JP2723396B2 - 不揮発性メモリ装置の製造方法 - Google Patents
不揮発性メモリ装置の製造方法Info
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、不揮発性メモリ装置
の製造方法に関する。さらに詳しくは、フローティング
ゲートの製造方法に関する。
の製造方法に関する。さらに詳しくは、フローティング
ゲートの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、シリコン基板上に、トンネル酸化
膜を介してポリシリコン層又はポリシリコン層とタング
ステンシリサイド層とが順に積層されてなるフローティ
ング電極が配設された不揮発性メモリ装置が知られてい
る。また、ポリシリコン層とタングステンシリサイド層
とが順に積層されてなるフローティング電極の作製方法
としては、ポリシリコン層上に減圧下300 〜400 ℃でW
F6 ガスをSiH4 ガスで還元するCVD法によってタ
ングステンシリサイド層を積層する方法が知られてい
る。
膜を介してポリシリコン層又はポリシリコン層とタング
ステンシリサイド層とが順に積層されてなるフローティ
ング電極が配設された不揮発性メモリ装置が知られてい
る。また、ポリシリコン層とタングステンシリサイド層
とが順に積層されてなるフローティング電極の作製方法
としては、ポリシリコン層上に減圧下300 〜400 ℃でW
F6 ガスをSiH4 ガスで還元するCVD法によってタ
ングステンシリサイド層を積層する方法が知られてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のポリシリコ
ン層とタングステンシリサイド層からなるフローティン
グ電極の作製方法の場合、ポリシリコン層のみのフロー
ティング電極に比べ比抵抗が1/10程度になるため、応
答速度を要求されるデバイスに対して有利に使用されて
きた。しかし、メモリ内容の書き換え操作によるトンネ
ル酸化膜の破壊が起こりやすくなるという問題がある。
ン層とタングステンシリサイド層からなるフローティン
グ電極の作製方法の場合、ポリシリコン層のみのフロー
ティング電極に比べ比抵抗が1/10程度になるため、応
答速度を要求されるデバイスに対して有利に使用されて
きた。しかし、メモリ内容の書き換え操作によるトンネ
ル酸化膜の破壊が起こりやすくなるという問題がある。
【0004】この発明は、上記問題を解決するためにな
されたものであって、メモリ内容の書き換え操作による
トンネル膜の破壊寿命をポリシリコン層のみ場合と同程
度に維持しながら、比抵抗が小さく応答速度の速い不揮
発性メモリ装置の製造方法を提供しようとするものであ
る。
されたものであって、メモリ内容の書き換え操作による
トンネル膜の破壊寿命をポリシリコン層のみ場合と同程
度に維持しながら、比抵抗が小さく応答速度の速い不揮
発性メモリ装置の製造方法を提供しようとするものであ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明によれば、シリ
コン基板上に、トンネル酸化膜を介してポリシリコン層
とタングステンシリサイド層とが順に積層されてなるフ
ローティング電極が配設された不揮発性メモリ装置の製
造において、タングステンシリサイド層がWF 6 ガスを
SiH2 Cl2 ガスで還元するCVD法によって作製す
ることを特徴とする不揮発性メモリ装置の製造方法が提
供される。
コン基板上に、トンネル酸化膜を介してポリシリコン層
とタングステンシリサイド層とが順に積層されてなるフ
ローティング電極が配設された不揮発性メモリ装置の製
造において、タングステンシリサイド層がWF 6 ガスを
SiH2 Cl2 ガスで還元するCVD法によって作製す
ることを特徴とする不揮発性メモリ装置の製造方法が提
供される。
【0006】この発明においては、シリコン基板上に、
トンネル酸化膜を介してポリシリコン層とタングステン
シリサイド層とが順に積層されてなるフローティング電
極が配設される。上部トンネル酸化膜は、メモリ内容の
書き込み又は書き換えのためにソース・ドレインに高電
圧が印加されたときソース・ドレインとフローティング
電極間でトンネル効果によって電荷を移動させ、高電圧
が印加されないときフローティング電極を絶縁するため
のものであって、通常60〜120 Åのシリコン酸化膜が用
いられる。
トンネル酸化膜を介してポリシリコン層とタングステン
シリサイド層とが順に積層されてなるフローティング電
極が配設される。上部トンネル酸化膜は、メモリ内容の
書き込み又は書き換えのためにソース・ドレインに高電
圧が印加されたときソース・ドレインとフローティング
電極間でトンネル効果によって電荷を移動させ、高電圧
が印加されないときフローティング電極を絶縁するため
のものであって、通常60〜120 Åのシリコン酸化膜が用
いられる。
【0007】上記フローティング電極は、メモリ内容に
よってトンネル酸化膜を介して電荷を受容又は放出して
メモリ内容を書き込み、またメモリ内容を速い応答速度
で呼出すためのものであって、比抵抗の小さいものがよ
く、トンネル酸化膜上にポリシリコン層とタングステン
シリサイド層とを順に積層して形成される。ポリシリコ
ン層は、トンネル絶縁膜形成面上にn+ 又はP+ ポリシ
リコン層を形成して用いることができる。この膜厚は、
通常0.1 〜0.3 μmである。
よってトンネル酸化膜を介して電荷を受容又は放出して
メモリ内容を書き込み、またメモリ内容を速い応答速度
で呼出すためのものであって、比抵抗の小さいものがよ
く、トンネル酸化膜上にポリシリコン層とタングステン
シリサイド層とを順に積層して形成される。ポリシリコ
ン層は、トンネル絶縁膜形成面上にn+ 又はP+ ポリシ
リコン層を形成して用いることができる。この膜厚は、
通常0.1 〜0.3 μmである。
【0008】タングステンシリサイド層は、フローティ
ング電極の比抵抗を下げるためのものであって、ポリシ
リコン層上に積層してポリシリコン層と共にフローティ
ング電極を構成する。タングステンシリサイド層の作製
は、CVD装置内に、表面にトンネル絶縁膜を介してポ
リシリコン層が形成されたシリコン基板を配置し、所定
温度に加熱し、所定量のWF6 ガスとSiH2 Cl2 ガ
スを供給しWF6 ガスをSiH2 Cl 2 ガスで還元する
ことによってポリシリコン層上に所定膜厚のタングステ
ンシリサイド層を堆積して行うことができる。
ング電極の比抵抗を下げるためのものであって、ポリシ
リコン層上に積層してポリシリコン層と共にフローティ
ング電極を構成する。タングステンシリサイド層の作製
は、CVD装置内に、表面にトンネル絶縁膜を介してポ
リシリコン層が形成されたシリコン基板を配置し、所定
温度に加熱し、所定量のWF6 ガスとSiH2 Cl2 ガ
スを供給しWF6 ガスをSiH2 Cl 2 ガスで還元する
ことによってポリシリコン層上に所定膜厚のタングステ
ンシリサイド層を堆積して行うことができる。
【0009】所定温度は、通常450 〜650 ℃好ましくは
500 〜600 ℃である。WF6 ガスの所定量は、通常0.00
1 〜0.003 Torrの分圧に相当する量がよい。SiH2 C
l2 ガスの所定量は、通常0.07〜0.1 Torrの分圧に相当
する量がよい。得られるタングステンシリサイド層は、
フッソ含有量が、通常約1×1019atoms/cm3 である。ま
た、この膜厚は、通常0.1 〜0.3 μmである。
500 〜600 ℃である。WF6 ガスの所定量は、通常0.00
1 〜0.003 Torrの分圧に相当する量がよい。SiH2 C
l2 ガスの所定量は、通常0.07〜0.1 Torrの分圧に相当
する量がよい。得られるタングステンシリサイド層は、
フッソ含有量が、通常約1×1019atoms/cm3 である。ま
た、この膜厚は、通常0.1 〜0.3 μmである。
【0010】この発明においては、この後タングステン
シリサイド層とポリシリコン層の積層領域を所定パター
ンにエッチングし、この上を絶縁膜で被覆してフローテ
ィング電極を形成し、この後公知のEEPROMの作製と同様
にしてソース・ドレイン及びメタル電極を形成し不揮発
性メモリ装置を作製する。
シリサイド層とポリシリコン層の積層領域を所定パター
ンにエッチングし、この上を絶縁膜で被覆してフローテ
ィング電極を形成し、この後公知のEEPROMの作製と同様
にしてソース・ドレイン及びメタル電極を形成し不揮発
性メモリ装置を作製する。
【0011】
【作用】SiH2 Cl2 が、WF6 を還元して不純物と
してのF含有量の少ないタングステンシリサイド層を形
成し、F含有量の少ないタングステンシリサイド層がメ
モリ内容の書き換え操作によるトンネル酸化膜の破壊を
防ぐ。
してのF含有量の少ないタングステンシリサイド層を形
成し、F含有量の少ないタングステンシリサイド層がメ
モリ内容の書き換え操作によるトンネル酸化膜の破壊を
防ぐ。
【0012】
【実施例】この発明の実施例を図面を用いて説明する。
図1に示すようにシリコン基板1上に、フィールド酸化
膜2を形成して素子領域を分離し、メモリセル内のトン
ネル酸化膜形成領域下方のシリコン基板内にイオン注入
層を形成した後、該素子領域に約200 Åの厚さのゲート
酸化膜酸を形成する。
図1に示すようにシリコン基板1上に、フィールド酸化
膜2を形成して素子領域を分離し、メモリセル内のトン
ネル酸化膜形成領域下方のシリコン基板内にイオン注入
層を形成した後、該素子領域に約200 Åの厚さのゲート
酸化膜酸を形成する。
【0013】この後、フォトリソグラフィ法によってト
ンネル酸化膜形成領域に窓あけをする。次に、図2に示
すように窓あけした部分に約80Åの厚さのトンネル絶縁
膜4を形成し、この上に約0.15μm(ゲート酸化膜3上
方の厚さ)のリンをドープしたポリシリコン層を堆積さ
せる。
ンネル酸化膜形成領域に窓あけをする。次に、図2に示
すように窓あけした部分に約80Åの厚さのトンネル絶縁
膜4を形成し、この上に約0.15μm(ゲート酸化膜3上
方の厚さ)のリンをドープしたポリシリコン層を堆積さ
せる。
【0014】次に図3に示すようにポリシリコン層5上
に、SiH2 Cl2 ガスとWF6 ガスを用いたLPCV
D法によって500 〜600 ℃で約0.2 μmのタングステン
シリサイド層6を形成する。次に、図4に示すようにフ
ォトリソグラフィ法によってタングステンシリサイド層
6とポリシリコン層5を所定パターンにエッチングし、
この上に酸化シリコン膜7を形成してフローティング電
極8を形成する。この後従来のEEPROMの作製と同様にし
てソース9、ドレイン10及びメタル電極を形成し不揮発
性メモリ装置を作製する。 比較例1 実施例1において、リンをドープしたポリシリコン膜の
膜厚を0.15μmとし、この上にタングステンシリサイド
膜を形成せずポリシリコン膜のみでフローティング電極
を形成し、この他は実施例1と同様にして不揮発性メモ
リ装置を作製する。 比較例2 実施例1において、SiH2 Cl2 ガスを用いる代わり
にSiH4 ガスを用い300 〜400 ℃のLPCVD法によ
ってタングステンシリサイド層を形成する他は実施例1
と同様にして不揮発性メモリ装置を作製する。
に、SiH2 Cl2 ガスとWF6 ガスを用いたLPCV
D法によって500 〜600 ℃で約0.2 μmのタングステン
シリサイド層6を形成する。次に、図4に示すようにフ
ォトリソグラフィ法によってタングステンシリサイド層
6とポリシリコン層5を所定パターンにエッチングし、
この上に酸化シリコン膜7を形成してフローティング電
極8を形成する。この後従来のEEPROMの作製と同様にし
てソース9、ドレイン10及びメタル電極を形成し不揮発
性メモリ装置を作製する。 比較例1 実施例1において、リンをドープしたポリシリコン膜の
膜厚を0.15μmとし、この上にタングステンシリサイド
膜を形成せずポリシリコン膜のみでフローティング電極
を形成し、この他は実施例1と同様にして不揮発性メモ
リ装置を作製する。 比較例2 実施例1において、SiH2 Cl2 ガスを用いる代わり
にSiH4 ガスを用い300 〜400 ℃のLPCVD法によ
ってタングステンシリサイド層を形成する他は実施例1
と同様にして不揮発性メモリ装置を作製する。
【0015】実施例1、比較例1及び比較例2におい
て、フローティング電極のFの含有量と比抵抗を測定す
ると共に得られた不揮発性メモリ装置を定電流TDDB
測定にかけトンネル酸化膜の平均破壊時間を測定したと
ころ、
て、フローティング電極のFの含有量と比抵抗を測定す
ると共に得られた不揮発性メモリ装置を定電流TDDB
測定にかけトンネル酸化膜の平均破壊時間を測定したと
ころ、
【0016】
【表1】 表1に示すように、この発明の実施例で得られた不揮発
性メモリ装置は、トンネル酸化膜の平均破壊時間が大き
く低下することなくフローティング電極の比抵抗の小さ
いことが確認された。
性メモリ装置は、トンネル酸化膜の平均破壊時間が大き
く低下することなくフローティング電極の比抵抗の小さ
いことが確認された。
【0017】
【発明の効果】この発明によれば、メモリ内容の書き換
え操作によるトンネル酸化膜の破壊寿命を低下させるこ
となく、フローティング電極の比抵抗が小さく応答速度
の速い不揮発性メモリ装置の製造方法を提供することが
できる。
え操作によるトンネル酸化膜の破壊寿命を低下させるこ
となく、フローティング電極の比抵抗が小さく応答速度
の速い不揮発性メモリ装置の製造方法を提供することが
できる。
【図1】この発明の実施例で作製した不揮発性メモリ装
置の製造工程の説明図である。
置の製造工程の説明図である。
【図2】この発明の実施例で作製した不揮発性メモリ装
置の製造工程の説明図である。
置の製造工程の説明図である。
【図3】この発明の実施例で作製した不揮発性メモリ装
置の製造工程の説明図である。
置の製造工程の説明図である。
【図4】この発明の実施例で作製した不揮発性メモリ装
置の製造工程の説明図である。
置の製造工程の説明図である。
1 シリコン基板 2 フィールド酸化膜 3 ゲート酸化膜 4 トンネル絶縁膜 5 ポリシリコン層 6 タングステンシリサイド層 7 酸化シリコン膜 8 フローティング電極 9 ソース 10 ドレイン
Claims (2)
- 【請求項1】 シリコン基板上に、トンネル酸化膜を介
してポリシリコン層とタングステンシリサイド層とが順
に積層されてなるフローティング電極が配設された不揮
発性メモリ装置の製造において、タングステンシリサイ
ド層がWF6ガスをSiH2 Cl2 ガスで還元するCV
D法によって作製することを特徴とする不揮発性メモリ
装置の製造方法。 - 【請求項2】 CVD法が、500 〜600 ℃の温度で行わ
れる請求項1の方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3239970A JP2723396B2 (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 不揮発性メモリ装置の製造方法 |
US07/945,902 US5981366A (en) | 1991-09-19 | 1992-09-17 | Method for manufacturing non-volatile memory |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3239970A JP2723396B2 (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | 不揮発性メモリ装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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