JP2778052B2 - 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

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JP2778052B2 JP63266448A JP26644888A JP2778052B2 JP 2778052 B2 JP2778052 B2 JP 2778052B2 JP 63266448 A JP63266448 A JP 63266448A JP 26644888 A JP26644888 A JP 26644888A JP 2778052 B2 JP2778052 B2 JP 2778052B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はEPROM等の不揮発性メモリ装置の製造方法に
関し、特にその不揮発性メモリ装置を構成するトランジ
スタが、ドレインの高濃度不純物領域のチャンネル側に
低濃度不純物領域を設けた所謂LDD(ライトリー・ドー
プト・ドレイン)構造とされる不揮発性メモリ装置の製
造方法に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、メモリトランジスタ,高電圧用トランジス
タ,低電圧用トランジスタがそれぞれLDD構造とされる
不揮発性メモリ装置の製造方法において、そのメモリト
ランジスタのゲート電極のパターニング後、同じマスク
を用いて低濃度不純物領域を形成するためのイオン注入
を行うことにより、その製造工程の簡略化を実現するも
のである。
〔従来の技術〕
一般に不揮発性メモリ装置は、同一基板上に、書き込
み電圧(例えば12.5V)用である高電圧用トランジスタ
と、読み出し等で用いられる5V等の低電圧用トランジス
タが周辺回路に形成され、さらにメモリセルアレイに形
成されコントロールゲート電極とフローティングゲート
電極を有したメモリトランジスタとが形成される。
また、このような不揮発性メモリ装置は、これら3つ
のタイプのトランジスタを同一基板上に形成する必要が
あるために、各タイプ毎の製造工程が加わる。また、不
揮発性メモリ装置を製造する方法として、本件出願人は
先に、特願昭62−293271号明細書及び図面に記載される
技術を提案している。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところで、このような不揮発性メモリ装置において
も、他の半導体メモリ装置と同様に、その微細化に従
い、ドレインの高濃度不純物領域のチャンネル側に低濃
度不純物領域を設けた所謂LDD(ライトリー・ドープト
・ドレイン)構造とすることが一般的になっている。
ところが、各タイプのトランジスタでは、それぞれ別
個の濃度の低濃度不純物領域を形成する必要があり、同
じ工程で複数のトランジスタの低濃度不純物領域を形成
するためのイオン注入を行うことは困難である。例え
ば、書き込み用のトランジスタでは、そのドーズ量がリ
ンを用いて1012cm-2程度であり、低電圧用のトランジス
タではリンを用いて5×1013cm-2程度であり、メモリト
ランジスタでは例えば砒素又はリンを用いて1×1013
1×1015cm-2程度である。従って、各トランジスタの低
濃度不純物領域を形成するために、少なくとも3枚のマ
スクが必要とされ、3回のイオン注入工程が必要とされ
ていた。
そこで、本発明は上述の技術的な課題に鑑み、その工
程を簡略化するような不揮発性メモリ装置の製造方法を
提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上述の目的を達成するため、本発明は、メモリセルの
フローティングゲート電極上にコントロールゲート電極
が積層されたメモリトランジスタが形成され、周辺回路
に高電圧用のトランジスタ及び低電圧用のトランジスタ
が形成され、上記フローティング電極が第1の導電層で
形成され、上記コントロールゲート電極及び高電圧用ト
ランジスタのゲート電極及び低電圧用トランジスタのゲ
ート電極が第2の導電層で形成され、これら各トランジ
スタのドレインは高濃度不純物領域のチャンネル側にそ
れぞれ異なる濃度の低濃度不純物領域が形成された構造
とされる不揮発性メモリ装置の製造方法において、上記
コントロールゲート電極及び高電圧用トランジスタのゲ
ート電極及び低電圧用トランジスタのゲート電極を形成
する第2の導電層を第1のレジストパターンにより同時
にパターニングし、次いで、上記高電圧用トランジスタ
及び低電圧用トランジスタが形成される周辺回路領域の
みを更に第2のレジストパターンで覆った後、上記第1
のレジストパターンにより上記フローティング電極を形
成する第1の導電層をパターニングし、その後、上記第
1のレジストパターンにより上記メモリトランジスタの
上記低濃度不純物領域を形成するためのイオン注入を行
うようにしたものである。
〔作用〕
本発明に係る不揮発性メモリ装置の製造方法は、コン
トロールゲート電極及び高電圧用トランジスタのゲート
電極及び低電圧用トランジスタのゲート電極を形成する
第2の導電層を第1のレジストパターンにより同時にパ
ターニングし、次いで、高電圧用トランジスタ及び低電
圧用トランジスタが形成される周辺回路領域のみを更に
第2のレジストパターンで覆った後、第1のレジストパ
ターンによりコントロールゲート電極が積層されるフロ
ーティング電極を形成する第1の導電層をパターニング
し、その後、第1のレジストパターンによりメモリトラ
ンジスタの低濃度不純物領域を形成するためのイオン注
入を行っているので、イオン注入用の独立したマスクを
形成する工程が省略されている。
〔実施例〕
本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明す
る。
本実施例はメモリトランジスタ,高電圧用トランジス
タ,低電圧用トランジスタの3つのタイプのトランジス
タが同一基板上に形成され、それぞれトランジスタのド
レインは、高濃度不純物領域のチャンネル側に低濃度不
純物領域が形成された構造とされるEPROMの製造方法で
ある。以下、本実施例の製造工程を第1図a〜第1図m
を参照しながら説明する。
まず、第1図aに示すように、p型のシリコン基板1
上に、およそ500Åの膜厚のパッド酸化膜2を形成し、
そのパッド酸化膜2上にシリコン窒化膜3を形成する。
このシリコン窒化膜3の膜厚は、およそ1000Åである。
次に、このシリコン窒化膜3を素子分離領域を形成すべ
き領域で開口し、チャンネルストッパー領域の形成のた
めのp型の不純物を導入する。
次に、第1図bに示すように、選択酸化を行ってシリ
コン窒化膜3の開口された領域にフィールド酸化膜4を
形成する。その下部には、前工程で導入されたp型の不
純物によりp型のチャンネルストッパー領域が形成され
る。フィールド酸化膜4の形成後、シリコン窒化膜3,パ
ッド酸化膜2が除去され、第1のゲート酸化膜6が形成
される。この第1のゲート酸化膜6の形成後、メモリト
ランジスタを形成すべき領域Mには、第1層目のポリシ
リコン層7が第1のゲート酸化膜6上に形成される。こ
の第1層目のポリシリコン層7の膜厚は例えば2000Åで
ある。周辺回路の高電圧用のトランジスタを形成すべき
領域Hや低電圧用トランジスタを形成すべき領域Lで
は、第1層目のポリシリコン層7は除去される。
次に、第1図cに示すように、領域Mでは、第1層目
のポリシリコン層7の表面が酸化され、酸化膜8が形成
される。この酸化膜8は、フローティングゲート電極と
コントロールゲート電極の間の酸化膜となる。また、領
域L,Hでは、ゲート酸化膜9が形成される。また、この
時、閾値電圧Vthの調製ためのイオン注入も行われる。
次に、第1図dに示すように、前面に第2層目のポリ
シリコン層10が形成される。この第2層目のポリシリコ
ン層10は、メモリトランジスタが形成される領域Mで
は、上記第1層目のポリシリコン層7上に酸化膜8を介
して積層されることになる。また、他の領域L,Hでは、
ゲート絶縁膜9上に積層される。
次に、第1図eに示すように、ゲート電極のパターニ
ングが行われる。このパターニングは、所要のレジスト
層11を第2層目のポリシリコン層10上に形成し、これを
選択的に露光,現像してマスクとする。そして、パター
ニングされたレジスト層11をマスクとして、RIE等の異
方性エッチングにより上記第2層目のポリシリコン層10
をパターニングする。このエッチングによって、領域M
ではコントロールゲート電極12が形成され、領域Lでは
ゲート電極13が形成され、領域Hではゲート電極14が形
成される。
次に、第1図fに示すように、コントロールゲート電
極12の下部の第1層目のポリシリコン層7をコントロー
ルゲート電極12とセルフアラインでパターニングするた
めに、領域L,Hにはマスクとしてのレジスト層15が形成
される。そして、まず、領域Mにおける酸化膜8を除去
するためのRIE等の異方性エッチングが行われる。
このように領域Mの酸化膜8を除去したところで、第
1図gに示すように、RIE等の異方性エッチングによっ
て、第1層目のポリシリコン層7をパターニングする。
この第1層目のポリシリコン層7のパターニングによ
り、フローティングゲート電極16が上記コントロールゲ
ート電極12とセルフアラインで形成される。
フローティングゲート電極16の形成後、マスクとして
用いたレジスト層11,15を除去せずに、第1図hに示す
ように、同じマスクを用いて低濃度不純物領域を形成す
るためのイオン注入を行う。この時レジスト層11,15を
そのまま用いることで、コントロールゲート電極及びフ
ローティングゲート電極16とセルフアラインに低濃度不
純物領域17がシリコン基板1の表面に形成される。イオ
ン注入の条件は、例えば砒素又はリンを用いて1×1013
〜1×1015cm-2程度である。
次に、第1図iに示すように、領域Lだけ開口したレ
ジスト層18を形成し、イオン注入を行う。イオン注入の
条件は例えばリンを用いて5×1013cm-2程度である。す
ると、ゲート電極13とセルフアラインでシリコン基板の
表面に低濃度不純物領域19が得られる。
次に、第1図jに示すように、レジスト層18を除去
し、領域Hだけ開口したレジスト層20を形成し、イオン
注入を行う。このイオン注入のドーズ量は例えばリンを
用いて1012cm-2程度である。このイオン注入でゲート電
極14とセルフアラインでシリコン基板の表面に低濃度不
純物領域21が得られる。なお、第1図iと第1図jの工
程は逆の順序で行っても良い。
次に、第1図kに示すように、前面にCVD法等よりシ
リコン酸化膜を形成し、これをエッチバックして、各ゲ
ート電極12,16,13,14の側壁にサイドウォール22,23,24
を形成する。このサイドウォール22,23,24は、高濃度不
純物領域を低濃度不純物領域とオフセットさせるための
ものである。
次に、第1図に示すように、各ゲート電極12,13,14
及びサイドウォール22,23,24並びにフィールド酸化膜4
をマスクとしながら、イオン注入を行ってトランジスタ
のn+型の高濃度不純物領域25,26,27を形成する。このイ
オン注入で、各トランジスタはLDD構造となる。なお、
サイドウォール22〜24若しくはレジスト層等のマスクを
ドレイン側のみに形成して、ドレイン側のみの高濃度不
純物領域をずらせるようにしても良い。
次に、第1図mに示すように、CVD層間膜29を形成す
る。このCVD層間膜29はリフロー膜であり、ソース・ド
レイン等のコンタクトホールの開口後、リフローされ
る。次に、コンタクトホールで高濃度不純物領域25,26,
27と接続するように、所要のパターンのアルミ配線層30
が形成される。このアルミ配線層30の形成後、全面にPS
G膜31が形成される。
上述の本実施例のEPROMの製造方法では、低濃度不純
物領域17のイオン注入による形成が、フローティングゲ
ート電極16の形成のために用いたマスクをそのまま用い
て行われるために、イオン注入用のマスクが1枚節約さ
れることになり、従って、工程の簡略化が行われる。
〔発明の効果〕
本発明に係る不揮発性メモリ装置の製造方法は、コン
トロールゲート電極及び高電圧用トランジスタのゲート
電極及び低電圧用トランジスタのゲート電極を形成する
第2の導電層を第1のレジストパターンにより同時にパ
ターニングし、次いで、高電圧用トランジスタ及び低電
圧用トランジスタが形成される周辺回路領域のみを更に
第2のレジストパターンで覆った後、第1のレジストパ
ターンによりコントロールゲート電極が積層されるフロ
ーティング電極を形成する第1の導電層をパターニング
し、その後、第1のレジストパターンによりメモリトラ
ンジスタの低濃度不純物領域を形成するためのイオン注
入を行っているので、メモリトランジスタの低濃度不純
物領域を形成するためのイオン注入用の独立したマスク
を形成する必要なく、製造工程の簡略化を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図a〜第1図mは本発明の不揮発性メモリ装置の製
造方法の一例をその工程に従って説明するためのそれぞ
れ工程断面図である。 1……シリコン基板 12……コントロールゲート電極 16……フローティングゲート電極 17……低濃度不純物領域 25,26,27……高濃度不純物領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/78 29/788 29/792

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】メモリセルのフローティングゲート電極上
    にコントロールゲート電極が積層されたメモリトランジ
    スタが形成され、周辺回路に高電圧用のトランジスタ及
    び低電圧用のトランジスタが形成され、上記フローティ
    ング電極が第1の導電層で形成され、上記コントロール
    ゲート電極及び高電圧用トランジスタのゲート電極及び
    低電圧用トランジスタのゲート電極が第2の導電層で形
    成され、これら各トランジスタのドレインは高濃度不純
    物領域のチャンネル側にそれぞれ異なる濃度の低濃度不
    純物領域が形成された構造とされる不揮発性メモリ装置
    の製造方法において、 上記コントロールゲート電極及び高電圧用トランジスタ
    のゲート電極及び低電圧用トランジスタのゲート電極を
    形成する第2の導電層を第1のレジストパターンにより
    同時にパターニングし、 次いで、上記高電圧用トランジスタ及び低電圧用トラン
    ジスタが形成される周辺回路領域のみを更に第2のレジ
    ストパターンで覆った後、上記第1のレジストパターン
    により上記フローティング電極を形成する第1の導電層
    をパターニングし、 その後、上記第1のレジストパターンにより上記メモリ
    トランジスタの上記低濃度不純物領域を形成するための
    イオン注入を行うことを特徴とする不揮発性メモリ装置
    の製造方法。
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