JPH02210879A - フローティングゲートを有するfet及びその製造方法 - Google Patents
フローティングゲートを有するfet及びその製造方法Info
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- JPH02210879A JPH02210879A JP2959789A JP2959789A JPH02210879A JP H02210879 A JPH02210879 A JP H02210879A JP 2959789 A JP2959789 A JP 2959789A JP 2959789 A JP2959789 A JP 2959789A JP H02210879 A JPH02210879 A JP H02210879A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はフローティングゲートを有するFET及びその
製造方法に関するものである。
製造方法に関するものである。
従来、半導体集積回路メモリにおける消去可能形の不運
発性メモリとしてEPROM及びゲート膜の膜厚によっ
て区別されるE1!FROMが[特開昭59−2106
73号、特開昭60−7777号、特開昭61−111
5Si号」に開示される。これらのメモリセル構造とし
ては、フローティングゲート形が一般的に用いられてい
る。
発性メモリとしてEPROM及びゲート膜の膜厚によっ
て区別されるE1!FROMが[特開昭59−2106
73号、特開昭60−7777号、特開昭61−111
5Si号」に開示される。これらのメモリセル構造とし
ては、フローティングゲート形が一般的に用いられてい
る。
このメモリセル構造の製造方法を第3図に工程図を示し
て説明する。
て説明する。
先ず、第3図(a)に示す如り、SI基板1上にゲート
絶縁膜2、リン等の不純物を含む第1の多結晶33層3
、中間絶縁膜4及び不純物を含む第2の多結晶33層5
を順次積層形成する。
絶縁膜2、リン等の不純物を含む第1の多結晶33層3
、中間絶縁膜4及び不純物を含む第2の多結晶33層5
を順次積層形成する。
その後、第3図(blに示す如く、上記第2の多結晶S
i層5、中間絶縁膜4及び第1の多結晶Si層3を順次
バターニングして、所定形状のパターン6を得る。
i層5、中間絶縁膜4及び第1の多結晶Si層3を順次
バターニングして、所定形状のパターン6を得る。
次に、第3図(C1に示す如く、このパターン6の両側
方の基板1表面に周知の技術を以てセルのソース領域7
及びドレイン領域8を夫々形成する。
方の基板1表面に周知の技術を以てセルのソース領域7
及びドレイン領域8を夫々形成する。
その後、上記パターン6の表面に絶縁膜9を被着する。
斯(して、かかる構造のメモリセルにおいては、第1の
多結晶Si層3がフローティングゲートとなり、第2の
多結晶Si層5がコントロールゲートとなる。従って、
コントロールゲートと例えばドレイン電極との間に所定
の電界を印加することにより、キャリアがゲート絶縁膜
2を通過してフローティングゲートに蓄積され、メモリ
作用を示していた。
多結晶Si層3がフローティングゲートとなり、第2の
多結晶Si層5がコントロールゲートとなる。従って、
コントロールゲートと例えばドレイン電極との間に所定
の電界を印加することにより、キャリアがゲート絶縁膜
2を通過してフローティングゲートに蓄積され、メモリ
作用を示していた。
然し乍ら、従来メモリセル構造においては、多結晶Si
層を2層積層構造とするため、段差が大きくなり、微細
化が進むに伴って配線が困難になるという問題点がある
と共に、絶縁膜9がパターン6の上面と側面とで均一膜
厚に形成されないため、絶縁不良が生じるという問題点
もあった。
層を2層積層構造とするため、段差が大きくなり、微細
化が進むに伴って配線が困難になるという問題点がある
と共に、絶縁膜9がパターン6の上面と側面とで均一膜
厚に形成されないため、絶縁不良が生じるという問題点
もあった。
又、第2の多結晶Si層5、中間絶縁膜4及び第1の多
結晶Si層3を連続してエツチングするので、特にフロ
ーティングゲートとなる第1の多結晶Si層3のパター
ニング寸法の制御性が悪いという問題点があった。
結晶Si層3を連続してエツチングするので、特にフロ
ーティングゲートとなる第1の多結晶Si層3のパター
ニング寸法の制御性が悪いという問題点があった。
本発明の目的は上述の問題点に鑑み、セル形状の段差が
小さく、絶縁不良が防止できると共に、フローティング
ゲートの寸法制御性が向上できるフローティングゲート
を有するFET及びその製造方法を提供するものである
。
小さく、絶縁不良が防止できると共に、フローティング
ゲートの寸法制御性が向上できるフローティングゲート
を有するFET及びその製造方法を提供するものである
。
本発明は上述した目的を達成するため、基板上にゲート
絶縁膜を介して積層形成した第1の多結晶Si層と、該
第1の多結晶Si層の側面に中間絶縁膜を介して形成し
た第2の多結晶Si層と、上記第1及び第2の多結晶S
i層並びに上記中間絶縁膜の上面に形成したSiN膜と
、上記第2の多結晶St層の両側方の基板表面に形成し
たソース・ドレイン領域と、上記基板全面に堆積形成し
た上層絶縁膜と、該上層絶縁膜及び上記ゲート絶縁膜に
形成し、上記ソース・ドレイン領域上に個別に接合する
電極とを具備したフローティングゲートを有するFET
であり、その製造方法としては、基板上にゲート絶縁膜
、第1の多結晶Si層及びSiN膜を順次積層形成する
工程と、上記第1の多結晶St層のエツチング速度がS
jN illのエツチング速度より大きくなるようにし
たエツチング条件下において、同一マスクを用いて、上
記SiN膜を所望パターンにエツチングすると共に、上
記SiN膜下の上記第1の多結晶Si層側部をオーバー
エツチング除去する工程と、次に、上記第1の多結晶S
i層側面に中間絶縁膜を形成する工程と、上記基板全面
に第2の多結晶Si層を堆積する工程と、該第2の多結
晶Si層のエツチング速度が上記SiN膜のエツチング
速度より太き(なるようにしたエツチング条件下におい
て、上記SiN膜下方の上記第2の多結晶55層を除(
部分をエツチング除去する工程と、その後、該第2の多
結晶Si層両側方の上記基板表面にソース・ドレイン領
域を形成する工程と、上記基板全面に上層絶縁膜を堆積
した後、該上層絶縁膜及び上記ゲート絶縁膜に上記ソー
ス・ドレイン領域と接合する電極を夫々個別に形成する
工程とを含むものである。
絶縁膜を介して積層形成した第1の多結晶Si層と、該
第1の多結晶Si層の側面に中間絶縁膜を介して形成し
た第2の多結晶Si層と、上記第1及び第2の多結晶S
i層並びに上記中間絶縁膜の上面に形成したSiN膜と
、上記第2の多結晶St層の両側方の基板表面に形成し
たソース・ドレイン領域と、上記基板全面に堆積形成し
た上層絶縁膜と、該上層絶縁膜及び上記ゲート絶縁膜に
形成し、上記ソース・ドレイン領域上に個別に接合する
電極とを具備したフローティングゲートを有するFET
であり、その製造方法としては、基板上にゲート絶縁膜
、第1の多結晶Si層及びSiN膜を順次積層形成する
工程と、上記第1の多結晶St層のエツチング速度がS
jN illのエツチング速度より大きくなるようにし
たエツチング条件下において、同一マスクを用いて、上
記SiN膜を所望パターンにエツチングすると共に、上
記SiN膜下の上記第1の多結晶Si層側部をオーバー
エツチング除去する工程と、次に、上記第1の多結晶S
i層側面に中間絶縁膜を形成する工程と、上記基板全面
に第2の多結晶Si層を堆積する工程と、該第2の多結
晶Si層のエツチング速度が上記SiN膜のエツチング
速度より太き(なるようにしたエツチング条件下におい
て、上記SiN膜下方の上記第2の多結晶55層を除(
部分をエツチング除去する工程と、その後、該第2の多
結晶Si層両側方の上記基板表面にソース・ドレイン領
域を形成する工程と、上記基板全面に上層絶縁膜を堆積
した後、該上層絶縁膜及び上記ゲート絶縁膜に上記ソー
ス・ドレイン領域と接合する電極を夫々個別に形成する
工程とを含むものである。
本発明においては、第1及び第2の多結晶Si層とSi
N膜とのエツチング残度の違いを利用して、コントロー
ルゲートとなる第1の多結晶Si層の側面に中間絶縁膜
を介してフローティングゲートとなる第2の多結晶Si
層を形成したので、セルの段差が低く抑えられ、絶縁膜
厚不均一による絶縁不良が防止される。加えて、第2の
多結晶Si層はその直上のSiN膜をマスクとしてエツ
チングされるので、第2の多結晶Si層のエツチング寸
法の制御性が向上する。
N膜とのエツチング残度の違いを利用して、コントロー
ルゲートとなる第1の多結晶Si層の側面に中間絶縁膜
を介してフローティングゲートとなる第2の多結晶Si
層を形成したので、セルの段差が低く抑えられ、絶縁膜
厚不均一による絶縁不良が防止される。加えて、第2の
多結晶Si層はその直上のSiN膜をマスクとしてエツ
チングされるので、第2の多結晶Si層のエツチング寸
法の制御性が向上する。
本発明FET及びその製造方法に係る一実施例を第1図
にFETの断面図及び第2図にFETの製造工程図を示
して説明する。
にFETの断面図及び第2図にFETの製造工程図を示
して説明する。
先ず、FETメモリセルの構造について第1図を参照し
て述べる。
て述べる。
即ち、11はSt基板であり、この基板II上にはゲー
ト酸化膜21、不純物を含む第1の多結晶51層(コン
トロールゲート)31及びSiN膜41が順次積層形成
されている。上記コントロールゲート31の側面には中
間絶縁膜51及び不純物を含む第2の多結晶Si層(フ
ローティングゲート)61が、上記SiN H41下に
おいて順次形成されている。そして、これらSiN膜4
1.フローティングゲート61及びゲート酸化膜21の
表面には絶縁膜71が被着形成されている。又、上記フ
ローティングゲート61が隣接する基板11内にはドレ
イン領域Si及びソース領域91が夫々形成され、これ
ら領域Si.91上には夫々個別に電極101が形成さ
れている。
ト酸化膜21、不純物を含む第1の多結晶51層(コン
トロールゲート)31及びSiN膜41が順次積層形成
されている。上記コントロールゲート31の側面には中
間絶縁膜51及び不純物を含む第2の多結晶Si層(フ
ローティングゲート)61が、上記SiN H41下に
おいて順次形成されている。そして、これらSiN膜4
1.フローティングゲート61及びゲート酸化膜21の
表面には絶縁膜71が被着形成されている。又、上記フ
ローティングゲート61が隣接する基板11内にはドレ
イン領域Si及びソース領域91が夫々形成され、これ
ら領域Si.91上には夫々個別に電極101が形成さ
れている。
次に、かかるメモリセル゛の製造方法について、第1図
及び第2図を参照して述べる。
及び第2図を参照して述べる。
先ず、第2図Talに示す如<、Si基板11の表面に
ゲート酸化膜21を形成した後、このゲート酸化膜21
上に600〜800℃の5iH2Cjtガスを用いたC
VD法により高濃度にリン等の不純物を含む第1の多結
晶Si層(コントロールゲート)31を2000〜50
00人厚程度形成する。その後、この第1の多結晶Si
層31上にLPCVD法によりNH3と5iH1CZ2
ガスを用い600〜800℃でSiN膜41を形成する
0次に、このSiN膜4膜上1上ターン化されたレジス
ト111を形成する。
ゲート酸化膜21を形成した後、このゲート酸化膜21
上に600〜800℃の5iH2Cjtガスを用いたC
VD法により高濃度にリン等の不純物を含む第1の多結
晶Si層(コントロールゲート)31を2000〜50
00人厚程度形成する。その後、この第1の多結晶Si
層31上にLPCVD法によりNH3と5iH1CZ2
ガスを用い600〜800℃でSiN膜41を形成する
0次に、このSiN膜4膜上1上ターン化されたレジス
ト111を形成する。
そして、第2回出)に示す如く、・上記レジスト111
をマスクとして、最上層のSiN膜41をエツチングし
、続いて、SiN膜41と第1の多結晶31層31との
エツチングレートの比が少なくとも1:5以上になる条
件下で第1の多結晶Si層31もエツチングしてパター
ン化する。この場合、例えばSFb とフロン115と
の混合ガスを用いて、Otプラズマ中で反応させると、
各々の膜に対するエツチングレートとして、SiNM4
1に対しては約200人/分、第1の多結晶31層31
に対しては約2000人/分になる。従って、厚さ30
00人の第1の多結晶Si層31のエツチング時間を3
分に設定すると、この第1の多結晶31層31のオーバ
ーエツチングにより少なくとも5iNi141のエツチ
ング残り(以下底という)dが約1000〜2000人
得られる。
をマスクとして、最上層のSiN膜41をエツチングし
、続いて、SiN膜41と第1の多結晶31層31との
エツチングレートの比が少なくとも1:5以上になる条
件下で第1の多結晶Si層31もエツチングしてパター
ン化する。この場合、例えばSFb とフロン115と
の混合ガスを用いて、Otプラズマ中で反応させると、
各々の膜に対するエツチングレートとして、SiNM4
1に対しては約200人/分、第1の多結晶31層31
に対しては約2000人/分になる。従って、厚さ30
00人の第1の多結晶Si層31のエツチング時間を3
分に設定すると、この第1の多結晶31層31のオーバ
ーエツチングにより少なくとも5iNi141のエツチ
ング残り(以下底という)dが約1000〜2000人
得られる。
しかる後、第2図(C1に示す如く、レジスト111を
除去後、基板11を酸化することにより、第1の多結晶
31層31の側面に均一な膜厚の中間酸化[151を数
百人厚形成する。
除去後、基板11を酸化することにより、第1の多結晶
31層31の側面に均一な膜厚の中間酸化[151を数
百人厚形成する。
その後、第2図+dlに示す如(、基板11全面に、6
00〜800℃の5iH1CZ、ガス中におけるCVD
法を以て第2の多結晶Si層6Iを堆積する。この場合
、上記第2の多結晶Si層61はSiN膜41の庇dの
下にも容易に堆積される。
00〜800℃の5iH1CZ、ガス中におけるCVD
法を以て第2の多結晶Si層6Iを堆積する。この場合
、上記第2の多結晶Si層61はSiN膜41の庇dの
下にも容易に堆積される。
次いで、第2図(e)に示す如< 、SFiとフロン1
15との混合ガスを用い、0富プラズマ中で上記第2の
多結晶Si層61をエツチングする。このとき、第2の
多結晶Si層61のエツチングレートを5iNl141
のエツチングレートの5倍以上としたので、SiN膜4
1の庇dがエツチングマスクとして作用し、第2の多結
晶31層61のうち当該マスクの下方を除(部分は除去
される。
15との混合ガスを用い、0富プラズマ中で上記第2の
多結晶Si層61をエツチングする。このとき、第2の
多結晶Si層61のエツチングレートを5iNl141
のエツチングレートの5倍以上としたので、SiN膜4
1の庇dがエツチングマスクとして作用し、第2の多結
晶31層61のうち当該マスクの下方を除(部分は除去
される。
しかる後、第1図に示す如(、ゲート酸化膜21の所定
部分を除去して、基板11の表面にセルのソース及びド
レイン領域91.Siをイオン注入法により形成する。
部分を除去して、基板11の表面にセルのソース及びド
レイン領域91.Siをイオン注入法により形成する。
その後、基板11全面に絶縁膜71を堆積し、この絶縁
膜71に電極取り出し部を形成する。そして、この電極
取り出し部にソース及びドレイン領域91.Siの電極
101を個別に形成し、メモリセルが完成する。
膜71に電極取り出し部を形成する。そして、この電極
取り出し部にソース及びドレイン領域91.Siの電極
101を個別に形成し、メモリセルが完成する。
以上説明したように本発明によれば、選択性の強いエツ
チング条件を用いてSiN膜と第1の多結晶Si層とを
エツチングし、庇を形成することにより、この庇の下に
第2の多結晶St層を残し、第1及び第2の多結晶Si
層間に中間絶縁膜を介在するので、第1の多結晶Si層
をコントロールゲートとし、第2の多結晶Si層をフロ
ーティングゲートとして用いることができる。そして、
フローティングゲートとコントロールゲートとは積層し
ないので、セルの段差を低く抑えることができる。この
ため、素子の配線が容易になると共に、絶縁不良が防止
できる。又、フローティングゲートの寸法は庇の寸法に
よって制御できるので、フローティングゲートの製造上
の制御性が向上する。更に、EPROHに適用した場合
、本発明のメモリセル構造によれば、データ消去に用い
る紫外線が従来構造に比べてさえぎられることがないの
で、消去効率が極めて良くなる等の特存の効果により上
述した課題を解決し得る。
チング条件を用いてSiN膜と第1の多結晶Si層とを
エツチングし、庇を形成することにより、この庇の下に
第2の多結晶St層を残し、第1及び第2の多結晶Si
層間に中間絶縁膜を介在するので、第1の多結晶Si層
をコントロールゲートとし、第2の多結晶Si層をフロ
ーティングゲートとして用いることができる。そして、
フローティングゲートとコントロールゲートとは積層し
ないので、セルの段差を低く抑えることができる。この
ため、素子の配線が容易になると共に、絶縁不良が防止
できる。又、フローティングゲートの寸法は庇の寸法に
よって制御できるので、フローティングゲートの製造上
の制御性が向上する。更に、EPROHに適用した場合
、本発明のメモリセル構造によれば、データ消去に用い
る紫外線が従来構造に比べてさえぎられることがないの
で、消去効率が極めて良くなる等の特存の効果により上
述した課題を解決し得る。
第1図及び第2図は本発明の一実施例を示すもので、第
1図はFETの断面図、第2図はFETの製造工程図、
第3図は従来方法の工程図である。 11・・・Si基板、2m・・ゲート酸化膜、31・・
・第1の多結晶Si層(コントロールゲート) 41
・・・SiN膜、51・・・中間絶縁膜、61・・・第
2の多結晶Si層(フローティングゲート) 71・
・・絶縁膜、Si・・・ドレイン領域、91・・・ソー
ス領域、101・・・電極、111・・・レジスト、d
・・・庇。 本発明FETの断面図 第1図 本発明方法の工程図 第2図
1図はFETの断面図、第2図はFETの製造工程図、
第3図は従来方法の工程図である。 11・・・Si基板、2m・・ゲート酸化膜、31・・
・第1の多結晶Si層(コントロールゲート) 41
・・・SiN膜、51・・・中間絶縁膜、61・・・第
2の多結晶Si層(フローティングゲート) 71・
・・絶縁膜、Si・・・ドレイン領域、91・・・ソー
ス領域、101・・・電極、111・・・レジスト、d
・・・庇。 本発明FETの断面図 第1図 本発明方法の工程図 第2図
Claims (2)
- (1)フローティングゲートを有するFETにおいて、 ゲート絶縁膜上に選択形成された第1の多結晶Si層(
コントロールゲート)の側面に中間絶縁膜を介して第2
の多結晶Si層(フローティングゲート)を形成したこ
とを特徴とするフローティングゲートを有するFET。 - (2)基板上にゲート絶縁膜、第1の多結晶Si層及び
SiN膜を順次積層形成する工程と、 上記第1の多結晶Si層のエッチング速度がSiN膜の
エッチング速度より大きくなるようにしたエッチング条
件下において、同一マスクを用いて、上記SiN膜を所
望パターンにエッチングすると共に、上記SiN膜下の
上記第1の多結晶Si層側部をオーバーエッチング除去
する工程と、 次に、上記第1の多結晶Si層側面に中間絶縁膜を形成
する工程と、 上記基板全面に第2の多結晶Si層を堆積する工程と、 該第2の多結晶Si層のエッチング速度が上記SiN膜
のエッチング速度より大きくなるようにしたエッチング
条件下において、上記SiN膜下方の上記第2の多結晶
Si層を除く部分をエッチング除去する工程と、 その後、上記第2の多結晶Si層両側方の上記基板表面
にソース・ドレイン領域を形成する工程と、上記基板全
面に上層絶縁膜を堆積した後、該上層絶縁膜及び上記ゲ
ート絶縁膜に上記ソース・ドレイン領域と接合する電極
を夫々個別に形成する工程とを含むことを特徴とするフ
ローティングゲートを有するFETの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2959789A JPH02210879A (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | フローティングゲートを有するfet及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2959789A JPH02210879A (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | フローティングゲートを有するfet及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02210879A true JPH02210879A (ja) | 1990-08-22 |
Family
ID=12280486
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2959789A Pending JPH02210879A (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | フローティングゲートを有するfet及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02210879A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04252072A (ja) * | 1991-01-28 | 1992-09-08 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
US5432112A (en) * | 1994-05-06 | 1995-07-11 | United Microelectronics Corporation | Process for EPROM, flash memory with high coupling ratio |
US5739568A (en) * | 1994-11-28 | 1998-04-14 | Motorola, Inc. | Non-volatile memory having a cell applying to multi-bit data by double layered floating gate architecture and programming method for the same |
-
1989
- 1989-02-10 JP JP2959789A patent/JPH02210879A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04252072A (ja) * | 1991-01-28 | 1992-09-08 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
US5432112A (en) * | 1994-05-06 | 1995-07-11 | United Microelectronics Corporation | Process for EPROM, flash memory with high coupling ratio |
US5739568A (en) * | 1994-11-28 | 1998-04-14 | Motorola, Inc. | Non-volatile memory having a cell applying to multi-bit data by double layered floating gate architecture and programming method for the same |
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