いて情報の記憶を行う不揮発性半導体記憶装置の製造方法であって、前記絶縁膜形成後、該絶縁膜上に第1の導電層を形成し、前記拡散層形成領域の前記第1の導電層及び絶縁膜を除去した後、前記拡散層形成領域と前記絶縁膜及び前記第1の導電層の側壁とに前記絶縁膜よりも膜厚の薄い酸化膜を形成し、前記酸化膜を通して前記拡散層形成の不純物注入を行い、前記第1の導電層上に第2の導電層を堆積して2層構造の前記導電層を形成するものである。 Further, in the manufacturing method of the present invention, silicon fine particles (silicon nano dots) are distributed on a semiconductor substrate, a laminated structure including a silicon oxide film and a silicon nitride film, or at least a part of the silicon oxide film. A method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device in which an insulating film having a structure is formed, a diffusion layer to be a bit line and a conductive layer to be a word line are formed, and information is stored using charges captured by the insulating film After forming the insulating film, a first conductive layer is formed on the insulating film, and after removing the first conductive layer and the insulating film in the diffusion layer forming region, the diffusion layer forming region and the An oxide film having a thickness smaller than that of the insulating film is formed on the insulating film and the side wall of the first conductive layer. Impurity implantation for forming the diffusion layer is performed through the oxide film, and on the first conductive layer. A second conductive layer is deposited to form a two-layer structure And forms a Kishirube conductive layer.
本発明においては、前記絶縁膜は、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とがこの順に積層されたON膜、又は、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜とシリコン酸化膜とがこの順に積層されたONO膜からなることが好ましい。 In the present invention, the insulating film is an ON film in which a silicon oxide film and a silicon nitride film are stacked in this order, or an ONO film in which a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film are stacked in this order. It is preferable to become.
このように、本発明は、ONO膜等の積層構造の絶縁膜形成後、すぐに第1導電層(ポリシリコン又はアモルファスシリコン等)を堆積し、ONO膜及び第1導電層(又は、ONO膜)上からイオン注入を行って拡散層を形成することにより、熱酸化により拡散層上絶縁膜を形成する必要がなくなり、従来技術の問題であったバーズビークを抑制することができ、短チャネル及びONO膜の反りによる電荷保持特性の低下を防止することができる。また、少なくともチャネル領域上部にONO膜及び第1導電層を残すことによりONO膜とワード線の一部となる第1導電層の界面の安定化を図ることができ、不揮発性半導体記憶装置の信頼性を向上させることができる。 As described above, according to the present invention, the first conductive layer (polysilicon or amorphous silicon or the like) is deposited immediately after the formation of the insulating film having a laminated structure such as the ONO film, and the ONO film and the first conductive layer (or the ONO film). ) By performing ion implantation from above to form a diffusion layer, it is not necessary to form an insulating film on the diffusion layer by thermal oxidation, and bird's beak, which has been a problem of the prior art, can be suppressed. Deterioration of charge retention characteristics due to film warpage can be prevented. Further, by leaving the ONO film and the first conductive layer at least above the channel region, the interface between the ONO film and the first conductive layer that becomes a part of the word line can be stabilized, and the reliability of the nonvolatile semiconductor memory device can be improved. Can be improved.
以上説明したように、本発明のMNOS型又はMONOS型不揮発性半導体記憶装置の製造方法によれば下記記載の効果を奏する。 As described above, the manufacturing method of the MNOS type or MONOS type nonvolatile semiconductor memory device of the present invention has the following effects.
本発明の第1の効果は、従来技術で問題となったバーズビークを抑制することができ、NROM型セルの微細化限界を緩和することができるということである。その理由は、第5の実施例を除いてビット線表面を直接酸化しないからであり、また、第5の実施例においてもラジカル酸化技術を用いることにより酸化時間を短くしているからである。 The first effect of the present invention is that the bird's beak which has been a problem in the prior art can be suppressed, and the miniaturization limit of the NROM type cell can be relaxed. The reason is that the bit line surface is not directly oxidized except in the fifth embodiment, and also in the fifth embodiment, the oxidation time is shortened by using the radical oxidation technique.
また、バーズビークによる反り(機械的応力)が抑制されて、電荷蓄積層であるシリコン窒化膜が平坦な構造になるため、電荷保持特性を向上させることができ、また、先願記載の方法のようにシリコン層上にシリコン窒化膜を形成しないため、工程の複雑化を防ぐことができる。 Further, since the warp (mechanical stress) due to bird's beak is suppressed and the silicon nitride film as the charge storage layer has a flat structure, the charge retention characteristics can be improved. In addition, since a silicon nitride film is not formed on the silicon layer, the process can be prevented from becoming complicated.
また、本発明の第2の効果は、ワード線/ONO膜の界面特性(信頼性)を向上させることができるということである。その理由は、ONO膜形成直後にワード線の一部となるシリコン層を形成し、少なくともチャネル領域のシリコン層を除去せずに残しているからである。 The second effect of the present invention is that the interface characteristics (reliability) of the word line / ONO film can be improved. This is because a silicon layer that becomes a part of the word line is formed immediately after the ONO film is formed, and at least the silicon layer in the channel region is left without being removed.
また、本発明の第3の効果は、ビット線・ワード線間の耐圧を向上させ、寄生容量を低減することができるということである。その理由は、第4乃至第6の実施例においてビット線領域直上にシリコン層を熱酸化又はラジカル酸化した酸化膜を形成しているからである。 The third effect of the present invention is that the breakdown voltage between the bit line and the word line can be improved and the parasitic capacitance can be reduced. This is because in the fourth to sixth embodiments, an oxide film obtained by thermally oxidizing or radically oxidizing the silicon layer is formed immediately above the bit line region.
また、本発明の第4の効果は、高密度化に伴うパンチスルーを防止することができるということである。その理由は、第6の実施例において、ハードマスク側壁にサイドウォール窒化膜を形成した後、ヒ素注入を行っているため、注入領域を正確に制御でき、かつ、チャネル領域の実効的な寸法を前記サイドウォールの膜厚の略2倍分だけ長くすることができるからである。 Further, the fourth effect of the present invention is that punch-through associated with higher density can be prevented. The reason is that in the sixth embodiment, arsenic implantation is performed after the sidewall nitride film is formed on the side wall of the hard mask, so that the implantation region can be accurately controlled and the effective dimension of the channel region can be controlled. This is because the length can be increased by about twice the thickness of the sidewall.
また、本発明の第6の効果は、BTBTホール発生効率を向上させることができるということである。その理由は、第7及び第8の実施例において、拡散層上のONO膜を除去した後、ONO膜よりも薄い酸化膜を形成し、低電圧でもトンネル現象を効率的に起こさせることができるからである。 The sixth effect of the present invention is that the BTBT hole generation efficiency can be improved. The reason is that, in the seventh and eighth embodiments, after the ONO film on the diffusion layer is removed, an oxide film thinner than the ONO film is formed, and the tunnel phenomenon can be efficiently caused even at a low voltage. Because.
従来技術で示したように、従来の積層構造の絶縁膜を備えるMNOS型又はMONOS型の不揮発性半導体記憶装置では、熱酸化により拡散層上に絶縁膜を形成する際に、酸化膜の横方向への成長によりバーズビークが発生し、これにより短チャネル化が生じ易くなり、高密度化、高集積化が制約されるという問題がある。 As shown in the prior art, in a conventional MNOS type or MONOS type nonvolatile semiconductor memory device having an insulating film having a laminated structure, when the insulating film is formed on the diffusion layer by thermal oxidation, the lateral direction of the oxide film As a result of this growth, bird's beaks are generated, which tends to cause a short channel, and there is a problem that high density and high integration are restricted.
この問題に対して、本願発明者は先願(特願2002−089139号)において、第3絶縁膜/第2絶縁膜/第1絶縁膜からなるONO膜の上にシリコン層を形成し、更にその上にシリコン窒化膜を形成し、シリコン層とシリコン窒化膜の応力によって拡散層上絶縁膜の横方向への成長を抑制している。この先願記載の構造及び製造方法について、図11を参照して説明する。 To solve this problem, the inventor of the present application forms a silicon layer on the ONO film composed of the third insulating film / second insulating film / first insulating film in the prior application (Japanese Patent Application No. 2002-089139), and A silicon nitride film is formed thereon, and the lateral growth of the insulating film on the diffusion layer is suppressed by the stress of the silicon layer and the silicon nitride film. The structure and manufacturing method described in this prior application will be described with reference to FIG.
まず、図11(a)に示すように、シリコン基板1のラジカル酸化あるいは熱酸化で成長させた膜厚4nm程度のシリコン酸化膜で第1絶縁膜3aを形成し、CVD法で膜厚7nm程度のシリコン窒化膜を成膜し、このシリコン窒化膜の表面を熱酸化あるいはラジカル酸化で膜厚4nm程度のシリコン酸化膜に変える。このようにして、膜厚5nm程度の第2絶縁膜3bと膜厚4nm程度の第3絶縁膜3cを形成し、3層構造のONO膜3を形成する。
First, as shown in FIG. 11A, a first insulating film 3a is formed of a silicon oxide film having a thickness of about 4 nm grown by radical oxidation or thermal oxidation of the
更に、上記第3絶縁膜3cを被覆するように、膜厚30nm程度の高濃度のN型不純物を含有するアモーファスあるいは多結晶シリコン膜からなるシリコン層4をCVD法で堆積させる。そして、このシリコン層4表面に膜厚50nm程度の酸化防止膜であるシリコン窒化膜16をCVD法で成膜する。その後、シリコン窒化膜16上に、公知のリソグラフィ技術を用いてスリット状の拡散層パターンを有するレジストパターン6を形成する。
Further, a
次に、図11(b)に示すように、公知のドライエッチング技術を用いてシリコン窒化膜16、シリコン層4、第3絶縁膜3c、第2絶縁膜3bを順次エッチング除去して開口を形成する。その後、レジストパターン6をイオン注入マスクとしてヒ素等のN型不純物をイオン注入した後、レジストパターン6を除去する。そして、熱処理を施してシリコン基板1表面にビット線となる拡散層2を形成する。
Next, as shown in FIG. 11B, the silicon nitride film 16, the
次に、図11(c)に示すように、従来技術と同様に全面を熱酸化する。この熱酸化により膜厚100nm程度の拡散層上絶縁膜13を拡散層2表面に形成する。その後、スリット状のシリコン窒化膜16をエッチング除去する。
Next, as shown in FIG. 11C, the entire surface is thermally oxidized as in the conventional technique. By this thermal oxidation, an insulating
次に、図11(d)に示すように、膜厚が50nm程度で、高濃度のN型不純物を含有するポリシリコン膜と膜厚が150nm程度のタングステンシリサイド膜を全面に堆積し、公知のリソグラフィ技術及びドライエッチング技術を用いて加工し、ワード線となる導電膜14を形成する。このワード線の形成工程において、スリット状のシリコン層4も加工しゲート電極16を形成する。
Next, as shown in FIG. 11D, a polysilicon film containing a high-concentration N-type impurity and a tungsten silicide film having a film thickness of about 150 nm are deposited on the entire surface as shown in FIG. Processing is performed using a lithography technique and a dry etching technique to form a conductive film 14 to be a word line. In this word line forming step, the slit-
このようにして、シリコン基板1上に拡散層2でNROMセルのビット線が形成され、ONO構造となる第1絶縁膜3a、第2絶縁膜3b、第3絶縁膜3cで情報電荷の書き込み・消去の領域が形成され、ビット線に直交する導電膜14でワード線14が形成され、NROMセルの基本構造ができあがる。
In this manner, the bit line of the NROM cell is formed in the
この構造では、拡散層上絶縁膜13を形成する熱酸化工程において、シリコン窒化膜16はシリコン層4に大きな圧縮応力を与え、酸化剤である酸素の横方向への拡散を抑えることができ、バーズビークを抑制することができる。また、上記応力を用いてONO膜3の反りを抑えることにより第2絶縁膜3bであるシリコン窒化膜のバンド構造の変化に起因する電荷保持特性の劣化を抑制することができる。しかしながら上記先願記載の製造方法では、図9に示す従来方法に比べて、少なくともシリコン層4及びシリコン窒化膜16を形成し、パターニングする工程が余分に必要であり、工程が複雑になってしまうという問題がある。
In this structure, in the thermal oxidation process for forming the insulating
また、従来方法に比べて食い込みを減少させることはできるが、拡散層2上に熱酸化によって拡散層上絶縁膜13を形成するという基本構成は同じであり、ヒ素による増速酸化と、第1絶縁膜3a内における酸素の横方向への拡散との競争となるために食い込みを完全に抑制することはできず、不揮発性半導体記憶装置の更なる微細化、高密度化に対して十分に対応することができない。
Although the biting can be reduced as compared with the conventional method, the basic configuration is that the diffusion
また、上記酸素の横方向拡散による拡散層上絶縁膜13端部におけるONO膜3の膜厚増加により、BTBTホール発生効率が低下し、情報電荷の消去特性が劣化するという問題もある。
In addition, the increase in the thickness of the
この問題について図10を参照して詳述すると、例えば、ゲート電圧0V、基板電圧0V、ドレイン電圧5Vのようなバイアスを与えると、ゲート電極内の電子はゲート酸化膜との界面に蓄積し、拡散層2とゲート酸化膜の界面近傍の電子はこの界面から引き離され、極めて薄い空乏層が形成される。この空乏層の幅は、拡散層2の不純物濃度と印加電圧に強く依存する。この幅がトンネル現象が生じるほどに薄い(3nm程度)場合、拡散層2に形成される空乏層のバンドの曲がりによって、価電子帯頂上付近の電子が禁制帯を横切って伝導帯に移ることができるようになる場合があり、この時、価電子帯にホールができ伝導帯に電子ができる。伝導帯に移った電子はドレイン電圧によって外部に吸い出され、価電子帯にできたホールは逆にチャネル領域の方向に移動する。これにより、BTBTによってホールが生成されるが、拡散層2の不純物濃度とバイアス条件が同じ場合、ONO膜3の膜厚が厚くなると印加電圧のほとんどがONO膜3にかかってしまうためバンドの曲がりが小さくなり、その結果トンネル減少が起こりにくくなる。従ってより多くのホールを発生させたい場合、すなわちBTBTホール発生効率を増加させたい場合、酸化膜の膜厚を薄くすればよいが、上述した先願記載の方法では、酸素の横方向への拡散による拡散層上絶縁膜13の端部におけるONO膜3の増加が生じるためBTBTホール発生効率が低下してしまう。
This problem will be described in detail with reference to FIG. 10. For example, when a bias such as a gate voltage of 0 V, a substrate voltage of 0 V, and a drain voltage of 5 V is applied, electrons in the gate electrode accumulate at the interface with the gate oxide film, Electrons in the vicinity of the interface between the
そこで、本発明では、ONO膜形成後にすぐにシリコン層を形成し、シリコン層上(又はONO膜上)からヒ素の注入を行うというプロセスを採用する。これにより拡散層上絶縁膜を形成するための熱処理が不要となり、その結果、バーズビークを抑制し、ONO膜の反りに起因する電荷保持特性の劣化を防止することができる。また、拡散層上絶縁膜13端部におけるONO膜の増加を防ぐことができるため、BTBTホール発生効率の低下を防止することができる。
Therefore, the present invention employs a process in which a silicon layer is formed immediately after the ONO film is formed, and arsenic is implanted from the silicon layer (or on the ONO film). This eliminates the need for heat treatment for forming the insulating film on the diffusion layer. As a result, bird's beak can be suppressed and deterioration of charge retention characteristics due to warping of the ONO film can be prevented. In addition, since it is possible to prevent an increase in the ONO film at the end of the diffusion layer upper insulating
また、上記製造方法において、少なくともチャネル領域のONO膜上のシリコン層をそのまま残すプロセスを採用する。これによりONO膜/シリコン層界面の安定化の安定化を図ることができ、信頼性の向上を図ることができる。 Further, in the above manufacturing method, a process is employed in which at least the silicon layer on the ONO film in the channel region is left as it is. As a result, the ONO film / silicon layer interface can be stabilized and the reliability can be improved.
更に、通常の熱酸化により拡散層上絶縁膜を形成するのではなく、シリコン層やONO膜をラジカル酸化する。これにより、バーズビークを抑制しつつ耐圧の向上を図ることができる。 Further, instead of forming the insulating film on the diffusion layer by ordinary thermal oxidation, the silicon layer or the ONO film is radically oxidized. Thereby, a pressure | voltage resistance can be improved, suppressing a bird's beak.
上記した本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、第1及び第2の実施例では、ONO膜形成後にシリコン層を形成し、ONO膜及びシリコン層上からイオン注入を行う構成、第3の実施例では、チャネル領域上部のみシリコン層を残し、ONO膜上からイオン注入を行う構成、第4及び第5の実施例では、更に拡散層上部のシリコン層又はONO膜を酸化してビット線/ワード線間の耐圧を向上させる構成、第6の実施例では、実効的なチャネル長を増加させる構成、第7及び第8の実施例では、BTBTホール発生効率を高める構成について各々説明する。また、以下の各実施例では、積層構造の絶縁膜としてONO膜を用いる場合について説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではなく、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜をこの順に積層したON膜、これらの膜を繰り返し積層した構造や同様の機能を備える多層構造、又はシリコン酸化膜の少なくとも一部にシリコン微粒子(シリコン・ナノ・ドット)を分布させた構造の絶縁膜を用いる場合も同様に適用することができる。 In order to describe the above-described embodiment of the present invention in more detail, examples of the present invention will be described with reference to the drawings. In the first and second embodiments, a silicon layer is formed after the ONO film is formed, and ion implantation is performed on the ONO film and the silicon layer. In the third embodiment, the silicon layer is left only on the channel region. In the fourth and fifth embodiments, the silicon layer or ONO film above the diffusion layer is further oxidized to improve the breakdown voltage between the bit line / word line. In this embodiment, a configuration for increasing the effective channel length and a configuration for increasing the BTBT hole generation efficiency in the seventh and eighth embodiments will be described. In each of the following embodiments, a case where an ONO film is used as an insulating film having a stacked structure will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiment, and a silicon oxide film and a silicon nitride film are stacked in this order. When an insulating film having a structure in which silicon fine particles (silicon nanodots) are distributed in at least a part of a silicon oxide film, or a structure in which these films are repeatedly laminated, a multilayer structure having the same function, or a silicon oxide film is used. Can be applied similarly.
まず、本発明の第1の実施例に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法について図1を参照して説明する。図1は、本実施例のMONOS型不揮発性半導体記憶装置の製造方法を示す工程断面図であり、ワード線に沿った断面を示している。なお、本実施例は本発明に係る不揮発性半導体記憶装置の最も基本的な構造である、ONO膜上にシリコン層を形成し、それらをそのまま残す構造について説明するものである。 First, a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to a first example of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a process cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a MONOS type nonvolatile semiconductor memory device according to the present embodiment, showing a cross section along a word line. Note that this embodiment describes a structure in which a silicon layer is formed on an ONO film and is left as it is, which is the most basic structure of the nonvolatile semiconductor memory device according to the present invention.
まず、図1(a)に示すように、シリコン基板1上にラジカル酸化あるいは熱酸化により膜厚4nm程度のシリコン酸化膜(第1絶縁膜3a)を形成し、その上にCVD法等を用いて膜厚7nm程度のシリコン窒化膜(第2絶縁膜3b)を成膜し、更に、シリコン窒化膜をラジカル酸化あるいは熱酸化し、その表面を膜厚4nm程度のシリコン酸化膜(第3絶縁膜3c)に変える。第3絶縁膜3cは、HTOなどのCVD技術を用いて堆積しても良い。これは、他の実施例についても同様である。このようにして、第3絶縁膜3c/第2絶縁膜3b/第1絶縁膜3aの3層構造からなるONO膜3を形成する。また、シリコン・ナノ・ドット構造を採用する場合は、ラジカル酸化あるいは熱酸化でシリコン酸化膜を形成した後、CVD法等を用いて直径3〜5nm程度のシリコン微粒子を離散的に形成すればよい。
First, as shown in FIG. 1A, a silicon oxide film (first insulating film 3a) having a thickness of about 4 nm is formed on a
なお、ONO膜3を構成するそれぞれの絶縁膜の膜厚及び製造方法は特に限定されないが、上述したようにBTBTによってホールを生成する際、酸化膜が厚くなればその分バンドの曲がりが小さくなり、トンネル現象が起こりにくくなる。従って、BTBTホール発生効率を増加させるためには、ONO膜3の厚さを薄くすることが好ましい。
Note that the thickness and manufacturing method of each insulating film constituting the
続いて、CVD法を用いて第3絶縁膜3cを被覆するように第1の導電層として、膜厚が10〜50nm程度でノンドープの、あるいは高濃度のN型不純物を含有したアモルファスシリコン膜あるいは多結晶シリコン膜、又は、多結晶あるいは非晶質のシリコンゲルマニウム膜等の多結晶あるいは非晶質のシリコン又はシリコン化合物(以下、シリコン層4と称する。)を形成する。このように、ONO膜3形成後にすぐにONO膜3をシリコン層4で被覆することにより、ONO膜3/シリコン層4界面の安定化を図ることができ、情報電荷の保持特性やデバイス信頼性を向上させることができる。
Subsequently, as the first conductive layer so as to cover the third insulating film 3c using the CVD method, an amorphous silicon film having a film thickness of about 10 to 50 nm and containing non-doped or high concentration N-type impurities or A polycrystalline silicon film or a polycrystalline or amorphous silicon or silicon compound (hereinafter referred to as a silicon layer 4) such as a polycrystalline or amorphous silicon germanium film is formed. In this way, by immediately covering the
なお、このシリコン層4上に、膜厚10nm程度のHTO(High Temperature Oxide)又はLTO(Low Temperature Oxide)5を形成してもよい。この膜は、高濃度ヒ素注入によってレジストが剥離しにくくなった場合に酸化膜のウェットエッチを追加してリフトオフの効果によってレジストを除去するために設けるものである。
An HTO (High Temperature Oxide) or LTO (Low Temperature Oxide) 5 having a thickness of about 10 nm may be formed on the
次に、図1(b)に示すように、HTO又はLTO5上(又はHTO又はLTO5を形成しない場合はシリコン層4上)に、公知のリソグラフィ技術を用いて、スリット状の拡散層パターンを有するレジストパターン6を形成する。ここで、上述した先願記載の方法では、レジストパターン6形成前にシリコン層4上にシリコン窒化膜16を形成し、シリコン層4とシリコン窒化膜16の熱膨張率の差により発生する応力で拡散層上絶縁膜13の成長を抑制したが、本実施例では拡散層上絶縁膜13を形成する必要がないためシリコン窒化膜16の成膜を省略することができ、先願記載の方法に比べて製造工程を簡略化することができる。
Next, as shown in FIG. 1B, a slit-shaped diffusion layer pattern is formed on the HTO or LTO 5 (or on the
次に、従来例で示した方法又は先願記載の方法では、レジストパターン6を用いてONO膜3やシリコン層4をエッチングして開口を形成していたが、本実施例では、図1(c)に示すように、HTO又はLTO5、シリコン層4、ONO膜3をエッチングすることなく、レジストパターン6をイオン注入マスクとしてこれらの膜上から直接ヒ素等のN型不純物をイオン注入し、レジストパターン6を除去した後、更に熱処理を施してビット線となる拡散層2を形成する。このようにシリコン層4及びONO膜3上からイオン注入を行うことにより、拡散層2上に新たに絶縁膜を形成する必要がなくなり、熱酸化によるバーズビークの発生を防止することができる。
Next, in the method shown in the conventional example or the method described in the prior application, the opening was formed by etching the
次に、図1(d)に示すように、第2の導電層7として、例えば、膜厚50nm程度のポリシリコンと膜厚100nm程度のタングステンシリサイド等の高融点金属シリサイドを全面に堆積し、公知のリソグラフィ技術とドライエッチング技術とを用いてビット線に直交する方向にスリット状に加工し、ワード線を形成する。このワード線の形成工程において、シリコン層4も加工しゲート電極を形成する。
Next, as shown in FIG. 1D, as the second conductive layer 7, for example, a refractory metal silicide such as polysilicon having a thickness of about 50 nm and tungsten silicide having a thickness of about 100 nm is deposited on the entire surface. Using a known lithography technique and dry etching technique, a word line is formed by processing into a slit shape in a direction perpendicular to the bit line. In this word line forming step, the
上記製造方法により、シリコン基板1上に拡散層2によってNROMセルのビット線が形成され、第1絶縁膜3a、第2絶縁膜3b、第3絶縁膜3cからなる3層構造のONO膜3によって情報電荷の書き込み・消去の領域が形成される。そして、ONO膜3の上に2層構造(第1導電層4及び第2導電層7)のワード線が配設され、本実施例のNROMセルの基本構造ができあがる。
By the above manufacturing method, the bit line of the NROM cell is formed on the
このように、ONO膜3及びシリコン層4をスルーしてイオン注入を行い、拡散層2上に新たに絶縁膜を形成しないことにより、従来技術におけるバーズビークを抑制することができ、ONO膜3の反りが発生しないことからシリコン窒化膜のバンド構造の変化に起因する電荷保持特性の劣化を防止することができる。また、ONO膜3形成直後にシリコン層4を形成し、そのまま残すことにより、ONO膜3とシリコン層4の界面の安定化を図ることができ、信頼性を向上させることができる。
Thus, by performing ion implantation through the
次に、本発明の第2の実施例に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法について図2を参照して説明する。図2は、本実施例に係るMONOS型不揮発性半導体記憶装置の製造方法を示す工程断面図である。なお、本実施例は高濃度ヒ素注入によるレジスト剥離の問題を解消するための構造について説明するものであり、その他の構成については第1の実施例と同様である。 Next, a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a process sectional view showing the method of manufacturing the MONOS type nonvolatile semiconductor memory device according to this example. This embodiment describes a structure for solving the problem of resist stripping caused by high-concentration arsenic implantation, and other configurations are the same as those of the first embodiment.
まず、第1の実施例と同様に、シリコン基板1上にラジカル酸化あるいは熱酸化により第1絶縁膜3aを形成し、その上にCVD法等を用いて第2絶縁膜3bを形成し、ラジカル酸化あるいは熱酸化によりシリコン窒化膜の表面に第3絶縁膜3cを形成し、第3絶縁膜3c/第2絶縁膜3b/第1絶縁膜3aの3層構造からなるONO膜3を形成する。
First, as in the first embodiment, a first insulating film 3a is formed on a
続いて、図2(a)に示すように、CVD法を用いて第1の導電層4としてシリコン層4を形成した後、イオン注入のハードマスクとなる膜厚200nm程度の厚い絶縁膜(シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜9)を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 2A, after the
次に、図2(b)に示すように、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜9上に、公知のリソグラフィ技術を用いて、スリット状のレジストパターン(図示せず)を形成し、公知のドライエッチング技術を用いて、露出したシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜9を除去して拡散層パターンとなるハードマスク9aを形成する。その後、レジストパターンを除去する。 Next, as shown in FIG. 2B, a slit-like resist pattern (not shown) is formed on the silicon oxide film or silicon nitride film 9 using a known lithography technique, and a known dry etching is performed. Using the technique, the exposed silicon oxide film or silicon nitride film 9 is removed to form a hard mask 9a to be a diffusion layer pattern. Thereafter, the resist pattern is removed.
次に、図2(c)に示すように、ハードマスク9aをイオン注入マスクとしてシリコン層4上から直接ヒ素等のN型不純物をイオン注入し、公知のドライエッチングまたはウェットエッチング技術を用いてハードマスク9aを除去した後、更に熱処理を施してビット線となる拡散層2を形成する。このようにシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜9からなるハードマスク9aを用いることにより、ヒ素注入後のハードマスク9aの除去を容易に行うことができ、レジスト剥離不良を防止することができる。
Next, as shown in FIG. 2 (c), N-type impurities such as arsenic are ion-implanted directly from the
次に、第1の実施例と同様に、第2の導電層7として、例えば、ポリシリコンとタングステンシリサイド等の高融点金属シリサイドを全面に堆積し、公知のリソグラフィ技術とドライエッチング技術とを用いてワード線を形成し、本実施例のNROMセルの基本構造ができあがる。 Next, as in the first embodiment, as the second conductive layer 7, for example, polysilicon and refractory metal silicide such as tungsten silicide are deposited on the entire surface, and a known lithography technique and dry etching technique are used. Thus, the basic structure of the NROM cell of this embodiment is completed.
このように、本実施例の方法によれば、第1の実施例の効果に加えて、イオン注入のマスクとしてレジストパターンの代わりにシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜からなるハードマスク9aを用いることにより、イオン注入後のレジスト剥離不良を防止することもできる。 Thus, according to the method of this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, by using the hard mask 9a made of a silicon oxide film or a silicon nitride film instead of the resist pattern as a mask for ion implantation. In addition, resist peeling failure after ion implantation can be prevented.
次に、本発明の第3の実施例に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法について図3を参照して説明する。図3は、本実施例に係るMONOS型不揮発性半導体記憶装置の製造方法を示す工程断面図である。なお、本実施例は高濃度ヒ素注入をONO膜を介して行うことを特徴とするものであり、その他の構成については第2の実施例と同様である。 Next, a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the third embodiment of the present invention is described with reference to FIG. FIG. 3 is a process sectional view showing the method of manufacturing the MONOS type nonvolatile semiconductor memory device according to this example. This embodiment is characterized in that high-concentration arsenic is injected through an ONO film, and the other configuration is the same as that of the second embodiment.
まず、第2の実施例と同様に、シリコン基板1上にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜を順次形成してONO膜3を形成する。続いて、第1の導電層としてシリコン層4を形成した後、イオン注入のハードマスクとなるシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜9を形成する(図3(a)参照)。
First, as in the second embodiment, an
次に、図3(b)に示すように、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜9上に、公知のリソグラフィ技術を用いて、スリット状のレジストパターンを形成し、公知のドライエッチング技術を用いて拡散層パターンとなるハードマスク9aを形成した後、レジストパターンを除去する。 Next, as shown in FIG. 3B, a slit-like resist pattern is formed on the silicon oxide film or silicon nitride film 9 using a known lithography technique, and is diffused using a known dry etching technique. After the hard mask 9a to be a layer pattern is formed, the resist pattern is removed.
次に、図3(c)に示すように、ハードマスク9aを用いて、公知のドライエッチング技術により露出したシリコン層4を除去し、続いて、図3(d)に示すように、ハードマスク9aをイオン注入マスクとしてONO膜3上からヒ素等のN型不純物をイオン注入し、公知のドライエッチング技術を用いてハードマスク9aを除去した後、更に熱処理を施してビット線となる拡散層2を形成する。ここで、第1又は第2の実施例では、ヒ素注入をシリコン層4をスルーして行うためにイオン注入の加速エネルギーを高くしなければならなかったが、本実施例では、拡散層形成領域のシリコン層4を除去しているため加速エネルギーを下げることができ、その結果、ハードマスクを薄膜化できるため、ハードマスク除去工程を簡略化(時間短縮)することができる。なお、チャネル領域上のシリコン層は残しているため、その領域のONO膜3とシリコン層4の界面の安定化は保つことができる。
Next, as shown in FIG. 3C, the
次に、図3(e)に示すように、第2の導電層7として、ポリシリコンとタングステンシリサイド等の高融点金属シリサイドを全面に堆積し、公知のリソグラフィ技術とドライエッチング技術とを用いてワード線を形成し、本実施例のNROMセルの基本構造ができあがる。なお、ここではチャネル領域のONO膜3とシリコン層4の界面の安定化を図るためにシリコン層4を残しているため、拡散層領域とチャネル領域とで導電層の厚さが異なるが、第2導電層7形成前にシリコン層4をドライエッチング技術で薄膜化または除去することもでき、その場合は平坦性を向上させることができる。
Next, as shown in FIG. 3E, polysilicon and a refractory metal silicide such as tungsten silicide are deposited on the entire surface as the second conductive layer 7, and using a known lithography technique and dry etching technique. A word line is formed to complete the basic structure of the NROM cell of this embodiment. Here, since the
このように、本実施例の方法によれば、第2の実施例の効果に加えて、イオン注入前に拡散層形成領域のシリコン層4を除去することにより、イオン注入の加速エネルギーを低くすることもできる。
Thus, according to the method of this embodiment, in addition to the effect of the second embodiment, the acceleration energy of ion implantation is lowered by removing the
次に、本発明の第4の実施例に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法について図4を参照して説明する。図4は、本実施例に係るMONOS型不揮発性半導体記憶装置の製造方法を示す工程断面図である。なお、本実施例はビット線・ワード線間の絶縁耐圧を向上し、かつ寄生容量を低減することを特徴とするものであり、その他の構成については第2の実施例と同様である。 Next, a method of manufacturing the nonvolatile semiconductor memory device according to the fourth example of the invention is described with reference to FIG. FIG. 4 is a process sectional view showing the method of manufacturing the MONOS type nonvolatile semiconductor memory device according to this example. The present embodiment is characterized in that the withstand voltage between the bit line and the word line is improved and the parasitic capacitance is reduced, and other configurations are the same as those in the second embodiment.
まず、図4(a)に示すように、シリコン基板1上にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜を順次形成してONO膜3を形成する。続いて、CVD法を用いて第1の導電層としてシリコン層4を形成した後、イオン注入のハードマスクとなる膜厚200nm程度の厚いシリコン窒化膜10を形成する。なお、本実施例では後の工程でこのハードマスクを用いてシリコン層4の酸化を行うため、シリコン窒化膜10としている。
First, as shown in FIG. 4A, a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film are sequentially formed on a
次に、図4(b)に示すように、シリコン窒化膜10上に、公知のリソグラフィ技術を用いて、スリット状のレジストパターンを形成し、公知のドライエッチング技術を用いて拡散層パターンとなるハードマスク10aを形成した後、レジストパターンを除去する。
Next, as shown in FIG. 4B, a slit-like resist pattern is formed on the
次に、図4(c)に示すように、ハードマスク10aをイオン注入マスクとしてシリコン層4上からヒ素等のN型不純物をイオン注入し、熱処理を施してビット線となる拡散層2を形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, N-type impurities such as arsenic are ion-implanted from above the
ここで、第2の実施例ではその後ハードマスク9aを除去して第2導電層7の形成を行ったが、本実施例ではビット線とワード線間の絶縁耐圧を向上し、かつ寄生容量を低減するために熱酸化によりシリコン層4を酸化して拡散層2上にポリシリコン酸化膜11を形成する(図4(d)参照)。その際、シリコン層4の酸化が完了する直前に、ONO膜3の第3絶縁膜3cおよびポリシリコン酸化膜11から酸化種が侵入してチャネル領域のシリコン層4に小さなバーズビークを形成するが、従来方法に比べてその時間ははるかに短いため実用上問題ないと言える。
Here, in the second embodiment, the hard mask 9a is removed thereafter to form the second conductive layer 7. However, in this embodiment, the withstand voltage between the bit line and the word line is improved and the parasitic capacitance is reduced. In order to reduce the thickness, the
次に、図4(e)に示すように、第2の導電層7として、ポリシリコンとタングステンシリサイド等の高融点金属シリサイドを全面に堆積し、公知のリソグラフィ技術とドライエッチング技術とを用いてワード線を形成し、本実施例のNROMセルの基本構造ができあがる。 Next, as shown in FIG. 4E, as the second conductive layer 7, polysilicon and a refractory metal silicide such as tungsten silicide are deposited on the entire surface, and a known lithography technique and dry etching technique are used. A word line is formed to complete the basic structure of the NROM cell of this embodiment.
このように、本実施例の方法でも、拡散層2を直接熱酸化しないことによりバーズビークを抑制することができ、また、拡散層領域のシリコン層4を酸化して、ONO膜3の第3絶縁膜3cを厚いポリシリコン酸化膜11に変えることにより、ビット線・ワード線間の絶縁耐圧を向上し、かつ寄生容量を低減することができる。
Thus, even in the method of this embodiment, the bird's beak can be suppressed by not directly thermally oxidizing the
次に、本発明の第5の実施例に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法について図5を参照して説明する。図5は、本実施例に係るMONOS型不揮発性半導体記憶装置の製造方法を示す工程断面図である。なお、本実施例は高濃度ヒ素注入によりSi−N結合が弱まっているシリコン窒化膜を酸化することを特徴とするものであり、その他の構成については第4の実施例と同様である。 Next, a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to a fifth example of the present invention is described with reference to FIG. FIG. 5 is a process sectional view showing the method of manufacturing the MONOS type nonvolatile semiconductor memory device according to this example. This embodiment is characterized in that a silicon nitride film whose Si-N bond is weakened by high concentration arsenic implantation is oxidized, and the other configuration is the same as that of the fourth embodiment.
まず、第4の実施例と同様に、シリコン基板1上にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜を順次形成してONO膜3を形成する。続いて、CVD法を用いて第1の導電層としてシリコン層4を形成した後、イオン注入のハードマスクとなるシリコン窒化膜10を形成する(図5(a)参照)。
First, as in the fourth embodiment, a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film are sequentially formed on the
次に、シリコン窒化膜10上に、公知のリソグラフィ技術を用いて、スリット状のレジストパターンを形成し、公知のドライエッチング技術を用いて拡散層パターンとなるハードマスク10aを形成した後、レジストパターンを除去する。続いて、ハードマスク10aをイオン注入マスクとしてシリコン層4上からヒ素等のN型不純物をイオン注入し、熱処理を施してビット線となる拡散層2を形成する(図5(b)、(c)参照)。
Next, a slit-like resist pattern is formed on the
ここで、第4の実施例では熱酸化によりシリコン層4を酸化してポリシリコン酸化膜11を形成したが、本発明の方法では、ONO膜3を介してイオン注入を行っているため、高濃度のヒ素注入によりONO膜3のシリコン窒化膜のSi−N結合が弱まっている。そこで本実施例では、図5(d)に示すように、シリコン層4を酸化する際にシリコン窒化膜まで酸化して第4の実施例よりも厚いポリシリコン酸化膜11aを形成している。なお、酸化に際してラジカル酸化技術を用いることもでき、ラジカル酸化の活性酸素を用いることによりシリコン層4とシリコン窒化膜の酸化速度を略等しくすることができ、酸化時間を短くすることによりバーズビークの発生を極力抑制することができる。
Here, in the fourth embodiment, the
次に、図5(e)に示すように、第2の導電層7として、ポリシリコンとタングステンシリサイド等の高融点金属シリサイドを全面に堆積し、公知のリソグラフィ技術とドライエッチング技術とを用いてワード線を形成し、本実施例のNROMセルの基本構造ができあがる。 Next, as shown in FIG. 5E, polysilicon and a refractory metal silicide such as tungsten silicide are deposited on the entire surface as the second conductive layer 7, and a known lithography technique and dry etching technique are used. A word line is formed to complete the basic structure of the NROM cell of this embodiment.
このように、本実施例に方法によれば、拡散層領域に第4の実施例よりも厚いポリシリコン酸化膜11aに形成することにより、ビット線・ワード線間の絶縁耐圧を向上し、かつ寄生容量を更に低減することができる。 As described above, according to the method of the present embodiment, by forming the polysilicon oxide film 11a thicker than the fourth embodiment in the diffusion layer region, the withstand voltage between the bit line and the word line is improved, and The parasitic capacitance can be further reduced.
次に、本発明の第6の実施例に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法について図6を参照して説明する。図6は、本実施例に係るMONOS型不揮発性半導体記憶装置の製造方法を示す工程断面図である。なお、本実施例は拡散層領域の寸法を制御することを特徴とするものであり、その他の構成については第4の実施例と同様である。 Next, a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to a sixth example of the present invention is described with reference to FIG. FIG. 6 is a process sectional view showing the method of manufacturing the MONOS type nonvolatile semiconductor memory device according to this example. This embodiment is characterized in that the dimensions of the diffusion layer region are controlled, and other configurations are the same as those in the fourth embodiment.
まず、第4の実施例と同様に、シリコン基板1上にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜を順次形成してONO膜3を形成する。続いて、CVD法を用いて第1の導電層としてシリコン層4を形成した後、イオン注入のハードマスクとなるシリコン窒化膜10を形成する。次に、シリコン窒化膜10上に、公知のリソグラフィ技術を用いて、スリット状のレジストパターンを形成し、公知のドライエッチング技術を用いて拡散層パターンとなるハードマスク10aを形成した後、レジストパターンを除去する(図6(a)参照)。
First, as in the fourth embodiment, a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film are sequentially formed on the
ここで、第4の実施例ではハードマスク10aをマスクとしてヒ素イオン注入を行ったが、この方法では不揮発性半導体記憶装置の微細化が求められた場合にチャネル長が更に短くなりパンチスルーが発生する恐れがある。そこで本実施例では、CVD法等で全面にシリコン窒化膜を成膜しエッチバックすることにより、ハードマスク10a側壁に膜厚20〜50nm程度のサイドウォール窒化膜12を形成し、拡散層領域の寸法制御を行っている(図6(b)参照)。
Here, in the fourth embodiment, arsenic ions are implanted using the
次に、図6(c)に示すように、ハードマスク10a及びサイドウォール窒化膜12をイオン注入マスクとしてシリコン層4上からヒ素等のN型不純物をイオン注入し、熱処理を施してビット線となる拡散層2を形成する。なお、拡散層2の長さはサイドウォール窒化膜12の厚さを変えることによって任意に設定することができる。
Next, as shown in FIG. 6C, N-type impurities such as arsenic are ion-implanted from above the
次に、図6(d)に示すように、熱酸化によりサイドウォール窒化膜12に挟まれたシリコン層4を酸化してポリシリコン酸化膜11を形成した後、ハードマスク10aとサイドウォール窒化膜12をウェットエッチングによって除去し、図6(e)に示すように、第2の導電層7として、ポリシリコンとタングステンシリサイド等の高融点金属シリサイドを全面に堆積し、公知のリソグラフィ技術とドライエッチング技術とを用いてワード線を形成し、本実施例のNROMセルの基本構造ができあがる。なお、図6(d)のポリシリコン酸化膜11は形成しなくてもよく、シリコン層4を全面に残す構成としてもよい。
Next, as shown in FIG. 6D, after the
このように、本実施例の方法によれば、第4の実施例の効果に加えて、サイドウォール窒化膜12によりヒ素の注入領域を制限することができ、実効的なチャネル長を増加させ、パンチスルーを抑制することができる。 Thus, according to the method of this example, in addition to the effect of the fourth example, the side wall nitride film 12 can limit the arsenic implantation region, increasing the effective channel length, Punch through can be suppressed.
次に、本発明の第7の実施例に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法について図7を参照して説明する。図7は、本実施例に係るMONOS型不揮発性半導体記憶装置の製造方法を示す工程断面図である。なお、本実施例は拡散層領域の絶縁膜を薄くしてBTBTホール発生効率を向上させることを特徴とするものである。 Next, a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device according to the seventh embodiment of the present invention is described with reference to FIG. FIG. 7 is a process sectional view showing the method of manufacturing the MONOS type nonvolatile semiconductor memory device according to this example. The present embodiment is characterized in that the insulating film in the diffusion layer region is thinned to improve the BTBT hole generation efficiency.
まず、図7(a)に示すように、シリコン基板1上にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜を順次形成してONO膜3を形成する。続いて、CVD法を用いて第1の導電層としてシリコン層4を形成した後、イオン注入のハードマスクとなるシリコン窒化膜10を形成する。次に、シリコン窒化膜10上に、公知のリソグラフィ技術を用いて、スリット状のレジストパターンを形成し、公知のドライエッチング技術を用いて拡散層パターンとなるハードマスク10aを形成した後、レジストパターンを除去する。次に、ハードマスク10aを用いて、公知のドライエッチング技術により露出したシリコン層4を除去する。
First, as shown in FIG. 7A, a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film are sequentially formed on a
次に、図7(b)に示すように、ハードマスク10aをイオン注入マスクとしてONO膜3上からヒ素等のN型不純物をイオン注入し、熱処理を施してビット線となる拡散層2を形成する。その際、後の工程で拡散層2上に酸化膜を形成する際にヒ素の増殖酸化を抑制するためにイオン注入後に十分なアニールを行うことが好ましい。
Next, as shown in FIG. 7B, N type impurities such as arsenic are ion-implanted from the
ここで、前記した実施例では少なくともONO膜3を除去せずに残したが、上述したように、拡散層2の不純物濃度とバイアス条件が同じ場合、ONO膜3が厚くなると印加電圧のほとんどがONO膜3にかかってしまうため、バンドの曲がりが小さくなり、その結果トンネル現象が起こりにくくなりBTBTホール発生効率が低下する。そこで、本実施例では、図7(c)に示すように公知のドライエッチング技術によりハードマスク10aを用いてONO膜3を除去する。なお、チャネル領域上のシリコン層4及びONO膜3は残しているため、その領域のシリコン基板1とONO膜3とシリコン層の界面の安定化は保つことができる。
Here, in the above-described embodiment, at least the
次に、図7(d)に示すように熱酸化により、少なくとも拡散層領域上部、及びONO膜3とシリコン層4の側壁部に、ONO膜3よりも薄い膜厚の酸化膜8を形成する。これにより小さい印加電圧でトンネル現象を起こすことができ、BTBTホール発生効率を高めることができる。その後、図7(e)に示すように、ハードマスク10aをウェットエッチングした後、第2の導電層7として、ポリシリコンとタングステンシリサイド等の高融点金属シリサイドを全面に堆積し、公知のリソグラフィ技術とドライエッチング技術とを用いてワード線を形成し、本実施例のNROMセルの基本構造ができあがる。
Next, as shown in FIG. 7D, an
このように、本実施例の方法では、拡散層2上のONO膜3を除去し、代わりにONO膜3よりも薄い酸化膜を形成することにより、BTBTホール発生効率を高めることができる。なお、拡散層2上に熱酸化で酸化膜を形成するがその膜厚は薄いためバーズビークを抑制することができる。
As described above, in the method of this embodiment, the
次に、本発明の第8の実施例に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法について図8を参照して説明する。図8は、本実施例に係るMONOS型不揮発性半導体記憶装置の製造方法を示す工程断面図である。なお、本実施例は酸化膜を形成してからヒ素イオン注入を行うことを特徴とするものであり、他の構成に関しては第7の実施例と同様である。 Next, a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device in accordance with the eighth embodiment of the present invention is described with reference to FIG. FIG. 8 is a process sectional view showing the method of manufacturing the MONOS type nonvolatile semiconductor memory device according to this example. This embodiment is characterized in that arsenic ions are implanted after forming an oxide film, and the other configuration is the same as that of the seventh embodiment.
まず、第7の実施例と同様に、シリコン基板1上にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜を順次形成し、ONO膜3を形成する。続いて、CVD法を用いて第1の導電層としてシリコン層4を形成した後、イオン注入のハードマスクとなるシリコン窒化膜10を形成する。次に、シリコン窒化膜10上に、公知のリソグラフィ技術を用いて、スリット状のレジストパターンを形成し、公知のドライエッチング技術を用いて拡散層パターンとなるハードマスク10aを形成した後、レジストパターンを除去する。次に、ハードマスク10aを用いて、公知のドライエッチング技術により露出したシリコン層4を除去する(図8(a)参照)。
First, similarly to the seventh embodiment, a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film are sequentially formed on the
ここで、第7の実施例ではヒ素のイオン注入を行ったが、ヒ素注入後に酸化膜を形成すると膜厚の制御が困難になる恐れがある。そこで、本実施例では、図8(b)に示すように公知のドライエッチング技術によりハードマスク10aを用いてONO膜3を除去し、続いて図8(c)に示すように熱酸化により、少なくとも拡散層領域上部、及びONO膜3とシリコン層4の側壁部にONO膜3よりも薄い膜厚の酸化膜8を形成する。
Here, arsenic ions are implanted in the seventh embodiment. However, if an oxide film is formed after arsenic implantation, it may be difficult to control the film thickness. Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 8B, the
次に、図8(d)に示すように、ハードマスク10aをイオン注入マスクとして酸化膜8上からヒ素等のN型不純物をイオン注入し、熱処理を施してビット線となる拡散層2を形成する。その際、ヒ素の拡散を防止するためにアニールは窒素又は酸素雰囲気中で略950℃以下の温度で行うことが好ましい。
Next, as shown in FIG. 8D, N type impurities such as arsenic are ion-implanted from above the
次に、図8(e)に示すように、ハードマスク10aをウェットエッチングした後、第2の導電層7として、ポリシリコンとタングステンシリサイド等の高融点金属シリサイドを全面に堆積し、公知のリソグラフィ技術とドライエッチング技術とを用いてワード線を形成し、本実施例のNROMセルの基本構造ができあがる。
Next, as shown in FIG. 8E, after the
このように、本実施例の方法では、拡散層2上にONO膜3よりも薄い酸化膜8を形成した後にヒ素イオン注入を行っているため、第7の実施例よりも酸化膜8の膜厚の制御性を高めることができる。
Thus, in the method of the present embodiment, since the arsenic ion implantation is performed after forming the
1 シリコン基板
2 拡散層(ビット線)
2a 第1拡散層
2b 第2拡散層
3 ONO膜
3a 第1絶縁膜
3b 第2絶縁膜
3c 第3絶縁膜
4 第1導電層(シリコン層)
5 HTO又はLTO
6 レジストパターン
7 第2導電層
8 酸化膜
9 シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜
9a ハードマスク
10 シリコン窒化膜
10a ハードマスク
11、11a ポリシリコン酸化膜
12 サイドウォール窒化膜
13 拡散層上酸化膜
14 導電層(ワード線)
15 ゲート電極
16 シリコン窒化膜
17 捕獲領域
1
2a 1st diffusion layer 2b
5 HTO or LTO
6 resist pattern 7 second
15 Gate electrode 16
Claims (7)
前記絶縁膜形成後、該絶縁膜上に第1の導電層を形成し、前記第1の導電層及び前記絶縁膜を通して前記拡散層形成の不純物注入を行い、前記第1の導電層上に第2の導電層を堆積して2層構造の前記導電層を形成することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 An insulating film having a laminated structure including a silicon oxide film and a silicon nitride film or a structure in which silicon fine particles (silicon nano dots) are distributed on at least a part of the silicon oxide film is formed on a semiconductor substrate. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, wherein a diffusion layer to be a line and a conductive layer to be a word line are formed, and information is stored using charges captured by the insulating film,
After the formation of the insulating film, a first conductive layer is formed on the insulating film, an impurity for forming the diffusion layer is implanted through the first conductive layer and the insulating film, and a first conductive layer is formed on the first conductive layer. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, comprising depositing two conductive layers to form the conductive layer having a two-layer structure.
前記第1の導電層上に第1のシリコン窒化膜からなるマスクパターンを形成し、
第2のシリコン窒化膜の堆積及びエッチバックにより、前記マスクパターン側壁に所定の厚さのサイドウォール膜を形成し、
前記サイドウォールによって開口幅が規定された前記マスクパターンを用いて、前記第1の導電層及び前記絶縁膜を通して不純物注入を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 In the impurity implantation,
Forming a mask pattern made of a first silicon nitride film on the first conductive layer;
A sidewall film having a predetermined thickness is formed on the side wall of the mask pattern by depositing and etching back a second silicon nitride film,
3. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 1, wherein impurities are implanted through the first conductive layer and the insulating film using the mask pattern in which an opening width is defined by the sidewall. Manufacturing method.
前記絶縁膜形成後、該絶縁膜上に第1の導電層を形成し、前記拡散層形成領域の前記第1の導電層を除去した後、前記絶縁膜を通して前記拡散層形成の不純物注入を行い、前記第1の導電層上に第2の導電層を堆積して2層構造の前記導電層を形成することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 An insulating film having a laminated structure including a silicon oxide film and a silicon nitride film or a structure in which silicon fine particles (silicon nano dots) are distributed on at least a part of the silicon oxide film is formed on a semiconductor substrate. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, wherein a diffusion layer to be a line and a conductive layer to be a word line are formed, and information is stored using charges captured by the insulating film,
After forming the insulating film, a first conductive layer is formed on the insulating film, and after removing the first conductive layer in the diffusion layer forming region, impurity implantation for forming the diffusion layer is performed through the insulating film. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, comprising depositing a second conductive layer on the first conductive layer to form the conductive layer having a two-layer structure.
前記拡散層上の前記絶縁膜を除去し、
少なくとも前記拡散層上と前記絶縁膜及び前記第1の導電層の側壁とに、前記絶縁膜よりも膜厚の薄い酸化膜を形成することを特徴とする請求項4記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 After the impurity implantation and before depositing the second conductive layer,
Removing the insulating film on the diffusion layer;
5. The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 4, wherein an oxide film having a thickness smaller than that of the insulating film is formed at least on the diffusion layer and on the side walls of the insulating film and the first conductive layer. Manufacturing method.
前記絶縁膜形成後、該絶縁膜上に第1の導電層を形成し、前記拡散層形成領域の前記第1の導電層及び絶縁膜を除去した後、前記拡散層形成領域と前記絶縁膜及び前記第1の導電層の側壁とに前記絶縁膜よりも膜厚の薄い酸化膜を形成し、前記酸化膜を通して前記拡散層形成の不純物注入を行い、前記第1の導電層上に第2の導電層を堆積して2層構造の前記導電層を形成することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 An insulating film having a laminated structure including a silicon oxide film and a silicon nitride film or a structure in which silicon fine particles (silicon nano dots) are distributed on at least a part of the silicon oxide film is formed on a semiconductor substrate. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, wherein a diffusion layer to be a line and a conductive layer to be a word line are formed, and information is stored using charges captured by the insulating film,
After forming the insulating film, a first conductive layer is formed on the insulating film, and after removing the first conductive layer and the insulating film in the diffusion layer forming region, the diffusion layer forming region, the insulating film, and An oxide film having a thickness smaller than that of the insulating film is formed on the side wall of the first conductive layer, and impurity implantation for forming the diffusion layer is performed through the oxide film, and a second layer is formed on the first conductive layer. A method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device, comprising depositing a conductive layer to form the conductive layer having a two-layer structure.
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