JP3417610B2 - Nonvolatile semiconductor memory device - Google Patents

Nonvolatile semiconductor memory device

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JP3417610B2
JP3417610B2 JP21509593A JP21509593A JP3417610B2 JP 3417610 B2 JP3417610 B2 JP 3417610B2 JP 21509593 A JP21509593 A JP 21509593A JP 21509593 A JP21509593 A JP 21509593A JP 3417610 B2 JP3417610 B2 JP 3417610B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本願の発明は、浮遊ゲートを有す
る不揮発性半導体記憶装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a nonvolatile semiconductor memory device having a floating gate.

【0002】[0002]

【従来の技術】図5は、本願の発明の一従来例であるE
PROMの製造方法を示している。この一従来例を製造
するためには、図5(a)に示す様に、Si基板11の
表面に、膜厚が50nmであるパッド用のSiO2
(図示せず)と膜厚が100nmのSiN膜(図示せ
ず)とを順次に形成した後、このSiN膜上でレジスト
(図示せず)を素子活性領域のパターンに加工する。
2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a conventional example E of the present invention.
The manufacturing method of PROM is shown. In order to manufacture this conventional example, as shown in FIG. 5A, a SiO 2 film (not shown) for a pad having a film thickness of 50 nm and a film thickness of 100 nm are formed on the surface of the Si substrate 11. And the SiN film (not shown) are sequentially formed, and then a resist (not shown) is processed on the SiN film to form a pattern of the element active region.

【0003】その後、このレジストをマスクにしたRI
EでSiN膜をパターニングし、レジストを除去してか
ら、SiN膜をマスクにして、チャネルストッパを形成
するための不純物をSi基板11中にイオン注入する。
そして、SiN膜を酸化防止マスクにしたLOCOS酸
化で、素子分離領域の表面にSiO2 膜12を形成す
る。その後、SiN膜とパッド用のSiO2 膜とをエッ
チングで順次に除去し、膜厚が25nmである浮遊ゲー
ト用のゲート酸化膜としてのSiO2 膜13を素子活性
領域の表面に形成する。
After that, RI using this resist as a mask
After patterning the SiN film with E and removing the resist, impurities for forming a channel stopper are ion-implanted into the Si substrate 11 using the SiN film as a mask.
Then, the SiO 2 film 12 is formed on the surface of the element isolation region by LOCOS oxidation using the SiN film as an oxidation prevention mask. After that, the SiN film and the SiO 2 film for the pad are sequentially removed by etching, and the SiO 2 film 13 as the gate oxide film for the floating gate having a film thickness of 25 nm is formed on the surface of the element active region.

【0004】次に、図5(b)に示す様に、膜厚が15
nmの多結晶Si膜14を全面に堆積させ、POCl3
等の蒸気に曝してこの蒸気からリン等を多結晶Si膜1
4中へ熱拡散させるプレデポジション法を950℃の温
度で1時間に亙って行ってから、後に形成する制御ゲー
トの延在方向で多結晶Si膜14を分断するパターンに
多結晶Si膜14上でレジスト(図示せず)を加工す
る。そして、このレジストをマスクにしたRIEで多結
晶Si膜14をパターニングしてから、レジストを除去
する。
Next, as shown in FIG. 5B, the film thickness is 15
nm polycrystal Si film 14 is deposited on the entire surface, and POCl 3
Exposed to vapors such as phosphorus and phosphorus from the vapors
4 is performed for 1 hour at a temperature of 950 ° C., and then the polycrystalline Si film 14 is divided into patterns in the extending direction of the control gate to be formed later. A resist (not shown) is processed above. Then, the polycrystalline Si film 14 is patterned by RIE using this resist as a mask, and then the resist is removed.

【0005】その後、1100℃の温度の熱酸化で膜厚
が15nmのSiO2 膜を多結晶Si膜14の表面に形
成し、このSiO2 膜上に膜厚が15nmのSiN膜を
CVD法で形成し、更にこのSiN膜の表面を2〜3n
mの膜厚に酸化して、容量結合用の絶縁膜としてのON
O膜15を多結晶Si膜14の表面に形成する。
Thereafter, a SiO 2 film having a thickness of 15 nm is formed on the surface of the polycrystalline Si film 14 by thermal oxidation at a temperature of 1100 ° C., and a SiN film having a thickness of 15 nm is formed on the SiO 2 film by the CVD method. Formed on the surface of this SiN film for 2 to 3n.
ON as an insulating film for capacitive coupling after being oxidized to a film thickness of m
The O film 15 is formed on the surface of the polycrystalline Si film 14.

【0006】その後、膜厚が30nmの多結晶Si膜1
6を全面に堆積させ、POCl3 等の蒸気に曝してこの
蒸気からリン等を多結晶Si膜16中へ熱拡散させるプ
レデポジション法を950℃の温度で1時間に亙って行
ってから、制御ゲートのパターンに多結晶Si膜16上
でレジスト(図示せず)を加工する。
After that, a polycrystalline Si film 1 having a film thickness of 30 nm is formed.
6 is deposited on the entire surface and exposed to vapor such as POCl 3 to thermally diffuse phosphorus or the like into the polycrystalline Si film 16 from this vapor at a temperature of 950 ° C. for 1 hour. A resist (not shown) is processed on the polycrystalline Si film 16 to form a control gate pattern.

【0007】そして、このレジストをマスクにしたRI
Eで多結晶Si膜16、ONO膜15及び多結晶Si膜
14を順次にパターニングしてから、レジストを除去す
る。このパターニングによって、多結晶Si膜16で制
御ゲートを形成すると共に、多結晶Si膜14を各メモ
リセル毎に分離して浮遊ゲートを形成する。
RI using this resist as a mask
The polycrystalline Si film 16, the ONO film 15, and the polycrystalline Si film 14 are sequentially patterned with E, and then the resist is removed. By this patterning, a control gate is formed by the polycrystalline Si film 16, and the polycrystalline Si film 14 is separated for each memory cell to form a floating gate.

【0008】その後、多結晶Si膜16、14やSiO
2 膜12等をマスクにして、例えば100keV程度の
加速エネルギ及び1×1014cm-2程度のドーズ量でP
hos+ 17をSi基板11中へイオン注入する。そし
て、1000℃の温度で30分間のアニールを行って、
- 型の拡散層18を形成する。
After that, the polycrystalline Si films 16 and 14 and SiO
2 With the film 12 or the like as a mask, P with an acceleration energy of about 100 keV and a dose amount of about 1 × 10 14 cm −2
Hos + 17 is ion-implanted into the Si substrate 11. Then, perform annealing for 30 minutes at a temperature of 1000 ° C.,
An N type diffusion layer 18 is formed.

【0009】次に、図5(c)に示す様に、膜厚が30
0nmのSiO2 膜21をCVD法で全面に堆積させ、
このSiO2 膜21の全面及び露出したSiO2 膜13
に対するRIEを行って、SiO2 膜21から成る側壁
を多結晶Si膜14、16等に形成する。そして、膜厚
が25nmのSiO2 膜22をCVD法で全面に堆積さ
せ、乾燥酸素中において1000℃の温度で20分間の
熱処理を行って、SiO2 膜22をデンシファイする。
Next, as shown in FIG. 5C, the film thickness is 30
A 0 nm SiO 2 film 21 is deposited on the entire surface by the CVD method,
The entire surface of the SiO 2 film 21 and the exposed SiO 2 film 13
RIE is performed to form sidewalls of the SiO 2 film 21 on the polycrystalline Si films 14, 16 and the like. Then, a SiO 2 film 22 having a film thickness of 25 nm is deposited on the entire surface by a CVD method, and heat treatment is performed in dry oxygen at a temperature of 1000 ° C. for 20 minutes to densify the SiO 2 film 22.

【0010】その後、多結晶Si膜16、14やSiO
2 膜21、12等をマスクにすると共にSiO2 膜22
で金属汚染等を防止しつつ、70keV程度の加速エネ
ルギ及び8×1015cm-2程度のドーズ量でAs+ 23
(図7)をSi基板11中へイオン注入する。そして、
乾燥酸素中において1000℃の温度で40分間のアニ
ールを行って、N+ 型の拡散層24を形成する。
After that, the polycrystalline Si films 16 and 14 and SiO
The 2 films 21, 12 and the like are used as a mask and the SiO 2 film 22 is used.
While preventing metal contamination with As + 23 with acceleration energy of about 70 keV and a dose amount of about 8 × 10 15 cm -2
(FIG. 7) is ion-implanted into the Si substrate 11. And
Annealing is performed in dry oxygen at a temperature of 1000 ° C. for 40 minutes to form an N + type diffusion layer 24.

【0011】次に、図5(d)に示す様に、膜厚が60
0nmである層間絶縁膜としてのSiO2 膜25をCV
D法で全面に堆積させ、ビット線及びソース線用のコン
タクト孔のパターンにSiO2 膜25上でレジスト(図
示せず)を加工する。そして、このレジストをマスクに
したRIEを行って、拡散層24に達するコンタクト孔
26をSiO2 膜25等に開孔してから、レジストを除
去する。
Next, as shown in FIG. 5D, the film thickness is 60
CV the SiO 2 film 25 as an interlayer insulating film having a thickness of 0 nm.
After being deposited on the entire surface by the D method, a resist (not shown) is processed on the SiO 2 film 25 into a pattern of contact holes for bit lines and source lines. Then, RIE is performed using this resist as a mask to open a contact hole 26 reaching the diffusion layer 24 in the SiO 2 film 25 or the like, and then the resist is removed.

【0012】その後、膜厚が1.2μmのAl膜27を
全面に堆積させ、ビット線及びソース線等のパターンに
Al膜27上でレジスト(図示せず)を加工する。そし
て、このレジストをマスクにしたRIEでAl膜27を
パターニングしてから、レジストを除去する。
After that, an Al film 27 having a thickness of 1.2 μm is deposited on the entire surface, and a resist (not shown) is processed on the Al film 27 to form a pattern of bit lines, source lines and the like. Then, the Al film 27 is patterned by RIE using this resist as a mask, and then the resist is removed.

【0013】その後、オーバコート膜としてのP−Si
N膜28を全面に堆積させ、電極パッド用の開口のパタ
ーンにP−SiN膜28上でレジスト(図示せず)を加
工する。そして、このレジストをマスクにしたRIEを
行って、電極パッド用の開口(図示せず)をP−SiN
膜28に形成してから、レジストを除去する。そして更
に、Al膜27に対するシンタを行って、この一従来例
を完成させる。
After that, P-Si as an overcoat film is formed.
An N film 28 is deposited on the entire surface, and a resist (not shown) is processed on the P-SiN film 28 to have a pattern of openings for electrode pads. Then, RIE is performed using this resist as a mask to form an opening (not shown) for the electrode pad in P-SiN.
After forming the film 28, the resist is removed. Further, sintering is performed on the Al film 27 to complete this one conventional example.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】ところで、イオン注入
装置の質量分析器の壁には、その原料や製造工程に起因
して、Na+ 等の微量の可動イオンが含まれている。こ
のため、Phos+ 17やAs+ 23のイオン注入に際
して、これらのイオン以外のイオンが質量分析器の内壁
に衝突することによって、図6、7に示す様に、この内
壁から可動イオン31がスパッタされて飛来する。特
に、As+ 23のイオン注入時はドーズ量が多いので、
この時に可動イオン31の飛来量が多い。
By the way, the wall of the mass spectrometer of the ion implantation apparatus contains a small amount of mobile ions such as Na + due to its raw material and manufacturing process. Therefore, when ions of Phos + 17 and As + 23 are implanted, ions other than these ions collide with the inner wall of the mass spectrometer, so that the movable ions 31 are sputtered from the inner wall as shown in FIGS. It comes and comes flying. In particular, since the dose amount is large at the time of ion implantation of As + 23,
At this time, the amount of flying mobile ions 31 is large.

【0015】但し、可動イオン31は、2次イオンであ
るので運動エネルギが低く、SiO2 膜13、22の表
面またはその近傍までにしか到達しない。また、可動イ
オン31がSiO2 膜13、22を透過してSi基板1
1中にまで到達したとしても、Si基板11中にはPh
os+ 17が注入されており、このPhos+ 17に可
動イオン31が捕獲されるので、支障はない。
However, since the movable ions 31 are secondary ions, they have low kinetic energy and reach only the surface of the SiO 2 films 13 and 22 or the vicinity thereof. In addition, the mobile ions 31 pass through the SiO 2 films 13 and 22 and the Si substrate 1
Even if it reaches to the middle of 1
Since os + 17 is injected and the mobile ions 31 are captured by this Phos + 17, there is no problem.

【0016】ところが、可動イオン31はSiO2 膜中
を移動し易い。このため、その後の熱処理によって、図
6に示す様にPhos+ 17と共に飛来した可動イオン
31がSiO2 膜13中を移動したり、As+ 23と共
に飛来した可動イオン31がSiO2 膜22、21中を
移動したりして、浮遊ゲートである多結晶Si膜14の
近傍までこれらの可動イオン31が侵入し易かった。
However, the mobile ions 31 easily move in the SiO 2 film. Therefore, as a result of the subsequent heat treatment, as shown in FIG. 6, the movable ions 31 flying with the Phos + 17 move in the SiO 2 film 13, and the moving ions 31 flying with the As + 23 move the SiO 2 films 22, 21. It was easy for these mobile ions 31 to penetrate into the vicinity of the polycrystalline Si film 14, which is the floating gate, by moving inside.

【0017】そして、これらの可動イオン31が動作時
に多結晶Si膜14中にまで侵入すると、記憶動作によ
って多結晶Si膜14に注入しておいた電子と可動イオ
ン31とが中和して、記憶しておいたデータが消滅する
可能性がある。従って、上述の一従来例ではデータ保持
特性が優れているとは言い難かった。そこで、本願の発
明者は、図7に示す様に、多結晶Si膜14、16等を
PSG膜32で覆った状態でPhos+ 17をイオン注
入し、このPSG膜32とSiO2 膜21とで多結晶S
i膜14、16等の側壁を形成する改良例を考えてい
た。
When these movable ions 31 penetrate into the polycrystalline Si film 14 during operation, the electrons injected into the polycrystalline Si film 14 by the memory operation and the movable ions 31 are neutralized, The stored data may be lost. Therefore, it is difficult to say that the above-mentioned conventional example has excellent data retention characteristics. Therefore, the inventor of the present application, as shown in FIG. 7, ion-implants Phos + 17 in a state in which the polycrystalline Si films 14, 16 and the like are covered with the PSG film 32, and the PSG film 32 and the SiO 2 film 21 are And polycrystalline S
An improved example of forming the side walls of the i films 14 and 16 has been considered.

【0018】この改良例では、Phos+ 17と共に飛
来した可動イオン31がSiO2 膜13中を移動した
り、As+ 23と共に飛来した可動イオン31がSiO
2 膜22、21中を移動したりして、これらの可動イオ
ン31が多結晶Si膜14の近傍まで侵入することは、
防止することができる。しかし、この改良例でも、図7
に示す様に、As+ 23と共に飛来した可動イオン31
がSiO2 膜22、13中を移動して多結晶Si膜14
の近傍まで侵入することを防止することはできなかっ
た。
In this improved example, the mobile ions 31 flying with Phos + 17 move in the SiO 2 film 13 or the mobile ions 31 flying with As + 23 are SiO 2.
When the mobile ions 31 move to the vicinity of the polycrystalline Si film 14 by moving in the two films 22 and 21,
Can be prevented. However, even in this improved example, FIG.
As shown in, mobile ions 31 flying with As + 23
Move in the SiO 2 films 22 and 13 and move to the polycrystalline Si film 14
It was not possible to prevent the invasion to the vicinity of.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】請求項1の不揮発性半導
体記憶装置では、ゲート酸化膜13上の浮遊ゲート14
に側壁33が設けられており、前記ゲート酸化膜13の
側端縁が前記側壁33の側端縁よりも前記浮遊ゲート1
4側に位置しており、前記側壁33下で且つこの側壁3
3の前記側端縁と前記ゲート酸化膜13の前記側端縁と
の間の部分がPSG膜34で埋められている。
According to another aspect of the non-volatile semiconductor memory device of the present invention, a floating gate 14 on a gate oxide film 13 is provided.
A side wall 33 is provided on the floating gate 1 so that the side edge of the gate oxide film 13 is closer to the floating gate 1 than the side edge of the side wall 33.
4 is located below the side wall 33 and on the side wall 3
A portion between the side edge of the gate oxide film 13 and the side edge of the gate oxide film 13 is filled with the PSG film 34.

【0020】請求項2の不揮発性半導体記憶装置では、
ゲート酸化膜13上の浮遊ゲート14に第1の側壁33
が設けられており、前記ゲート酸化膜13の側端縁と前
記第1の側壁33の側端縁とが前記浮遊ゲート14から
等しい距離だけ離間しており、前記第1の側壁33と前
記ゲート酸化膜13の側端面とを、PSG膜から成る第
2の側壁36が覆っている。
According to another aspect of the non-volatile semiconductor memory device of the present invention,
The first side wall 33 is formed on the floating gate 14 on the gate oxide film 13.
And a side edge of the gate oxide film 13 and a side edge of the first sidewall 33 are separated from the floating gate 14 by an equal distance. A second side wall 36 made of a PSG film covers the side end surface of the oxide film 13.

【0021】請求項3の不揮発性半導体記憶装置では、
請求項2の不揮発性半導体記憶装置において、半導体基
板11のうちで前記ゲート酸化膜13が設けられていな
い第1の部分の表面が前記ゲート酸化膜13下の第2の
部分の表面よりも低くなっており、前記第1の部分の表
面に前記第2の側壁36が達している。
According to another aspect of the non-volatile semiconductor memory device of the present invention,
The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2, wherein a surface of a first portion of the semiconductor substrate 11 where the gate oxide film 13 is not provided is lower than a surface of a second portion below the gate oxide film 13. The second side wall 36 reaches the surface of the first portion.

【0022】[0022]

【作用】請求項1の不揮発性半導体記憶装置では、ゲー
ト酸化膜13の側端面をPSG膜34が覆っているの
で、可動イオン31がゲート酸化膜13の側端面からゲ
ート酸化膜13中へ入りこのゲート酸化膜13中を移動
して浮遊ゲート14の近傍まで侵入することを防止する
ことができる。
In the nonvolatile semiconductor memory device according to the first aspect, since the side end surface of the gate oxide film 13 is covered with the PSG film 34, the movable ions 31 enter the gate oxide film 13 from the side end surface of the gate oxide film 13. It is possible to prevent this from moving in the gate oxide film 13 and penetrating to the vicinity of the floating gate 14.

【0023】請求項2の不揮発性半導体記憶装置では、
PSG膜から成る第2の側壁36がゲート酸化膜13の
側端面を覆っているので、可動イオン31がゲート酸化
膜13の側端面からゲート酸化膜13中へ入りこのゲー
ト酸化膜13中を移動して浮遊ゲート14の近傍まで侵
入することを防止することができる。
According to another aspect of the nonvolatile semiconductor memory device of the present invention,
Since the second side wall 36 made of the PSG film covers the side end face of the gate oxide film 13, the movable ions 31 enter from the side end face of the gate oxide film 13 into the gate oxide film 13 and move in the gate oxide film 13. As a result, it is possible to prevent the invasion to the vicinity of the floating gate 14.

【0024】また、PSG膜から成る第2の側壁36は
第1の側壁33をも覆っているので、可動イオン31が
第1の側壁33の表面から第1の側壁33中へ入りこの
第1の側壁33中を移動して浮遊ゲート14の近傍まで
侵入することをも防止することができる。
Further, since the second side wall 36 made of the PSG film also covers the first side wall 33, the mobile ions 31 enter from the surface of the first side wall 33 into the first side wall 33. It is also possible to prevent it from moving in the side wall 33 of the above and penetrating to the vicinity of the floating gate 14.

【0025】しかも、可動イオン31の侵入を防止して
いるのが第2の側壁36であって全面を覆っている膜で
はないので、側壁33、36等をマスクにした不純物2
3のイオン注入で形成する拡散層24を浅くすることが
できる。
Moreover, since the second side wall 36 is not the film covering the entire surface that prevents the invasion of the movable ions 31, the impurity 2 with the side walls 33, 36 and the like as a mask is used.
The diffusion layer 24 formed by the ion implantation of No. 3 can be made shallow.

【0026】請求項3の不揮発性半導体記憶装置では、
ゲート酸化膜13については側端面のみならず側端面よ
りも深い部分まで、PSG膜から成る第2の側壁36が
覆っているので、可動イオン31がゲート酸化膜13の
側端面からゲート酸化膜13中へ入りこのゲート酸化膜
13中を移動して浮遊ゲート14の近傍まで侵入するこ
とを防止する効果が更に大きい。
In the non-volatile semiconductor memory device according to claim 3,
Since the second side wall 36 made of the PSG film covers not only the side end face of the gate oxide film 13 but also a portion deeper than the side end face, the movable ions 31 move from the side end face of the gate oxide film 13 to the gate oxide film 13. The effect of preventing the particles from moving into the gate oxide film 13 and penetrating to the vicinity of the floating gate 14 is further enhanced.

【0027】[0027]

【実施例】以下、EPROMに適用した本願の発明の第
1〜第3実施例を、図1〜4を参照しながら説明する。
なお、図5、6に示した一従来例及び図7に示した改良
例と対応する構成部分には、同一の符号を付してある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First to third embodiments of the present invention applied to an EPROM will be described below with reference to FIGS.
The components corresponding to those of the conventional example shown in FIGS. 5 and 6 and the improved example shown in FIG. 7 are designated by the same reference numerals.

【0028】図2が、第1実施例の製造方法を示してい
る。この第1実施例の製造に際しても、図2(a)に示
す様に、浮遊ゲート用のゲート酸化膜としてのSiO2
膜13を形成し、図2(b)に示す様に、多結晶Si膜
16、14で制御ゲート及び浮遊ゲートを形成するまで
は、上述の一従来例を製造する場合と同様の工程を実行
する。
FIG. 2 shows the manufacturing method of the first embodiment. Also in the manufacture of the first embodiment, as shown in FIG. 2A, SiO 2 as the gate oxide film for the floating gate is formed.
The same steps as in the case of manufacturing the conventional example described above are performed until the film 13 is formed and the control gate and the floating gate are formed by the polycrystalline Si films 16 and 14 as shown in FIG. 2B. To do.

【0029】しかし、この第1実施例を製造するために
は、その後、膜厚が1〜100nm程度のPSG膜32
を全面に堆積させてから、再び上述の一従来例を製造す
る場合と同様の工程を実行して、N- 型の拡散層18を
形成する。
However, in order to manufacture the first embodiment, the PSG film 32 having a film thickness of about 1 to 100 nm is then formed.
Is deposited on the entire surface, and then the same steps as those for manufacturing the above-mentioned conventional example are performed again to form an N type diffusion layer 18.

【0030】次に、図2(c)に示す様に、SiO2
13よりもエッチング速度の遅いBPSG膜33等をC
VD法で300nmの膜厚に堆積させる。但し、BPS
G膜33の膜厚は、PSG膜32の膜厚分だけ300n
mより薄くしてもよい。そして、BPSG膜33の全面
並びに露出したPSG膜32及びSiO2 膜13に対す
るRIEを行って、BPSG膜33及びPSG膜32か
ら成る側壁を多結晶Si膜14、16等に形成する。
Next, as shown in FIG. 2C, the BPSG film 33, etc., which has an etching rate slower than that of the SiO 2 film 13, is removed by C
It is deposited to a film thickness of 300 nm by the VD method. However, BPS
The film thickness of the G film 33 is 300 n, which is equal to the film thickness of the PSG film 32.
It may be thinner than m. Then, RIE is performed on the entire surface of the BPSG film 33 and the exposed PSG film 32 and the SiO 2 film 13 to form sidewalls made of the BPSG film 33 and the PSG film 32 on the polycrystalline Si films 14, 16 and the like.

【0031】その後、ウエットエッチング等の等方性エ
ッチングによって、SiO2 膜13の側端縁を側壁下に
まで後退させてから、1000℃の温度で膜厚が10n
mのSiO2 膜(図示せず)を形成する。そして、膜厚
が例えば50nmのPSG膜34を全面に堆積させ、こ
のPSG膜34の全面に対するRIEを行って、SiO
2 膜13の後退で形成された側壁下の空洞部をPSG膜
34で埋める。なお、膜厚が10nmである上述のSi
2 膜は、PSG膜34からのリンを拡散を防止して、
拡散層18のプロファイルの変化を防止するためのもの
である。
After that, the side edge of the SiO 2 film 13 is made to recede under the side wall by isotropic etching such as wet etching, and then the film thickness is 10 n at a temperature of 1000 ° C.
m SiO 2 film (not shown) is formed. Then, a PSG film 34 having a film thickness of, for example, 50 nm is deposited on the entire surface, and RIE is performed on the entire surface of the PSG film 34 to obtain SiO 2.
2 The PSG film 34 fills the cavity under the side wall formed by the receding of the film 13. The above-mentioned Si having a film thickness of 10 nm
The O 2 film prevents diffusion of phosphorus from the PSG film 34,
This is for preventing the profile of the diffusion layer 18 from changing.

【0032】その後、膜厚が10nmずつのSiO2
とPSG膜とSiO2 膜とをCVD法で順次に堆積させ
て、図1に明示する様にこれらの3層膜から成る層間絶
縁膜35を形成してから、乾燥酸素中において1000
℃の温度で30分間の熱処理を行って、この層間絶縁膜
35をデンシファイする。そして、再び上述の一従来例
を製造する場合と同様の工程を実行して、N+ 型の拡散
層24を形成し、更に図2(d)に示す様にAl膜27
に対するシンタまでを行って、この第1実施例を完成さ
せる。
Thereafter, a SiO 2 film, a PSG film and a SiO 2 film each having a film thickness of 10 nm are sequentially deposited by the CVD method, and as shown in FIG. 1, an interlayer insulating film 35 composed of these three layer films is formed. 1000 in dry oxygen after forming
This interlayer insulating film 35 is densified by performing a heat treatment for 30 minutes at a temperature of ° C. Then, the same process as in the case of manufacturing the above-mentioned conventional example is executed again to form the N + type diffusion layer 24, and further, as shown in FIG.
To the syntax for completing the first embodiment.

【0033】以上の様にして製造した第1実施例では、
Phos+ 17をイオン注入する前にPSG膜32を全
面に形成しているので、Phos+ 17と共に飛来する
可動イオン31をこのPSG膜32で捕獲して、可動イ
オン31が多結晶Si膜14の近傍まで侵入することを
防止することができる。
In the first embodiment manufactured as described above,
Since formed on the entire surface of the PSG film 32 before the Phos + 17 ions are implanted, by trapping mobile ions 31 fly with Phos + 17 In this PSG film 32, the movable ions 31 of the polycrystalline Si film 14 It is possible to prevent invasion to the vicinity.

【0034】また、特に図1に示す様に、Phos+
7のイオン注入時よりも多量の可動イオン31が飛来す
るAs+ 23のイオン注入時には、PSG膜を含む層間
絶縁膜35を全面に形成しているので、As+ 23と共
に飛来する可動イオン31をこの層間絶縁膜35で捕獲
することができる。しかも、側壁であるBPSG膜33
の下部にもPSG膜34を埋めているので、可動イオン
31が層間絶縁膜35を透過したとしても、この可動イ
オン31がSiO2 膜13中を移動して多結晶Si膜1
4の近傍まで侵入することは防止することができる。
In particular, as shown in FIG. 1, Phos + 1
During ion implantation As + 23 a large amount of mobile ions 31 than the ion implantation of 7 flying, since the interlayer insulating film 35 comprising PSG film is formed on the entire surface, the mobile ions 31 fly with As + 23 This can be captured by the interlayer insulating film 35. Moreover, the BPSG film 33 that is the side wall
Since the PSG film 34 is also embedded in the lower part of the polycrystalline silicon film 1 even if the mobile ions 31 penetrate the interlayer insulating film 35, the mobile ions 31 move in the SiO 2 film 13 and
It is possible to prevent invasion up to the vicinity of 4.

【0035】また、可動イオン31の侵入を防止するこ
とは、メモリセルのデータ保持特性を向上させることの
みならず、周辺回路におけるトランジスタの特性が経時
的に変化することを抑制することもでき、EPROM全
体の信頼性を向上させる効果がある。しかも、上述の製
造方法の説明からも明らかな様に、図5に示した一従来
例の製造方法の工程と整合性がよくて現行の生産ライン
への導入が容易であり、工程の増加も少なくて製造コス
トの上昇も少ない。
Further, preventing the invasion of the movable ions 31 can not only improve the data retention characteristics of the memory cell but also suppress the characteristics of the transistors in the peripheral circuits from changing over time. This has the effect of improving the reliability of the EPROM as a whole. Moreover, as is clear from the above description of the manufacturing method, it has good consistency with the steps of the manufacturing method of the conventional example shown in FIG. 5, is easy to introduce into the current production line, and increases the number of steps. There is little increase in manufacturing cost.

【0036】図3が、第2実施例を示している。この第
2実施例は、側壁であるBPSG膜33下にPSG膜3
4が設けられていない代わりに、PSG膜36から成る
側壁がBPSG膜33の更に外側に設けられていること
を除いて、図1、2に示した第1実施例と実質的に同様
の構成を有している。
FIG. 3 shows a second embodiment. In the second embodiment, the PSG film 3 is formed below the BPSG film 33 which is the side wall.
4 is not provided, but the side wall made of the PSG film 36 is provided further outside the BPSG film 33, and the configuration is substantially the same as that of the first embodiment shown in FIGS. have.

【0037】この様な第2実施例では、可動イオン31
がSiO2 膜13中へ入ることをPSG膜36で防止す
ることができ、また、層間絶縁膜35を形成する前にA
+23をイオン注入することができるので、上述の第
1実施例に比べて、As+ 23の加速エネルギを低くす
ることができ、ΔRP を小さくすることができるので、
拡散層24を浅くすることができる。
In the second embodiment as described above, the movable ions 31
Can be prevented by the PSG film 36 from entering the SiO 2 film 13, and before the formation of the interlayer insulating film 35
Since s + 23 can be ion-implanted, the acceleration energy of As + 23 can be lowered and ΔR P can be reduced as compared with the first embodiment described above.
The diffusion layer 24 can be shallow.

【0038】図4が、第3実施例を示している。この第
3実施例は、Si基板11のうちでSiO2 膜13が設
けられていない部分の表面がSiO2 膜13下の部分の
表面よりも0.1〜0.2μmだけ低くなっていること
を除いて、図3に示した第2実施例と実質的に同様の構
成を有している。なお、拡散層18の深さは0.3μm
程度である。このため、可動イオン31がSiO2 膜1
3の側端面からSiO2 膜13中へ入り込むことを防止
する効果が第2実施例よりも大きい。
FIG. 4 shows a third embodiment. In the third embodiment, the surface of the portion of the Si substrate 11 where the SiO 2 film 13 is not provided is lower than the surface of the portion below the SiO 2 film 13 by 0.1 to 0.2 μm. The second embodiment has substantially the same configuration as that of the second embodiment shown in FIG. The depth of the diffusion layer 18 is 0.3 μm.
It is a degree. For this reason, the mobile ions 31 are transferred to the SiO 2 film 1.
The effect of preventing penetration from the side end face of No. 3 into the SiO 2 film 13 is greater than that of the second embodiment.

【0039】なお、以上の第1〜第3実施例は本願の発
明をEPROMに適用したものであるが、本願の発明は
EEPROM等にも適用することができる。
Although the first to third embodiments described above apply the invention of the present application to the EPROM, the invention of the present application can also be applied to the EEPROM and the like.

【0040】[0040]

【発明の効果】請求項1の不揮発性半導体記憶装置で
は、可動イオンがゲート酸化膜中を移動して浮遊ゲート
の近傍まで侵入することを防止することができるので、
浮遊ゲートに注入しておいた電子と浮遊ゲート中にまで
侵入した可動イオンとが中和して、記憶しておいたデー
タが消滅することを防止することができて、データ保持
特性が優れている。
According to the nonvolatile semiconductor memory device of the first aspect, it is possible to prevent mobile ions from moving in the gate oxide film and penetrating into the vicinity of the floating gate.
It is possible to prevent the stored data from being erased by neutralizing the electrons that have been injected into the floating gate and the mobile ions that have penetrated into the floating gate. There is.

【0041】請求項2の不揮発性半導体記憶装置では、
可動イオンがゲート酸化膜中や第1の側壁中を移動して
浮遊ゲートの近傍まで侵入することを防止することがで
きるので、浮遊ゲートに注入しておいた電子と浮遊ゲー
ト中にまで侵入した可動イオンとが中和して、記憶して
おいたデータが消滅することを防止することができて、
データ保持特性が優れている。
According to another aspect of the non-volatile semiconductor memory device of the present invention,
Since it is possible to prevent mobile ions from moving in the gate oxide film or in the first side wall and penetrating into the vicinity of the floating gate, the electrons that have been injected into the floating gate and the floating ions have also penetrated into the floating gate. It is possible to prevent the stored data from being erased by neutralization with mobile ions,
Excellent data retention characteristics.

【0042】しかも、側壁等をマスクにした不純物のイ
オン注入で形成する拡散層を浅くすることができるの
で、短チャネル効果を軽減して、微細化を進めることが
できる。
Moreover, since the diffusion layer formed by ion implantation of impurities using the sidewalls and the like as a mask can be made shallow, the short channel effect can be reduced, and miniaturization can be promoted.

【0043】請求項3の不揮発性半導体記憶装置では、
可動イオンがゲート酸化膜中を移動して浮遊ゲートの近
傍まで侵入することを防止する効果が更に大きいので、
浮遊ゲートに注入しておいた電子と浮遊ゲート中にまで
侵入した可動イオンとが中和して、記憶しておいたデー
タが消滅することを防止する効果が更に大きくて、デー
タ保持特性が更に優れている。
In the non-volatile semiconductor memory device according to claim 3,
Since the effect of preventing mobile ions from moving in the gate oxide film and penetrating to the vicinity of the floating gate is even greater,
The effect of preventing the stored data from being erased by the neutralization of the electrons injected into the floating gate and the mobile ions penetrating into the floating gate is further enhanced, and the data retention characteristic is further improved. Are better.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】製造過程にある本願の発明の第1実施例の要部
の拡大側断面図である。
FIG. 1 is an enlarged side sectional view of a main part of a first embodiment of the present invention in a manufacturing process.

【図2】第1実施例の製造方法を工程順に示す側断面図
である。
FIG. 2 is a side sectional view showing the manufacturing method of the first embodiment in the order of steps.

【図3】製造過程にある第2実施例の要部の拡大側断面
図である。
FIG. 3 is an enlarged side sectional view of a main part of the second embodiment in the manufacturing process.

【図4】製造過程にある第3実施例の要部の拡大側断面
図である。
FIG. 4 is an enlarged side sectional view of a main part of the third embodiment in the manufacturing process.

【図5】本願の発明の一従来例の製造方法を工程順に示
す側断面図である。
FIG. 5 is a side sectional view showing a manufacturing method of a conventional example of the invention of the present application in the order of steps.

【図6】製造過程にある一従来例の要部の拡大側断面図
である。
FIG. 6 is an enlarged side sectional view of a main part of a conventional example in a manufacturing process.

【図7】本願の発明者による改良例の要部の拡大側断面
図である。
FIG. 7 is an enlarged side sectional view of a main part of an improved example by the inventor of the present application.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 Si基板 13 SiO2 膜 14 多結晶Si膜 33 BPSG膜 34 PSG膜 36 PSG膜11 Si substrate 13 SiO 2 film 14 Polycrystalline Si film 33 BPSG film 34 PSG film 36 PSG film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/8247 H01L 29/788 H01L 29/792 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/8247 H01L 29/788 H01L 29/792

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 ゲート酸化膜上の浮遊ゲートに側壁が設
けられており、 前記ゲート酸化膜の側端縁が前記側壁の側端縁よりも前
記浮遊ゲート側に位置しており、 前記側壁下で且つこの側壁の前記側端縁と前記ゲート酸
化膜の前記側端縁との間の部分がPSG膜で埋められて
いる不揮発性半導体記憶装置。
1. A floating gate on a gate oxide film is provided with a side wall, a side edge of the gate oxide film is located closer to the floating gate than a side edge of the side wall, and A non-volatile semiconductor memory device in which a portion between the side edge of the side wall and the side edge of the gate oxide film is filled with a PSG film.
【請求項2】 ゲート酸化膜上の浮遊ゲートに第1の側
壁が設けられており、 前記ゲート酸化膜の側端縁と前記第1の側壁の側端縁と
が前記浮遊ゲートから等しい距離だけ離間しており、 前記第1の側壁と前記ゲート酸化膜の側端面とを、PS
G膜から成る第2の側壁が覆っている不揮発性半導体記
憶装置。
2. A floating gate on the gate oxide film is provided with a first side wall, and a side edge of the gate oxide film and a side edge of the first side wall are equal in distance from the floating gate. The first side wall and the side end surface of the gate oxide film are separated from each other by PS.
A nonvolatile semiconductor memory device in which a second side wall made of a G film covers.
【請求項3】 半導体基板のうちで前記ゲート酸化膜が
設けられていない第1の部分の表面が前記ゲート酸化膜
下の第2の部分の表面よりも低くなっており、 前記第1の部分の表面に前記第2の側壁が達している請
求項2記載の不揮発性半導体記憶装置。
3. The surface of a first portion of the semiconductor substrate where the gate oxide film is not provided is lower than the surface of a second portion below the gate oxide film, and the first portion The nonvolatile semiconductor memory device according to claim 2, wherein the second sidewall reaches the surface of the non-volatile semiconductor memory device.
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