JP2652638B2 - 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 - Google Patents

不揮発性半導体記憶装置の製造方法

Info

Publication number
JP2652638B2
JP2652638B2 JP62200302A JP20030287A JP2652638B2 JP 2652638 B2 JP2652638 B2 JP 2652638B2 JP 62200302 A JP62200302 A JP 62200302A JP 20030287 A JP20030287 A JP 20030287A JP 2652638 B2 JP2652638 B2 JP 2652638B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
insulating film
memory device
phosphorus
manufacturing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP62200302A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS6442866A (en
Inventor
利夫 榊原
安史 樋口
信吾 越田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP62200302A priority Critical patent/JP2652638B2/ja
Publication of JPS6442866A publication Critical patent/JPS6442866A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP2652638B2 publication Critical patent/JP2652638B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Non-Volatile Memory (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は不揮発性半導体記憶装置の製造方法に関し、
その記憶保持特性を向上させるものである。
〔従来の技術〕
従来、不揮発性半導体記憶装置の製造方法として例え
ばEPROMについては、シリコン基板上に第1ゲート酸化
膜、第1ゲート多結晶シリコン膜(フローティングゲー
ト)、第2ゲート酸化膜及び第2ゲート多結晶シリコン
膜(コントロールゲート)を自己整合により順次形成し
た後、P,As,B等を熱拡散法、イオン注入法等によりシリ
コン基板上に高濃度に導入して、ソース・ドレイン領域
を形成し、ついで気相成長法によってP及びBを含むBP
SG膜を成長させ、さらにこれを例えば950℃,H2/O2雰囲
気中で熱処理することによってこのBPSG膜を平坦化し、
この平坦化によりその後に形成するAl配線層の断線、短
絡を防止するようにしている。そして、Al配線層を形成
した後、CVD法によりシリコン酸化膜あるいはPSG膜を成
長させる事により表面保護膜を形成し、EPROMを製造し
ている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のようにして形成される不揮発性半導体記憶装置
は第1ゲート多結晶シリコン膜に電荷を蓄積する事によ
りMOSトランジスタのしきい値を変化させ、不揮発性記
憶を行うもので そして、BPSG膜は上記のようにAl配線断線等を防止す
る効果を有するとともに、蓄積した電荷を吸収してしま
う可動イオンのNaイオン等を捕らえるゲッタリング効果
があり、その記憶保持特性を向上させることができる。
ところが、BPSG膜中に含まれるBやPが多くなると膜
の平坦性は向上するものの、逆に記憶保持特性を低下さ
せてしまうことに本発明者らは気づいた。従って、BPSG
膜の平坦性を向上させようとすると記憶保持特性が犠牲
になり、逆に記憶保持特性を向上させようとすると、BP
SG膜中に含まれるBおよびPの濃度を低下させねばなら
ず、BPSG膜の特性が犠牲になってしまう。
そこで本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、B
およびPを含む絶縁膜のBおよびPの濃度を制限するこ
となく、記憶保持特性を向上させることのできる不揮発
性半導体記憶装置を提供することを目的としている。
〔問題を解決するための手段〕
記憶保持特性に関係する要因としては、絶縁膜のリー
ク特性、可動イオンの影響、分極の作用、絶縁膜中のト
ラップ等がこれまでに報告されているが、本発明者達
は、その内の絶縁膜中のトラップに着目し、実験的考察
を重ねた結果、まず不揮発性半導体装置の表面保護膜と
してプラズマCVD法により窒化シリコン膜(以下、「P
−SiN膜」と言う)を形成すると、絶縁膜中の電子トラ
ップ密度QSSが減少する事を見い出した。そして、この
事に基づいて本発明はなされたものであり、上記の目的
を達成する為に本発明の不揮発性半導体記憶装置の製造
方法は、半導体基板上の所定領域に第1の絶縁膜を介し
て、互いに電気的に絶縁されるフローティングゲートお
よびコントロールゲートを形成する工程と、 前記フローティングゲートおよびコントロールゲート
を第2の絶縁膜で覆う工程と、 前記半導体基板内に選択的に不純物を導入する事によ
り、絶縁ゲート型トランジスタのソース及びドレイン領
域を形成する工程と、 前記第2の絶縁膜を介して前記フローティングゲート
およびコントロールゲートを、ボロン(B)を少なくと
も2.5wt%含むとともにリン(P)を含む絶縁膜で覆う
工程と、 前記ボロンおよびリンを含む絶縁膜をリフローする工
程と、 前記ボロンおよびリンを含む絶縁膜上にプラズマCVD
法により窒素シリコン膜よりなる表面保護膜を形成する
工程と、 を備える事を特徴としている。
〔実施例〕
以下、本発明を図面に示す実施例を用いて説明する。
第1図(a)〜(c)は本発明の一実施例を説明する
為の断面図であり、本発明をEPROMの特に1回書き込み
型であるOTP(One Time Programable ROM)の製造方法
に採用した例である。工程順に説明すると、まず同図
(a)に示すように、シリコン基板1のフィールド部に
選択酸化技術により選択的に肉厚の厚いシリコン酸化膜
2を形成し、素子形成部には選択的に薄いシリコン酸化
膜3を形成する。そして、メモリセルのフローティング
ゲートを形成する為に1層目多結晶シリコン膜4を成長
させる。この1層目多結晶シリコン膜4を酸化してシリ
コン酸化膜5を形成した後、メモリセルのコントロール
ゲートを形成する為に2層目多結晶シリコン膜6を成長
させる。そして、フォトエッチングにより素子形成部の
多結晶シリコン膜及びシリコン酸化膜を残して除去し、
引き続き高温にて熱酸化してゲートを絶縁膜であるシリ
コン酸化膜7で完全に包囲する。
その後、選択的にイオン注入等を行い、自己整合的に
P,As,B等の不純物を高濃度に導入して、ソース領域8及
びドレイン領域9を形成する。そして、これらの上にCV
D法により4〜5wt%のP、及び2.5〜3.5wt%のBを含む
BPSG膜10を層間絶縁膜として7000Å程度の膜厚に形成
し、引き続き同図(b)に示すように、例えば975℃,N2
雰囲気中で熱処理(リフロー)する事により、このBPSG
膜10の表面平坦化をはかる。
そして、同図(c)に示すように、フォトエッチング
によりコンタクトホールを形成し、アルミ蒸着とフォト
エッチングにより電極11を形成する。そして、これらの
上に高周波放電を用いたプラズマCVD法により、例えばR
FPower230〜270mA、SiH4流量230〜270cc/min、NH3流量1
800〜2200cc/min、ガス圧1.4〜2.0Torr、デポ温度370〜
390℃の条件下にて、表面保護膜としてのP−SiN膜12を
形成する。その後、パッドの穴開けを行う。そして、図
示はしないが、窓のないプラスチックDIPに封入する事
により、OTPを製造する。
そこで本実施例によると、プラズマCVD法により、P
−SiN膜12を形成しているから、シリコン酸化膜中の電
子トラップ密度QSSが第2図のグラフに示すように減少
する。第2図はP−SiN膜12形成前か形成後かの違いを
横軸にとり、その時の電子トラップ密度QSSの値を縦軸
にとっている。尚、縦軸は対数目盛にしてある。このグ
ラフからわかるようにP−SiN膜12形成後は形成前に比
較してその電子トラップ密度QSSが減少するので、その
分、電子の散失を抑える事ができ、電荷保持特性を向上
させる事ができる。第3図はP−SiN膜12形成前後にお
ける記憶保持率を示すグラフであり、横軸に放置時間、
縦軸に記憶保持率を示し、温度200℃における結果であ
る。図中、三角プロットがP−SiN膜12形成前で、丸プ
ロットがP−SiN膜12形成後であり、図から分かるよう
にP−SiN膜12形成後では形成前と比較して記憶保持率
が大幅に向上する。
又、このようにプラズマCVD法によりP−SiN膜12を形
成することにより記憶保持特性を大幅に向上できるの
で、層間絶縁膜としてのBPSG膜10の表面平坦化を行う為
に、前述したような記憶保持特性と表面平坦化との兼ね
合いから、その膜中に含むB及びPの濃度、熱処理温度
等に制限を受けるといった不具合はなく、それらを最適
な値に制御でき、配線の断線や短絡等を全く発生しない
状態にまで表面平坦化を行う事ができる。
又、P−SiN膜12は紫外線の透過率が小さい為に、通
常のEPROMのように消去窓を通しての紫外線による記憶
情報の消去が困難であるが、本実施例により製造される
OTPは記憶情報の消去の必要がないので問題はない。
以上、本発明を上記実施例を用いて説明したが、本発
明はそれらに限定される事なく、その主旨を逸脱しない
限り、例えば以下に示すように種々変形可能である。
上記実施例で製造される不揮発性半導体記憶装置はOT
Pであるが、消去窓付きのサーディプに封入した紫外線
で記憶情報の消去を行うタイプのEPROM等においても採
用可能であり、その場合には記憶情報の消去をX線にて
行う必要がある。
又、本発明は、ゲート絶縁膜中の捕獲中心に電荷を蓄
積する事により不揮発性記憶を行うMNOS形のメモリセル
を有する不揮発性半導体記憶装置の製造方法において
も、表面保護膜としてプラズマCVD法によりP−SiN膜を
形成すれば同様の効果を期待できるものである。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によると、BおよびPを含む
絶縁膜上にプラズマCVD法により窒化シリコン膜よりな
る表面保護膜を形成することで、ゲートを覆う酸化膜中
の電子トラップ密度QSSを減少できるため、前記絶縁膜
中の不純物濃度を減少させること無く、記憶保持特性を
大幅に向上させることができる。すなわち、前記Bおよ
びPを含む絶縁膜の特性を損なうこと無く、記憶保持特
性を向上させることのできる不揮発性半導体記憶装置を
提供することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(c)は本発明の一実施例を工程順に説
明する為の断面図、第2図はP−SiN膜形成前後におけ
る電子トラップ密度QSSを示すグラフ、第3図はP−SiN
膜形成前後における記憶保持率を示すグラフである。 1……シリコン基板,3,5,7……シリコン酸化膜,4……1
層目多結晶シリコン膜,6……2層目多結晶シリコン膜,8
……ソース領域,9……ドレイン領域,10……BPSG膜,12…
…P−SiN膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 越田 信吾 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−168944(JP,A) 特開 昭61−241932(JP,A) 特開 昭61−287274(JP,A)

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板上の所定領域に第1の絶縁膜を
    介して、互いに電気的に絶縁されるフローティングゲー
    トおよびコントロールゲートを形成する工程と、 前記フローティングゲートおよびコントロールゲートを
    第2の絶縁膜で覆う工程と、 前記半導体基板内に選択的に不純物を導入する事によ
    り、絶縁ゲート型トランジスタのソース及びドレイン領
    域を形成する工程と、 前記第2の絶縁膜を介して前記フローティングゲートお
    よびコントロールゲートを、ボロン(B)を少なくとも
    2.5wt%含むとともにリン(P)を含む絶縁膜で覆う工
    程と、 前記ボロンおよびリンを含む絶縁膜をリフローする工程
    と、 前記ボロンおよびリンを含む絶縁膜上にプラズマCVD法
    により窒化シリコン膜よりなる表面保護膜を形成する工
    程と、 を備える事を特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造
    方法。
  2. 【請求項2】前記ボロンおよびリンを含む絶縁膜は2.5w
    t%から3.5wt%の範囲で前記ボロンを含むものである特
    許請求の範囲第1項記載の不揮発性半導体記憶装置の製
    造方法。
  3. 【請求項3】前記ボロンおよびリンを含む絶縁膜は4wt
    %から5wt%の範囲で前記リンを含むものである特許請
    求の範囲第1項もしくは第2項に記載の不揮発性半導体
    記憶装置の製造方法。
  4. 【請求項4】前記リフローは975℃で熱処理する工程で
    ある特許請求の範囲第1項乃至第3項のいずれかに記載
    の不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
JP62200302A 1987-08-10 1987-08-10 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 Expired - Lifetime JP2652638B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62200302A JP2652638B2 (ja) 1987-08-10 1987-08-10 不揮発性半導体記憶装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP62200302A JP2652638B2 (ja) 1987-08-10 1987-08-10 不揮発性半導体記憶装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6442866A JPS6442866A (en) 1989-02-15
JP2652638B2 true JP2652638B2 (ja) 1997-09-10

Family

ID=16422055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP62200302A Expired - Lifetime JP2652638B2 (ja) 1987-08-10 1987-08-10 不揮発性半導体記憶装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2652638B2 (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01171229A (ja) * 1987-12-25 1989-07-06 Hitachi Ltd 不揮発性半導体記憶装置
JPH088319B2 (ja) * 1990-05-11 1996-01-29 株式会社東芝 不揮発性半導体記憶装置の製造方法
KR100546392B1 (ko) * 2003-11-01 2006-01-26 삼성전자주식회사 Eprom 소자를 포함하는 반도체 소자와 그 제조 방법

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61241932A (ja) * 1985-04-19 1986-10-28 Hitachi Ltd 半導体装置およびその製造方法
JPS61287274A (ja) * 1985-06-14 1986-12-17 Matsushita Electronics Corp 半導体記憶装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6442866A (en) 1989-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6815805B2 (en) Method of fabricating an integrated circuit with a dielectric layer exposed to a hydrogen-bearing nitrogen source
JPH09289209A (ja) 半導体装置に使用する絶縁膜
JP6292507B2 (ja) 水素拡散障壁を備える半導体デバイス及びその製作方法
US6969885B2 (en) Non-volatile semiconductor memory device with first and second nitride insulators
US9379194B2 (en) Floating gate NVM with low-moisture-content oxide cap layer
JP2652638B2 (ja) 不揮発性半導体記憶装置の製造方法
JPH0964205A (ja) 窒化シリコン膜の形成方法
JPH06291330A (ja) 半導体不揮発性記憶素子とその製造方法
JPH06350093A (ja) 不揮発性半導体記憶装置の製造方法
JPH07193059A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH01171229A (ja) 不揮発性半導体記憶装置
JPH02277269A (ja) 不揮発性メモリ装置の製造方法
JPH10284627A (ja) 半導体不揮発性記憶装置の製造方法
KR20080104477A (ko) 반도체 소자 및 그의 제조 방법
JPH061839B2 (ja) 不揮発性記憶装置の製造方法
JPH0888286A (ja) 半導体記憶装置の製造方法
US9431455B2 (en) Back-end processing using low-moisture content oxide cap layer
KR100509809B1 (ko) Sonos 구조의 비휘발성 메모리의 제조 방법
JP2515043B2 (ja) 紫外線消去型不揮発性半導体記憶装置
JPS6320386B2 (ja)
JPH0227773A (ja) 不揮発性半導体記憶装置の製造方法
JPH0279477A (ja) 不揮発性メモリ装置及びその製造方法
JPH06296029A (ja) 半導体不揮発性記憶素子とその製造方法
JPH07321237A (ja) 半導体装置の製造方法
JP3492718B2 (ja) 半導体記憶装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080523

Year of fee payment: 11