JP2786041B2 - 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
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Description
の製造方法に関し、より詳細には高集積化に適した不揮
発性半導体記憶装置の製造方法に関する。
ランジスタのセレクトゲート電極側壁部に形成されるポ
リシリコンサイドウォールをフローティングゲート電極
とする不揮発性半導体記憶装置が提案されており、この
ような不揮発性半導体記憶装置は以下に示すように、セ
レクトゲート電極側壁部に絶縁膜を介してフローティン
グゲート電極を形成することにより作製される。
造方法を図3及び図4に基づいて説明する。図3及び図
4において、21はシリコン基板を示しており、シリコ
ン基板21表面にゲート絶縁膜として、例えば、150
Å程度のSiO2 膜22を形成した後、厚さ3000Å
程度のポリシリコン23及び厚さ2000Å程度のNS
G24を積層し、フォトリソグラフィ工程によるパター
ニングによりセレクトゲート電極33を形成する。この
際、セレクトゲート電極33のパターニングと同時に、
セレクトゲート電極33周辺部のシリコン基板21上の
SiO2 膜22がエッチングされ、セレクトゲート電極
33周辺部のシリコン基板21上のSiO2 膜22の膜
厚は50Å程度となる。さらに、フォトリソグラフィ工
程により、セレクトゲート電極33の一方に、例えばA
sをイオン注入し、ソース領域を形成する(図3
(a))。
セレクトゲート電極33上にSiO 2 膜26を形成す
る。この際、シリコン基板21上では150Å程度の膜
厚のSiO2 膜26が形成されることとなり、このSi
O2 膜26は、後工程で形成するセレクトゲート電極3
3側壁部のサイドウォール絶縁膜であるSiN膜27の
エッチバック時のストッパとなる酸化膜となる(図3
(b))。
程度のSiN膜27を積層し(図3(c))、異方性エ
ッチングによりSiN膜27をエッチバックすることに
より、セレクトゲート電極33側壁部にSiN膜27を
残してサイドウォール絶縁膜を形成する(図4
(d))。次いで、シリコン基板21上に形成されたS
iO2 膜22を除去したのち、さらにシリコン基板2
1、セレクトゲート電極33及びSiN膜27上にトン
ネル酸化膜として、90Å程度のSiO2 膜28を形成
する(図4(e))。
積層させ、上記と同様の異方性エッチングにより、セレ
クトゲート電極33側壁部にSiN膜27及びSiO2
膜26、28を介してフローティングゲート電極29を
形成した後、これらセレクトゲート電極33及びフロー
ティングゲート電極29をマスクとして、例えば、リン
をイオン注入することによりドレイン領域31を形成す
る。そして、これらシリコン基板21、セレクトゲート
電極33及びフローティングゲート電極29上に層間絶
縁膜としてONO(Oxide-Nitride-Oxide )膜30及び
プログラムゲート電極32用のポリシリコンを積層し
(図4(f))、フォトリソグラフィー工程でプログラ
ムゲート電極32のパターニングを行う。
体記憶装置の製造方法においては、セレクトゲート電極
33とフローティングゲート電極29との間にSiNサ
イドウォール絶縁膜27が形成されている。このSiN
サイドウォール絶縁膜27は、半導体基板1及びセレク
トゲート電極33上に積層したSiN膜27をエッチバ
ックすることにより形成されるが、SiN膜27のエッ
チバック時、半導体基板1自身のエッチングを防止する
ために半導体基板1上にストッパとなる酸化膜22が必
要となる。所望の膜厚のSiN膜27をエッチバックす
るためにはストッパとして150Å程度のSiO2 膜2
2を形成しなければならないが、半導体基板1上にその
膜厚のSiO2 膜22を確保するためには、セレクトゲ
ート電極33パターニングの後、再び酸化することによ
りSiO2 膜22の膜厚を確保しなければならない。こ
の酸化の際、同時にセレクトゲート電極33を構成する
ポリシリコンが酸化され、300〜400Åと厚く酸化
されてしまう。このため、セレクトゲート電極33とフ
ローティングゲート電極29との間の絶縁膜の膜厚が大
きくなり、セレクトゲート電極33とフローティングゲ
ート電極29との間に形成されるチャネル間にギャップ
が生じることとなり、読み出し電流が低下するという問
題があった。
のであり、セレクトゲート電極とフローティングゲート
電極との間の絶縁膜の膜厚を制御して、メモリセルの特
性の安定化を図ることができ半導体記憶装置の製造方法
を提供することを目的としている。
基板上にゲート酸化膜を介して形成されたセレクトゲー
ト電極と、該セレクトゲート電極側壁部に形成されたフ
ローティングゲート電極とから形成されるトランジスタ
を含む不揮発性半導体記憶装置の製造方法において、
(i)前記ゲート酸化膜を介して前記セレクトゲート電極
が形成された前記半導体基板上に窒化膜を堆積して、前
記セレクトゲート電極側壁部を被覆する工程、(ii) 前
記半導体基板上全面に酸化膜を形成する工程、(iii)さ
らに、前記酸化膜上に窒化膜を積層させて、前記セレク
トゲート電極側壁部に窒化膜サイドウォール絶縁膜を形
成する工程、(iv) 前記窒化膜サイドウォール絶縁膜を
介してフローティングゲート電極を形成する工程、を含
む不揮発性半導体記憶装置の製造方法が提供される。
えばCVD法等により形成することができ、セレクトゲ
ート電極側壁部を被覆する際に形成する窒化膜の膜厚は
50〜100Å程度、窒化膜サイドウォール絶縁膜を形
成するための窒化膜の膜厚は350〜400Å程度が好
ましい。また、酸化膜は公知の方法、例えば、熱酸化等
により形成することができ、ゲート酸化膜としては12
0〜150Å程度、窒化膜によりセレクトゲート電極側
壁部を被覆した後形成する酸化膜は250〜300Å程
度が好ましい。
側壁部の被覆、及びセレクトゲート電極側壁部の窒化膜
サイドウォール絶縁膜形成は公知の異方性エッチング方
法により行うことができる。なお、ゲート酸化膜として
半導体基板全面に形成された酸化膜、及び窒化膜により
セレクトゲート電極側壁部を被覆した後形成する酸化膜
は、窒化膜をエッチングする際のストッパとして作用す
る。
ゲート電極はポリシリコン上にNSGが積層された2層
構造とすることが好ましく、フローティングゲート電極
はポリシリコンで形成することが好ましい。
側壁部を窒化膜で被覆した後、SiNサイドウォール絶
縁膜を形成するために行うエッチングのストッパとなる
一定膜厚の酸化膜を半導体基板及びセレクトゲート電極
上に形成するので、直接、半導体基板及びセレクトゲー
ト電極上にストッパとなる酸化膜を形成する場合と比較
して、セレクトゲート電極側壁部の酸化膜の膜厚を容易
に制御することができる。
方法を図1及び図2に基づいて説明する。なお、本実施
例においてはp型半導体基板を用いた場合について説明
しているが、n型半導体基板を用いた場合も基本的には
同様であり、本発明もまた、これらに及ぶものである。
を示しており、シリコン基板1表面にゲート絶縁膜とし
て、例えば、150Å程度のSiO2 膜2を形成した
後、厚さ3000Å程度のポリシリコン3及び厚さ20
00Å程度のNSG4を積層し、フォトリソグラフィ工
程によるパターニングによりセレクトゲート電極5を形
成する。この際、セレクトゲート電極5のパターニング
と同時に、セレクトゲート電極5周辺部のシリコン基板
1上のSiO2 膜2がエッチングされ、セレクトゲート
電極5周辺部のシリコン基板1上のSiO2 膜2の膜厚
は50Å程度となる。さらに、フォトリソグラフィ工程
により、セレクトゲート電極5の一方に、例えばAsを
2.5×1015cm-2、50keVにてイオン注入し、
ソース領域を形成する(図1(a))。
クトゲート電極5上にSiN膜7を100Å程度堆積し
(図1(b))、異方性エッチングによりSiN膜7を
エッチバックすることにより、セレクトゲート電極5側
壁部をSiN膜7で被覆する(図1(c))。さらに、
酸化によりシリコン基板1、セレクトゲート電極5及び
SiN膜7上に100Å程度のSiO2 膜8を形成す
る。この際、シリコン基板1上では150Å程度の膜厚
のSiO2 膜8が形成されることとなり、このSiO2
膜8は、後工程で形成するセレクトゲート電極5側壁部
のサイドウォール絶縁膜であるSiN膜9のエッチバッ
ク時のストッパとなる酸化膜となる(図1(d))。
て、400Å程度のSiN膜9を積層し(図2
(e))、上記と同様の異方性エッチングによりSiN
膜9をエッチバックすることにより、セレクトゲート電
極5側壁部にSiN膜9により、サイドウォール絶縁膜
を形成する(図2(f))。次いで、シリコン基板1上
に形成されたSiO2 膜2を除去したのち、さらにシリ
コン基板1、セレクトゲート電極5及びSiN膜9上に
トンネル酸化膜として、90Å程度のSiO2 膜10を
形成する(図2(g))。
積層させ、上記と同様の異方性エッチングにより、セレ
クトゲート電極5側壁部にSiN膜7、9及びSiO2
膜8、10を介してフローティングゲート電極11を形
成した後、これらセレクトゲート電極5及びフローティ
ングゲート電極11をマスクとして、例えば、Asを4
0keV、3.0×1015cm-2、及びリンを30ke
V、2.0×1014cm-2ででイオン注入することによ
りドレイン領域14を形成する。そして、これらシリコ
ン基板1、セレクトゲート電極5及びフローティングゲ
ート電極11上に層間絶縁膜としてONO膜12及びプ
ログラムゲート電極13用のポリシリコンを積層し(図
2(h))、フォトリソグラフィー工程でプログラムゲ
ート電極13のパターニングを行う。
によれば、セレクトゲート電極の側壁部を窒化膜で被覆
した後、SiNサイドウォール絶縁膜を形成するために
行うエッチングのストッパとなる一定膜厚の酸化膜を半
導体基板及びセレクトゲート電極上に形成するので、直
接、半導体基板及びセレクトゲート電極上にストッパと
なる酸化膜を形成する場合と比較して、セレクトゲート
電極側壁部の酸化膜の膜厚を容易に制御することができ
る。従って、セレクトゲート電極とフローティングゲー
ト電極との間の絶縁膜の膜厚を薄くすることによって、
セレクトゲート電極とフローティングゲート電極との間
に形成されるチャネル間に生じるギャップを緩和するこ
とができ、読み出し電流の低下等を防止して、メモリセ
ルの特性の安定化を図ることが可能となる。
法の実施例を示す工程図である。
法の実施例を示す工程図である。
施例を示す工程図である。
施例を示す工程図である。
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体基板上にゲート酸化膜を介して形
成されたセレクトゲート電極と、該セレクトゲート電極
側壁部に形成されたフローティングゲート電極とから形
成されるトランジスタを含む不揮発性半導体記憶装置の
製造方法において、 (i)前記ゲート酸化膜を介して前記セレクトゲート電極
が形成された前記半導体基板上に窒化膜を堆積して、前
記セレクトゲート電極側壁部を被覆する工程、 (ii) 前記半導体基板上全面に酸化膜を形成する工程、 (iii)さらに、前記酸化膜上に窒化膜を積層させて、前
記セレクトゲート電極側壁部に窒化膜サイドウォール絶
縁膜を形成する工程、 (iv) 前記窒化膜サイドウォール絶縁膜を介してフロー
ティングゲート電極を形成する工程、 を含むことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4004076A JP2786041B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 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 |
---|---|---|---|
JP4004076A JP2786041B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05190862A JPH05190862A (ja) | 1993-07-30 |
JP2786041B2 true JP2786041B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=11574715
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4004076A Expired - Lifetime JP2786041B2 (ja) | 1992-01-13 | 1992-01-13 | 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2786041B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100293629B1 (ko) * | 1998-03-30 | 2001-10-25 | 박종섭 | 플래쉬이이피롬셀,그제조방법및이를이용한프로그램,소거및독출방법 |
KR100276564B1 (ko) * | 1998-03-30 | 2000-12-15 | 김영환 | 플래쉬 이이피롬셀의 제조방법 및 그의 프로그램,소거 및 독출방법 |
JP4892199B2 (ja) | 2005-06-06 | 2012-03-07 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 |
-
1992
- 1992-01-13 JP JP4004076A patent/JP2786041B2/ja not_active Expired - Lifetime
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JPH05190862A (ja) | 1993-07-30 |
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