JP3363502B2 - 半導体記憶装置の製造方法 - Google Patents
半導体記憶装置の製造方法Info
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Description
造方法に関し、特に、メモリセルアレイ領域と周辺回路
領域との境界領域上に、メモリセルアレイ領域を取囲む
ように導電層を形成することによって、信頼性を向上さ
せることが可能となる半導体装記憶置の製造方法に関す
るものである。
の研究がなされてきており、その特性と機能に応じて、
ROM、SRAM,DRAMといったいくつかの種類の
半導体記憶装置が開発されてきている。以下、この半導
体記憶装置の一例として、スタックゲート型のEPRO
Mを挙げ、それについて説明していくこととする。
ROMの概略構成を示す部分断面図である。まず図25
を参照して、従来のEPROMには、メモリトランジス
タが形成されるメモリセルアレイ領域と、メモリトラン
ジスタの動作制御を行なう周辺回路が形成される周辺回
路領域と、メモリセルアレイ領域と周辺回路領域との境
界部分に境界領域とが形成されている。この境界領域に
は、通常、分離酸化膜などが形成されることになる。
されるように、間隔を隔ててフィールド酸化膜52,5
2aが形成されている。半導体基板51主表面上におけ
るメモリセルアレイ領域上には、ゲート絶縁膜53を介
してフローティングゲート電極56が形成されている。
このフローティングゲート電極56上には、層間絶縁膜
57を介してコントロールゲート電極58が形成されて
いる。このコントロールゲート電極58と、層間絶縁膜
57と、フローティングゲート電極56とでメモリトラ
ンジスタが構成されることになる。
辺回路領域には、ゲート絶縁膜53を介してゲート電極
54が形成されている。このゲート電極54を含むトラ
ンジスタによって、周辺回路が構成されることになる。
半導体基板51主表面における境界領域には、フィール
ド酸化膜52aが形成されている。そして、上記のメモ
リトランジスタ、フィールド酸化膜52,52aおよび
ゲート電極54を覆うように、層間絶縁膜59が形成さ
れている。
タクトホール61が形成されている。このコンタクトホ
ール61内表面を含む層間絶縁膜59上には、アルミニ
ウム(Al)などからなる配線層60が選択的に形成さ
れている。
造を有する従来のEPROMの製造方法について説明す
る。図26〜図30は、従来のEPROMの製造工程の
第1工程〜第5工程を示す部分断面図である。
主表面に、選択的に熱酸化処理を施すことによって、フ
ィールド酸化膜52,52aを形成する。そして、半導
体基板51の主表面全面上に、ゲート絶縁膜53を形成
する。次に、CVD(Chemical Vapor
Deposition)法などを用いて、多結晶シリコ
ンなどからなる1000Å〜1500Å程度の膜厚を有
する第1導電層56aを堆積する。
ことによって、この第1導電層56aをメモリセルアレ
イ領域内に残余させる。次に、この第1導電層56a上
に、シリコン酸化膜あるいはシリコン酸化膜とシリコン
窒化膜との複合構造などからなる300Å程度の膜厚を
有する絶縁層57aを形成する。次に、この絶縁層57
a上、境界領域に位置するフィールド酸化膜52a上お
よび周辺回路領域上に、CVD法などを用いて、多結晶
シリコンなどからなる2000Å〜3000Å程度の膜
厚を有する第2導電層55aを堆積する。
どからなる第1マスク層66を塗布する。この第1マス
ク層66をパターニングすることによって、図27に示
されるように、メモリセルアレイ領域を覆い境界領域に
おけるフィールド酸化膜52a上に端部66aを有する
部分と、周辺回路領域に選択的に形成された部分とを有
する第1マスク層66が形成される。次に、図28を参
照して、上記の第1マスク層66をマスクとして用いて
エッチングすることによって、周辺回路領域にゲート電
極54を形成する。その後、第1マスク層66を除去す
る。
レジストなどからなる第2マスク層67を塗布する。そ
して、この第2マスク層67をパターニングする。それ
により、図29に示されるように、周辺回路領域を覆い
境界領域におけるフィールド酸化膜52a上に端部67
aを有する部分と、メモリセルアレイ領域における第2
導電層55a上に選択的に形成された部分とを有する第
2マスク層67が形成されることになる。
領域に形成されたフィールド酸化膜52a上に位置する
端部67aと、境界領域に形成されたフィールド酸化膜
52a上に延在する第2導電層55aとは重ならないよ
うに、第2マスク層67がパターニングされることにな
る。
aが、フィールド酸化膜52a上の第2導電層55aに
重ならないように形成される理由について説明する。
としても、第2導電層55aは、配線層としての機能を
有さない。したがって、このように配線層としての機能
を有さない第2導電層55aを境界領域に残余させるこ
とは好ましくないと考えられていた。そのため、第1マ
スク層66の端部66aと第2マスク層67の端部67
aとは、境界領域におけるフィールド酸化膜52a上で
重ならないような位置関係となるように所定間隔だけず
らせるようにパターニングされていた。
ク層67をマスクとして用いてエッチングすることによ
って、メモリセルアレイ領域に、フローティングゲート
電極56、層間絶縁膜57、コントロールゲート電極5
8をそれぞれ形成する。その後は、図25を参照して、
半導体基板51主表面上全面に、CVD法などを用いて
層間絶縁膜59を形成し、この層間絶縁膜59の所定位
置にコンタクトホール61を形成する。そして、このコ
ンタクトホール61内表面を含む層間絶縁膜59上に、
スパッタリング法などを用いて、アルミニウム(Al)
などからなる配線層60を選択的に形成する。以上の工
程を経て、図18に示される従来のEPROMが形成さ
れることになる。
従来のEPROMに代表される半導体記憶装置には、次
に説明するような問題点があった。その問題点につい
て、図30および図31を用いて説明する。図31は、
従来のEPROMの製造工程で用いた第1マスク層66
と第2マスク層67とを同一の図面に示した部分断面図
である。したがって、図31においては、メモセルアレ
イ領域上において第2マスク層67と第1マスク層66
とが重なる部分69aと、周辺回路領域上において第1
マスク層66と第2マスク層67とが重なる部分69b
とが図示されることとなる。
るフィールド酸化膜52a上の第1マスク層66の端部
66aと、第2マスク層67の端部67aとは重ならな
いように形成されることになる。それは、上記のよう
に、境界領域におけるフィールド酸化膜52a上に、第
2導電層55aの残渣が形成されることを阻止するため
であった。
マスクとして用いて順次エッチングが行なわれる。それ
により、図30に示されるように、フローティングゲー
ト電極56、層間絶縁膜57、コントロールゲート電極
58を形成する際に、境界領域におけるフィールド酸化
膜52a上に凹部68が形成される。
って異なるものであるが、上記のように、第1導電層5
6aの膜厚が1000Å〜1500Å程度であり、絶縁
層57aの膜厚が300Å程度であり、第2導電層55
aの膜厚が2000Å〜3000Å程度であり、フィー
ルド酸化膜52,52aの厚みが4000Å〜5000
Å程度であった場合には、1000Å〜2000Å程度
の深さ以上の深さの凹部68が形成され得ることにな
る。
って、フィールド酸化膜52a上に延在するように形成
される上層の配線層が断線するといった問題点が考えら
れる。また、凹部68の形成に起因して、リーク電流の
発生といった問題点も考えられる。凹部68の深さは、
エッチング条件によってさらに深いものとなり得るた
め、その場合には上記のような問題点はさらに深刻なも
のとなる。
部68が形成されないように、第1および第2マスク層
66,67の端66a,67aの位置を調整することも
考えられる。しかし、凹部68が形成されないように第
1マスク層66および第2マスク層67をパターニング
するには、第1マスク層66の端部66aと第2マスク
層67の端部67aの位置を一致させる必要がある。そ
のためには、非常に高精度なパターニングが必要とな
り、それを実現するのは非常に困難であると考えられ
る。
66,67をパターニングすることによって、微細幅の
第2導電層55aがフィールド酸化膜52a上に残余す
る可能性が高くなる。このように微細幅の第2導電層5
5aがフィールド酸化膜52a上に残余した場合には、
それが剥がれて半導体に損傷を与え、半導体装置の信頼
性を低下させるといった問題点が生じることにもなり得
る。以上のことより、従来は凹部68の形成は避け難た
いものであったといえる。
するような課題が従来のEPROMなどの半導体記憶装
置には考えられている。将来的には、半導体チップに印
加される電源電位は、小さい値になっていくものと考え
られる。それに伴い、たとえばメモリセルアレイ領域内
部における内部電界が弱くなる。その結果、外来ノイズ
によるメモリセルアレイ領域内への影響が無視できなく
なる可能性があるといえる。
憶装置においては、そのようなメモリセルアレイ領域を
保護するための手段が設けられていなかったため、将来
的に、外来ノイズの影響が無視できなくなるといった状
況も考えられる。
フィールド酸化膜の表面が局所的にエッチングされてフ
ィールド酸化膜表面に凹部が形成されることを防止する
ことによって、信頼性を向上させることが可能となる半
導体記憶装置の製造方法を提供することにある。
記憶装置の製造方法は、半導体基板上に、情報を記憶す
るメモリセルアレイ領域と、メモリセルアレイ領域の動
作制御を行なう周辺回路領域と、メモリセルアレイ領域
と周辺回路領域との境界領域に設けられる分離酸化膜と
を有する半導体記憶装置の製造方法であって、下記の各
工程を備える。メモリセルアレイ領域における半導体基
板上に第1導電層、絶縁層を順次形成する。この絶縁層
上、境界領域における分離酸化膜上および周辺回路領域
上に第2導電層を形成する。メモリセルアレイ領域上お
よび境界領域における分離酸化膜上に形成された第2導
電層を第1マスク層で覆った状態で、周辺回路領域上の
第2導電層を所定形状にパターニングする。第1マスク
層を除去する。境界領域における分離酸化膜上の一部の
第2導電層および周辺回路領域上を第2マスク層で覆っ
た状態で、第2導電層、絶縁層および第1導電層を順次
エッチングしてメモリセルアレイ領域上にゲートパター
ンと、分離酸化膜上にゲートパターンの幅以上の幅を持
つパターンとを形成する。第2マスク層を除去する。こ
の発明に基づく半導体記憶装置の製造方法は、他の局面
では、半導体基板上に、情報を記憶するメモリセルアレ
イ領域と、メモリセルアレイ領域の動作制御を行なう周
辺回路領域と、メモリセルアレイ領域と周辺回路領域と
の境界領域に設けられる分離酸化膜とを有する半導体記
憶装置の製造方法であって、下記の各工程を備える。メ
モリセルアレイ領域上、境界領域上および周辺回路領域
上に導電層を形成する。メモリセルアレイ領域および境
界領域における分離酸化膜上の一部を覆うマスクと、周
辺回路領域に選択的なパターンを形成するマスクとを形
成して第1マスク層を形成する。第1マスク層を用いて
導電層をエッチングする。メモリセルアレイ領域に一定
の幅を持つゲートパターンのマスクと、周辺回路領域お
よび境界領域における分離酸化膜上であって上記エッチ
ング工程でエッチングされた分離酸膜上の導電層のパタ
ーンの端からゲートパターンの幅以上導電層を覆うマス
クとを形成して第2マスク層を形成する。第2マスク層
を用いて導電層をエッチングする。
よれば、メモリセルアレイ領域上の第2導電層、絶縁層
および第1導電層をパターニングする際に、分離酸化膜
上の第2導電層の一部および周辺回路領域上を覆うよう
に第2マスク層を形成している。それにより、メモリセ
ルアレイ領域上の第2導電層をパターニングする段階
で、分離酸化膜の表面が部分的に露出することはない。
その結果、分離酸化膜表面が局所的にエッチングされる
ことによって、分離酸化膜表面に凹部が形成されるとい
った現象を回避することが可能となる。それにより、そ
の凹部が形成されることによる上層配線の断線、リーク
電流の発生などの種々の問題点を回避することが可能と
なる。
1〜図24を用いて説明する。図1は、この発明に基づ
く第1の実施例における半導体記憶装置の部分断面図で
ある。図2は、図1におけるA領域を拡大した断面図で
ある。
導体記憶装置には、メモリトランジスタが形成され情報
の記憶を行なうメモリセルアレイ領域と、メモリセルア
レイ領域に形成されたメモリセルトランジスタの動作制
御を行なう周辺回路が形成される周辺回路領域と、メモ
リセルアレイ領域と周辺回路領域との境界部に設けられ
る境界領域とが形成される。半導体基板1主表面には、
間隔を隔ててフィールド酸化膜2,2aが形成されてい
る。このとき、境界領域における半導体基板1の主表面
には、フィールド酸化膜2aが形成される。
の主表面上にゲート絶縁膜3を介してフローティングゲ
ート電極6が形成されている。このフローティングゲー
ト電極6上には、層間絶縁膜7が形成されている。層間
絶縁膜7上にはコントロールゲート電極8が形成されて
いる。これらコントロールゲート電極8、層間絶縁膜7
およびフローティングゲート電極6によってメモリトラ
ンジスタが構成される。
面上には、ゲート絶縁膜3を介してゲート電極4が形成
されている。このゲート電極4を含むトランジスタによ
って、周辺回路が構成される。本発明に基づく半導体記
憶装置においては、境界領域における半導体基板1主表
面に形成されたフィールド酸化膜2a上に、導電層5が
形成される。
ず)が接続されている。この電位保持手段によって、導
電層5の電位は、所定電位に保持される。それにより、
メモリセルアレイ領域12への外来ノイズの影響を著し
く低減することが可能となる。
ついてより詳しく説明する。図2を参照して、境界領域
におけるフィールド酸化膜2a表面に形成される導電層
5の平面的な幅Wは、この場合であれば、メモリセルア
レイ領域に形成されるコントロールゲート電極8、層間
絶縁膜7あるいはフローティングゲート電極6の平面的
な幅W1の値とほぼ同様の値となるように設定されてい
る。
その値に限らず、この導電層5が形成される半導体チッ
プ内の配線層の最小寸法以上の幅であればよい。この導
電層5の平面的な幅Wの値を決定する重要な要素の1つ
は、この導電層5が剥がれないでフィールド酸化膜2a
上に残余し得ることである。現状では、上記の幅Wは、
半導体チップ内に形成される配線層の最小幅以上の値、
具体的には約0.6μm程度以上の幅であれば、導電層
5は剥がれないでフィールド酸化膜2a上に残余し得る
と考えられる。また、この導電層5の形成位置に関して
は、境界領域内の分離酸化膜2a上であればどこでもよ
い。
構造について説明する。図3は、半導体記憶装置の境界
領域13に上記の導電層5が形成されているようすを示
す部分平面模式図である。図3を参照して、境界領域1
3は、メモリセルアレイ領域12を取囲むように形成さ
れている。そして、このようにメモリセルアレイ領域1
2を取囲むように形成された境界領域13上に、導電層
5が形成されることになる。それにより、この導電層5
も、メモリセルアレイ領域12を取囲むように環状に形
成されることになる。
される周辺回路領域14が存在する。そして、導電層5
に、メモリセルアレイ領域12を保護する働きをさせる
一例として、図3に示される態様においては、周辺回路
領域14に電位保持手段15が形成され、導電層5にこ
の電位保持手段15が接続されている。
は所定電位に保持され得ることになる。それにより、実
質的に、メモリセルアレイ領域12の電位を所定の電位
に固定することが可能となり、メモリセルアレイ領域1
2を外来ノイズから保護することが可能となる。この電
位保持手段15は、本実施例においては、導電層5を0
ボルトあるいは負電位に保持し得る構造を有している。
位保持手段15についてより具体的に説明する。図4〜
図8は、電位保持手段15の種々の態様を模式的に示す
平面図である。なお、上記の電位保持手段15の種々の
態様は、CMOS(Complementary Me
tal Oxide Semiconductor)構
造に本発明を適用した場合について説明している。しか
し、これに限らず、他のディバイスが形成された場合に
も、本発明は適用され得る。
1の態様について説明する。図4を参照して、メモリセ
ルアレイ領域12は、pウェル30上に形成される。こ
のpウェル32に隣接してnウェル31が形成されてい
る。いわゆる、CMOSのツインウェル構造が形成され
ている。pウェル30上には、境界領域13が形成され
る。この境界領域13上に導電層5が形成される。
手段15によって電気的に接続される。それにより、導
電層5は、pウェル30と同電位に保持される。上記の
電位保持手段15は、導電層5とpウェル30とを電気
的に接続するアルミニウム(Al)配線34と、導電層
5とアルミニウム配線34とを電気的に接続する第1コ
ンタクト部32と、pウェル30とアルミニウム配線3
4とを電気的に接続する第2コンタクト部33とを備え
ている。
て、導電層5をpウェル30と同電位に保持することに
よって、メモリセルアレイ領域12の電位を固定するこ
とが可能となる。それにより、メモリセルアレイ領域を
外来ノイズから保護することが可能となる。
第2の態様について説明する。本態様においては、pウ
ェル30にガードリング35が形成されている。このガ
ードリング35は、n型の高濃度不純物領域であり、ノ
イズ低減のために設けられている。そして、このガード
リング35と導電層5とが、電位保持手段15によって
電気的に接続される。それにより、導電層5の電位を所
定電位に保持することが可能となる。
第3の態様について説明する。本態様においては、メモ
リセルアレイ領域12は、第1pウェル36内に形成さ
れる。この第1pウェル36を取囲むようにnウェル3
7が形成される。このnウェル37を取囲むように第2
pウェル38が形成される。この第2pウェル38に隣
接してnウェル39が形成される。いわゆる、CMOS
のトリプルウェル構造が形成されたことになる。
に、第1コンタクト部40と、アルミニウム配線42
と、第2コンタクト部41とを備えている。第1コンタ
クト部40によって第1pウェル36とアルミニウム配
線42とが電気的に接続される。第2コンタクト部41
によって導電層5とアルミニウム配線42とが電気的に
接続される。それにより、導電層5と第1pウェル36
とを電気的に接続できる。その結果、導電層5と第1p
ウェル36とを同電位に保持することが可能となる。そ
れにより、メモリセルアレイ領域12の電位を固定する
ことが可能となる。
第4の態様について説明する。本態様においては、電位
保持手段15によって、導電層5と第2pウェル38と
が電気的に接続される。それにより、導電層5を第2p
ウェル38と同電位に保持することが可能となる。その
結果、上記の各場合と同様に、メモリセルアレイ領域1
2の電位を固定することができ、メモリセルアレイ領域
12を外来ノイズから保護することが可能となる。
第5の態様について説明する。本態様においては、導電
層5はnウェル37と電気的に接続される。それによ
り、導電層5をnウェル37と同電位に保持することが
可能となる。このとき、nウェル37は、接地電位に保
持されている。それにより、上記の場合と同様に、メモ
リセルアレイ領域を外来ノイズから保護することが可能
となる。
図8に示される電位保持手段15の第5の態様における
導電層5近傍の構造について説明する。図9および図1
0は、図8におけるB−B線に沿って見た断面の2種類
の態様を示す部分拡大断面図である。
面における第1pウェル36とnウェル37との境界部
には、フィールド酸化膜43が形成されている。nウェ
ル36と第2pウェル38との境界部には、フィールド
酸化膜44が形成されている。そして、この場合には、
フィールド酸化膜43上に導電層5が形成される。
うに、電位保持手段15によって、nウェル37と電気
的に接続される。それにより、導電層5の電位をnウェ
ル37と同電位、すなわち接地電位に保持することがで
きる。また、図10に示されるように、フィールド酸化
膜44上に導電層5を形成してもよい。この場合も、導
電層5は、電位保持手段15によって、nウェル37と
電気的に接続される。それにより、導電層5の電位は所
定電位に保持される。その結果、メモリセルアレイ領域
12を外来ノイズから保護することが可能となる。
される構造を有する半導体記憶装置の製造方法の一例に
ついて説明する。図11〜図18は、上記のこの発明に
基づく第1の実施例における半導体記憶装置の製造工程
の第1工程〜第8工程を示す部分断面図である。図19
は、本発明に従った半導体記憶装置の製造方法において
用いられるマスク層16,17を重ね合せたようすを示
す部分断面図である。
を経て、半導体基板1の主表面に間隔を隔ててフィール
ド酸化膜2,2aを形成する。そして、半導体基板1の
主表面全面上にゲート絶縁膜3を形成した後、メモリセ
ルアレイ領域におけるゲート絶縁膜3上に、多結晶シリ
コンなどからなる1000Å〜1500Å程度の膜厚を
有する第1導電層6aを形成する。この第1導電層6a
上に、シリコン酸化膜あるいはシリコン酸化膜とシリコ
ン窒化膜との複合構造などからなる300Å程度の膜厚
を有する絶縁層7aを形成する。
用いて、半導体基板1主表面全面上に、多結晶シリコン
などからなる2000Å〜3000Å程度の膜厚を有す
る第2導電層5aを形成する。そして、この第2導電層
5a上に、レジストなどからなる第1マスク層16を塗
布する。この第1マスク層16をパターニングすること
によって、図13に示されるように、メモリセルアレイ
領域を覆い境界領域におけるフィールド酸化膜2a上に
端部16aを有する部分と、周辺回路領域上に選択的に
形成された部分とを有する第1マスク層16を形成す
る。
ク層16をマスクとして用いてエッチングすることによ
って、周辺回路領域上の第2導電層5aをパターニング
する。それにより、周辺回路領域にゲート電極4を形成
する。次に、半導体基板1主表面全面上にレジストなど
からなる第2マスク層17を塗布する。そして、この第
2マスク層17を所定形状にパターニングする。
2マスク層17は、周辺回路領域を覆い、境界領域に形
成されたフィールド酸化膜2a上に端部17aを有する
部分と、メモリセル領域上に選択的に形成された部分と
を有するようにパターニングされる。このとき、第2マ
スク層17の境界領域に形成されたフィールド酸化膜2
a上に位置する端部17aは、図15に示されるよう
に、第2導電層5aの一部を覆うように形成されてい
る。
る第2導電層5a、絶縁層7aおよび第1導電層6aが
順次パターニングされることになる。それにより、図1
6に示されるように、境界領域におけるフィールド酸化
膜2a上に導電層5aの一部が残余する。その結果、フ
ィールド酸化膜2a上に導電層5が形成されることにな
る。このように、フィールド酸化膜2a上に導電層5を
残余させるようにすることによって、境界領域に位置す
るフィールド酸化膜2aの表面に従来のように凹部が形
成されるといった現象を回避することが可能となる。
に凹部が形成されない理由について説明する。図15を
参照して、第2マスク層17の境界領域上に位置する端
部17aは、上述のように、第2導電層5aの一部を覆
っている。そのため、境界領域に形成された分離酸化膜
2aの表面において、この時点で露出している部分はな
くなる。それにより、従来のように、この第2マスク層
をパターニングした時点で境界領域におけるフィールド
酸化膜2aの表面の一部が露出することによって、後の
エッチング工程でフィールド酸化膜2a表面に凹部が形
成されることを効果的に阻止することが可能となる。そ
れにより、従来問題とされていたその凹部に起因する上
層配線の断線などの問題を回避することが可能となる。
ク層16と第2マスク層17とが境界領域において重な
る幅W2について説明する。図19を参照して、この発
明に従って形成された第1マスク層16と第2マスク層
17とを重ね合せた場合には、メモリセルアレイ領域上
あるいは周辺回路領域上においては、従来例と同様に、
第1マスク層16と第2マスク層17とが重なった部分
18b,18cが存在する。
域上にも、第1マスク層16と第2マスク層17とが重
なった部分18aが存在することとなる。このように、
第1および第2マスク層16,17が、境界領域におけ
るフィールド酸化膜2a上で重なるような位置関係とな
るようにそれぞれ形成することによって、その重なり部
分18a下に位置する部分に、導電層5を形成すること
が可能となる。
は、半導体チップ内の配線層の平面的な最小寸法と、2
枚のマスク層(第1マスク層16と第2マスク層17)
の重ね合わせ際のずれ量との和以上の大きさであること
が好ましい。より具体的には、配線層の最小寸法を約
0.5μm程度とし、上記の2枚のマスク層16,17
の重ね合わせずれ量を約0.1μmとした場合には、上
記の幅W2の値は、約0.6μm以上であればよいこと
となる。それにより、フィールド酸化膜2a上に、剥が
れない状態で残余し得る導電層5を形成することが可能
となる。
ルド酸化膜2a上に導電層5を形成した後は、図17に
示されるように、半導体基板1主表面全面上に、CVD
法などを用いて、層間絶縁膜9を形成する。そして、図
18に示されるように、この層間絶縁膜9の所定箇所に
コンタクトホール11を形成する。その後、このコンタ
クトホール11内表面を含む層間絶縁膜9上に、アルミ
ニウム(Al)などからなる配線層10が選択的に形成
される。以上の工程を経て、図1に示される半導体記憶
装置が得られる。
に基づく第2の実施例における半導体記憶装置について
説明する。図20〜図24は、この発明に基づく第2の
実施例における半導体記憶装置の製造工程の第1工程〜
第5工程を示す部分断面図である。
例と同様の工程を経てフィールド酸化膜2,2a、ゲー
ト絶縁膜3、第1導電層6a、絶縁層7a、第2導電層
5aをそれぞれ形成する。そして、この第2導電層5a
上に、CVD法などを用いて、シリコン酸化膜などから
なる絶縁層20を形成する。本実施例は、第2導電層5
a上に、後に層間絶縁膜となる絶縁層20を予め形成し
た場合の実施例である。
に、レジストなどからなる第1マスク層21を形成す
る。この第1マスク層21は、上記の第1の実施例にお
ける第1マスク層16と同様に、境界領域におけるフィ
ールド酸化膜2a上に、端部21aが形成されている。
そして、図22に示されるように、この第1マスク層2
1をマスクとして用いて周辺回路領域における第2導電
層5aおよび絶縁層20をパターニングする。それによ
り、周辺回路領域にゲート電極4が形成される。
るフィールド酸化膜2a上における第2導電層5aと絶
縁層20との一部を覆うように、フィールド酸化膜2a
上に端部22aを有する第2マスク層22を形成する。
このとき、第2マスク層22のフィールド酸化膜2a上
に位置する第2導電層5aおよび絶縁膜20を覆う平面
的な幅は、上記の第1の実施例における第1マスク層1
6と第2マスク層17との重なり部分18aの平面的な
幅W2とほぼ同じ大きさであることが好ましい。
して用いて、メモリセルアレイ領域に形成された第1導
電層6a、絶縁層7aおよび第2導電層5aを所定形状
にパターニングする。それにより、フローティングゲー
ト電極6、層間絶縁膜7およびコントロールゲート電極
8が形成される。このとき、第2マスク層22のフィー
ルド酸化膜2a上に位置する端部22aが、第2導電層
5aおよび絶縁層20上に形成されているため、フィー
ルド酸化膜2a上には、第2導電層5aが残余すること
となる。それにより、図24に示されるように、フィー
ルド酸化膜2a上に導電層5を形成することが可能とな
る。
6、層間絶縁膜7およびコントロールゲート電極8のパ
ターニングが終了した後は、再びCVD法などを用い
て、半導体基板1上全面に絶縁膜を形成する。そして、
この絶縁膜に異方性エッチング処理を施すことによっ
て、ゲート電極4の側壁、導電層5の側壁あるいはフロ
ーティングゲート電極6およびコントロールゲート電極
8の側壁に、サイドウォール23を形成する。その後
は、スパッタリング法などを用いてアルミニウム(A
l)膜を形成し、このアルミニウム膜を所定形状にパタ
ーニングすることによって、配線層24が形成されるこ
とになる。
セルアレイ領域に、コントロールゲート電極とフローテ
ィングゲート電極との積層構造からなるメモリトランジ
スタを有する半導体記憶装置について説明した。しか
し、この発明は、それらに限らず、メモリセルアレイ領
域と周辺回路領域とその境界領域とを有するDRAMな
どの他の半導体記憶装置にも適用可能である。
ば、境界領域における分離酸化膜表面に凹部が形成され
るのを阻止でき、かつ分離酸化膜上に安定した導電層の
パターンを形成することが可能となる。
記憶装置を示す部分断面図である。
記憶装置を模式的に示す部分平面図である。
模式的に示す平面図である。
模式的に示す平面図である。
模式的に示す平面図である。
模式的に示す平面図である。
模式的に示す平面図である。
一例を示す断面図である。
の一例を示す断面図である。
体記憶装置の製造工程の第1工程を示す部分断面図であ
る。
体記憶装置の製造工程の第2工程を示す部分断面図であ
る。
体記憶装置の製造工程の第3工程を示す部分断面図であ
る。
体記憶装置の製造工程の第4工程を示す部分断面図であ
る。
体記憶装置の製造工程の第5工程を示す部分断面図であ
る。
体記憶装置の製造工程の第6工程を示す部分断面図であ
る。
体記憶装置の製造工程の第7工程を示す部分断面図であ
る。
体記憶装置の製造工程の第8工程を示す部分断面図であ
る。
層とを重ね合せたようすを示す部分断面図である。
体記憶装置の製造工程の第1工程を示す部分断面図であ
る。
体記憶装置の製造工程の第2工程を示す部分断面図であ
る。
体記憶装置の製造工程の第3工程を示す部分断面図であ
る。
体記憶装置の製造工程の第4工程を示す部分断面図であ
る。
体記憶装置の製造工程の第5工程を示す部分断面図であ
る。
を示す部分断面図である。
を示す部分断面図である。
を示す部分断面図である。
を示す部分断面図である。
を示す部分断面図である。
を示す部分断面図である。
1マスク層と第2マスク層とを重ね合せたようすを示す
部分断面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 半導体基板上に、情報を記憶するメモリ
セルアレイ領域と、 前記メモリセルアレイ領域の動作制御を行なう周辺回路
領域と、 前記メモリセルアレイ領域と前記周辺回路領域との境界
領域に設けられる分離酸化膜とを有する半導体記憶装置
の製造方法であって、 前記メモリセルアレイ領域における前記半導体基板上に
第1導電層、絶縁層を順次形成する工程と、 前記絶縁層上、前記境界領域における前記分離酸化膜上
および前記周辺回路領域上に第2導電層を形成する工程
と、 前記メモリセルアレイ領域上および前記境界領域におけ
る前記分離酸化膜上に形成された第2導電層を第1マス
ク層で覆った状態で、前記周辺回路領域上の前記第2導
電層を所定形状にパターニングする工程と、 前記第1マスク層を除去する工程と、 前記境界領域における前記分離酸化膜上の一部の前記第
2導電層および前記周辺回路領域上を第2マスク層で覆
った状態で前記第2導電層、前記絶縁層および前記第1
導電層を順次エッチングして前記メモリセルアレイ領域
上にゲートパターンと、前記分離酸化膜上に前記ゲート
パターンの幅以上の幅を持つパターンとを形成する工程
と、 前記第2マスク層を除去する工程と、 を備えた半導体記憶装置の製造方法。 - 【請求項2】 半導体基板上に、情報を記憶するメモリ
セルアレイ領域と、 前記メモリセルアレイ領域の動作制御を行なう周辺回路
領域と、 前記メモリセルアレイ領域と前記周辺回路領域との境界
領域に設けられる分離酸化膜とを有する半導体記憶装置
の製造方法であって、 前記メモリセルアレイ領域上、前記境界領域上および前
記周辺回路領域上に導電層を形成する工程と、 前記メモリセルアレイ領域および前記境界領域における
前記分離酸化膜上の一部を覆うマスクと、前記周辺回路
領域に選択的なパターンを形成するマスクとを形成する
第1マスク層の形成工程と、 前記第1マスク層を用いて前記導電層をエッチングする
工程と、 前記メモリセルアレイ領域に一定の幅を持つゲートパタ
ーンのマスクと、前記周辺回路領域および前記境界領域
における分離酸化膜上であって前記エッチング工程でエ
ッチングされた前記分離酸膜上の前記導電層のパターン
の端から前記ゲートパターンの幅以上前記導電層を覆う
マスクとを形成する第2マスク層の形成工程と、 前記第2マスク層を用いて前記導電層をエッチングする
工程と、 を備えた半導体記憶装置の製造方法。
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JP3106549B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 |
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