JPH03106076A - Manufacture of semiconductor nonvolatile memory - Google Patents

Manufacture of semiconductor nonvolatile memory

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JPH03106076A
JPH03106076A JP1244718A JP24471889A JPH03106076A JP H03106076 A JPH03106076 A JP H03106076A JP 1244718 A JP1244718 A JP 1244718A JP 24471889 A JP24471889 A JP 24471889A JP H03106076 A JPH03106076 A JP H03106076A
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JP
Japan
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layer
semiconductor layer
film
resist pattern
pattern
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JP1244718A
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Japanese (ja)
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Masanori Noda
昌敬 野田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PURPOSE:To improve a semiconductor nonvolatile memory in manufacturing yield when it is manufactured in a double self-aligned method by a method wherein a floating gate formed of a first semiconductor layer is formed in a self-alignment manner to a control gate. CONSTITUTION:A first resist pattern 9 is formed on an etching mask layer 8, and the etching mask layer 8 and a layer 7 including a second semiconductor layer are successively etched using the first resist pattern 9 as a mask to form a control gate CG formed of the layer 7 which includes the second semiconductor layer. The surface of a part formed of a first semiconductor layer excluding a pattern 5 is covered with a second resist pattern 10, and the pattern 5 formed of the first semiconductor layer is etched using the first resist pattern 9 as a mask to form a floating gate FG formed of the first semiconductor layer as self-aligned with the control gate CG. By this setup, a nonvolatile memory of this design can be improved manufacturing yield.

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上にコントロールゲー
トが積層された構造のメモリセルを有する半導体不揮発
性メモリの製造に適用される半導体不揮発性メモリの製
造方法に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention is applied to the production of semiconductor nonvolatile memory having a memory cell structure in which a control gate is stacked on a floating gate. Regarding the method.

〔発明の概要] 本発明は、フローティングゲート上にコントロールゲー
トが積層された構造のメモリセルを有する半導体不揮発
性メモリの製造方法において、半導体基体上にゲート絶
縁膜を介して第1の半導体層から成るパターンを形成す
る工程と、第1の半導体層から成るパターン及び半導体
基体上に絶縁膜を介して少なくとも第2の半導体層を含
む層を形威する工程と、少なくとも第1の半導体層から
成るパターン上の第2の半導体層を含む層上に第1の半
導体層とエッチング特性の異なるエッチングマスク層を
形成する工程と、エッチングマスク層上に第工のレジス
トパターンを形威し、第1のレジストパターンをマスク
としてエッチングマスク層及び第2の半導体層を含む層
を順次エッチングすることにより第2の半盪体層を含む
層から成るコントロールゲートを形成する工程と、第1
の半導体層から成るパターン以外の部分の表面を第2の
レジストパターンで覆い、第1のレジストパターンをマ
スクとして第1の半導体層から成るパターンをエッチン
グすることによりコントロールゲートに対して自己整合
的に第1の半導体層から成るフローティングゲートを形
成する工程とを具傭する。これによって、半導体不揮発
性メモリをダブルセルファライン方弐で製造する場合の
製造歩留まりの向上を図ることができる。
[Summary of the Invention] The present invention provides a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory having a memory cell having a structure in which a control gate is stacked on a floating gate. a step of forming a layer including at least a second semiconductor layer on the pattern and the semiconductor substrate through an insulating film, and a step of forming a pattern including at least the first semiconductor layer; forming an etching mask layer having different etching characteristics from the first semiconductor layer on the layer including the second semiconductor layer on the pattern; forming a first resist pattern on the etching mask layer; forming a control gate made of a layer including a second semicircular layer by sequentially etching the layer including the etching mask layer and the second semiconductor layer using the resist pattern as a mask;
The surface of the portion other than the pattern made of the semiconductor layer is covered with a second resist pattern, and the pattern made of the first semiconductor layer is etched using the first resist pattern as a mask in a self-aligned manner with respect to the control gate. forming a floating gate made of the first semiconductor layer. Thereby, it is possible to improve the manufacturing yield when manufacturing semiconductor nonvolatile memories using the double cell line method.

[従来の技術] 従来、この種の半導体不揮発性メモリとして、E P 
R O M (Erasable and Progr
ammable Read Only Mesory)
やE E P R O M (Electricall
y Erasable and Programmab
le Read Only Memory)などがある
。近年、これらのEPROM及びEEPR○Mの高集積
化及び書き込み特性の向上を図るため、その製造方法と
しては、コントロールゲートとフローティングゲートと
を自己整合的に形成することができるダブルセルファラ
イン方式と呼ばれる方法が多く用いられている。
[Prior Art] Conventionally, as this type of semiconductor non-volatile memory, E P
R O M (Erasable and Progr.
ammable Read Only Memory)
and E E P R O M (Electrical
y Erasable and Programmable
Read Only Memory). In recent years, in order to increase the integration density and improve the write characteristics of these EPROMs and EEPR○Ms, a manufacturing method called the double self-line method, in which a control gate and a floating gate can be formed in a self-aligned manner, has been developed. Many methods are used.

第2図A〜第2図Hは従来のダブルセルファライン方式
のEFROMの製造方法を示す。この方法によれば、第
2図Aに示すように、まず例えばp型シリコン(Si)
基!gi101の表面に例えばStOt膜のような素子
間分離用のフィールド絶縁膜?02を選択的に形成する
とともに、このフィールド絶縁膜102の下側に例えば
P゛型のチャネルストツバ領域103を形成する。次に
、このフィールド絶縁膜102で囲まれた活性領域の表
面に例えばSiO■膜のようなゲート絶縁膜104を形
成する。次に、CVD法により全面に例えば多結晶St
膜を形成し、この多結晶Si膜に例えばリン(P)のよ
うな不純物をドープして低抵抗化した後、この多結晶S
i膜をエッチングにより所定形状にパターンニングする
。符号105はこのようにしてパターンニングされた多
結晶Si膜を示す。第2図Aに示す断面に垂直な方向の
この多結晶Si膜105の幅は、後述のフローティング
ゲートFC”と同一である。
FIGS. 2A to 2H show a conventional method of manufacturing an EFROM of the double self-line type. According to this method, as shown in FIG. 2A, first, for example, p-type silicon (Si) is
Base! Is there a field insulating film for isolation between elements, such as a StOt film, on the surface of gi101? 02 is selectively formed, and a P'' type channel stopper region 103, for example, is formed under the field insulating film 102. Next, a gate insulating film 104 such as a SiO2 film is formed on the surface of the active region surrounded by the field insulating film 102. Next, the entire surface is coated with polycrystalline St, for example, by the CVD method.
After forming a polycrystalline Si film and doping the polycrystalline Si film with an impurity such as phosphorus (P) to lower its resistance, the polycrystalline Si film is
The i-film is patterned into a predetermined shape by etching. Reference numeral 105 indicates a polycrystalline Si film patterned in this manner. The width of this polycrystalline Si film 105 in the direction perpendicular to the cross section shown in FIG. 2A is the same as that of the floating gate FC'' described later.

次に、第2図Bに示すように、多結晶St膜105の表
面に例えば熱酸化法により例えばSin.膜のような絶
縁膜(カップリング絶縁膜)106を形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, the surface of the polycrystalline St film 105 is coated with, for example, Sin. A film-like insulating film (coupling insulating film) 106 is formed.

次に、第2図Cに示すように、例えばCVD法により全
面に二層目の多結晶Si膜107を形威した後、この多
結晶Si膜107に例えばPのような不純物をドーブし
て低抵抗化する。この後、この多結晶SL膜107上に
リソグラフィーにより所定形状のレジストパターン10
8を形成する。
Next, as shown in FIG. 2C, a second layer of polycrystalline Si film 107 is formed on the entire surface by, for example, the CVD method, and then this polycrystalline Si film 107 is doped with an impurity such as P. Lower resistance. Thereafter, a resist pattern 10 of a predetermined shape is formed on this polycrystalline SL film 107 by lithography.
form 8.

次に、このレジストパターン108をマスクとして例え
ば反応性イオンエッチング(RIE)法により多結晶S
t膜107を基板表面と垂直方向に異方性エッチングし
て、第2図Dに示すように、コントロールゲートCG′
及び周辺回路部などのMOS}ランジスタ用のゲート電
極G′を形成する。
Next, using this resist pattern 108 as a mask, polycrystalline silicon is etched by, for example, reactive ion etching (RIE).
The T film 107 is anisotropically etched in a direction perpendicular to the substrate surface to form a control gate CG' as shown in FIG. 2D.
and a gate electrode G' for a MOS transistor in a peripheral circuit section, etc., is formed.

次に、第2図Eに示すように、周辺回路部などの表面を
二層目のレジストパターン109で覆った後、例えばR
IE法により絶縁膜106を基板表面と垂直方向に異方
性エッチングする。
Next, as shown in FIG. 2E, after covering the surface of the peripheral circuit section with a second layer resist pattern 109, for example,
The insulating film 106 is anisotropically etched in a direction perpendicular to the substrate surface using the IE method.

次に、レジストパターン108をマスクとして例えばR
IE法により多結晶Si膜105を基板表面と垂直方向
に異方性エッチングする。これによって、第2図Fに示
すように、フローティングゲ−トFC’がコントロール
ゲートcG゛に対して自己整合的に形成される。この後
、レジストパターン108.109を除去する。
Next, using the resist pattern 108 as a mask, for example, R
The polycrystalline Si film 105 is anisotropically etched in a direction perpendicular to the substrate surface using the IE method. As a result, floating gate FC' is formed in self-alignment with control gate cG', as shown in FIG. 2F. After this, the resist patterns 108 and 109 are removed.

次に、第2図Gに示すように、フローティングゲー}F
G′及びゲート電極G′以外の部分のゲート絶縁膜10
6をエッチング除去する。
Next, as shown in Figure 2G, the floating game
Gate insulating film 10 in parts other than G' and gate electrode G'
6 is removed by etching.

次に、熱酸化を行うことにより、第2図Hに示すように
、上述のエッチングにより露出したp型St基板101
の表面に再びゲート絶縁膜104を形成するとともに、
コントロールゲートCG′フローティングゲー}FC’
及びゲート電極G′の表面に例えばSiOt膜のような
絶縁膜110を形成する。次に、コントロールゲートC
G′及びフローティングゲートFC’並びにゲート電極
G′をマスクとしてp型Si基板101中に例えばヒ素
(As)のようなn型不純物をイオン注入する。これに
よって、例えばn゜型のソース領域11′L及びドレイ
ン領域112がコントロールゲー}CG’及びフローテ
ィングゲー}FG′に対して自己整合的に形威されると
ともに、例えばn・型のソース領域113及びドレイン
頷域114がゲート電極G′に対して自己整合的に形威
される。そして、コントロールゲー}CG’、フローテ
ィンクケー}FC ’、ソース領域111及びドレイン
領域112によりメモリトランジスタが形成される。ま
た、ゲート電極G′、ソース頷域113及びドレイン領
域114により周辺回路部用などのMOSトランジスタ
が形威される。この後、例えばCVD法により全面に層
間絶縁膜115を形成する。
Next, by performing thermal oxidation, as shown in FIG. 2H, the p-type St substrate 101 exposed by the above etching is
While forming the gate insulating film 104 again on the surface of
Control gate CG'Floating game}FC'
Then, an insulating film 110 such as a SiOt film is formed on the surface of the gate electrode G'. Next, control gate C
Using G', floating gate FC', and gate electrode G' as masks, an n-type impurity such as arsenic (As) is ion-implanted into p-type Si substrate 101. As a result, for example, the n°-type source region 11'L and drain region 112 are formed in a self-aligned manner with respect to the control gate CG' and the floating gate FG', and, for example, the n-type source region 113 The drain nozzle region 114 is formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode G'. A memory transistor is formed by the control gate CG', the floating gate FC', the source region 111, and the drain region 112. Further, the gate electrode G', the source region 113, and the drain region 114 form a MOS transistor for a peripheral circuit section. Thereafter, an interlayer insulating film 115 is formed on the entire surface by, for example, a CVD method.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述の従来のダブルセルファライン方式のEPROMの
製造方法においては、コントロールゲー}CG’及びフ
ローティングゲートFG′を形成するために二層のレジ
スト(ダブルレジスト)を用いていることから、次のよ
うな問題が生じる。
In the conventional double-self line type EPROM manufacturing method described above, two layers of resist (double resist) are used to form the control gate CG' and the floating gate FG', so the following steps are taken. A problem arises.

すなわち、実際のEFROMの製造時には、二層目のレ
ジストパターン109が正規の位置からずれて形成され
たり、あるいは現像不良などによりレジストパターン1
09の形状不良が生じたりする場合があり得る。このよ
うな場合には、レジストパターン109を一旦除去して
再生することが考えられるが、このレジストパターン1
09を除去しようとすると、一層目のレジストパターン
l08も同時に除去されてしまう。この結果、後に第2
図Fに示す工程で一層目の多結晶Si膜105をエッチ
ングする時に、コントロールゲートCG’もエッチング
されてしまう。従って、二層目のレジストパターン10
9の再生は実際上不可能であると言える。このような理
由により、従来は、二層目のレジストパターン109の
不良は、EPROMの製造歩留りの低下をもたらしてい
た。
That is, during actual EFROM manufacturing, the second layer resist pattern 109 may be formed out of position, or the resist pattern 109 may be formed out of position due to poor development.
09 shape defects may occur. In such a case, it is conceivable to remove the resist pattern 109 once and regenerate it, but this resist pattern 1
When attempting to remove 09, the first layer resist pattern 108 is also removed at the same time. As a result, the second
When the first polycrystalline Si film 105 is etched in the step shown in FIG. F, the control gate CG' is also etched. Therefore, the second layer resist pattern 10
9 can be said to be practically impossible to reproduce. For these reasons, defects in the second-layer resist pattern 109 have conventionally led to a decrease in the manufacturing yield of EPROMs.

従って本発明の目的は、ダブルセルファライン方式で半
導体不揮発性メモリを製造する場合の製造歩留まりの向
上を図ることができる半導体不揮発性メモリの製造方法
を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory that can improve the manufacturing yield when manufacturing a semiconductor nonvolatile memory using the double-self line method.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達或するために、本発明は、フローティング
ゲー} (FG)上にコントロールゲート(CC)が積
層された構造のメモリセルを有する半導体不揮発性メモ
リの製造方法において、半導体基体(1)上にゲート絶
縁膜(4)を介して第1の半導体層から成るパターン(
5)を形成する工程と、第1の半導体層から成るパター
ン(5)及び半導体基体(1)上に絶縁膜(6)を介し
て少なくとも第2の半導体層を含むN(7)を形威する
工程と、少なくとも第1の半導体層から成るパターン(
5)上の第2の半導体層を含む層(7)上に第1の半導
体層とエッチング特性の異なるエッチングマスク層(8
)を形成する工程と、エッチングマスク層(8)上に第
1のレジストパターン(9)を形威し、第1のレジスト
パターン(9)をマスクとしてエッチングマスク層(8
)及び第2の半導体層を含む層(7)を順次エッチング
することにより第2の半導体層を含む層(7)から成る
コントロールゲート(CG)を形成する工程と、第1の
半導体層から成るパターン(5)以外の部分の表面を第
2のレジストパターン(10)で覆い、第1のレジスト
パターン(9)をマスクとして第1の半導体層から成る
パターン(5)をエッチングすることによりコントロー
ルゲート(CG)に対して自己整合的に第1の半導体層
から成るフローテイングゲート(FC)を形成する工程
とを具備する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory having a memory cell having a structure in which a control gate (CC) is stacked on a floating gate (FG). A pattern consisting of the first semiconductor layer (
5) and forming an N (7) including at least a second semiconductor layer on the pattern (5) consisting of the first semiconductor layer and the semiconductor substrate (1) with an insulating film (6) interposed therebetween. and a pattern consisting of at least the first semiconductor layer (
5) An etching mask layer (8) having different etching characteristics from the first semiconductor layer on the layer (7) including the second semiconductor layer above.
), forming a first resist pattern (9) on the etching mask layer (8), and using the first resist pattern (9) as a mask, etching the etching mask layer (8).
) and the layer (7) including the second semiconductor layer to form a control gate (CG) consisting of the layer (7) including the second semiconductor layer; The control gate is formed by covering the surface of the portion other than the pattern (5) with a second resist pattern (10), and etching the pattern (5) made of the first semiconductor layer using the first resist pattern (9) as a mask. A floating gate (FC) made of a first semiconductor layer is formed in a self-aligned manner with respect to (CG).

第1の半導体層及び第2の半導体層としては、例えば不
純物がドーブされた多結晶SR膜が用いられる。この場
合、エッチングマスク層(8)としては、多結晶St膜
をエッチングする際にエッチング耐性のあるものが用い
られる。具体的には、このエッチングマスクN(8)と
しては、例えばタングステン(W)、モリブデン(Mo
) ,チタン(Ti)、タンタル(Ta)などの高融点
金属膜のほか、例えばSi○2膜やSiffN41など
を用いることができる。
For example, a polycrystalline SR film doped with impurities is used as the first semiconductor layer and the second semiconductor layer. In this case, as the etching mask layer (8), a material having etching resistance is used when etching the polycrystalline St film. Specifically, this etching mask N(8) is made of, for example, tungsten (W), molybdenum (Mo
), titanium (Ti), tantalum (Ta), and other high-melting point metal films, for example, Si○2 film, SiffN41, etc. can be used.

少なくとも第2の半導体層を含む層(7)としては、例
えば不純物がドープされた多結晶Sf膜や、この多結晶
Si膜上に高融点金属シリサイド膜を形威したポリサイ
ド膜などを用いることができる。
As the layer (7) including at least the second semiconductor layer, it is possible to use, for example, a polycrystalline SF film doped with impurities, a polycide film in which a refractory metal silicide film is formed on the polycrystalline Si film, or the like. can.

〔作用〕[Effect]

上記した手段によれば、第2のレジストパターン(10
)を形成した時点ではコントロールゲー} (CG)上
にはエッチングマスク層(8)が形威されている。この
ため、この第2のレジストパターン(10)を再生する
必要がある場合にこの第2のレジストパターン(10)
を除去した時に第1のレジストパターン(9)も同時に
除去されたとしても、コントロールゲー} (CG)上
には工、ツチングマスク層(8)が残されているので、
フローティングゲート(FC)を形成するためのエッチ
ング時にこのコントロールゲート(CC)がエッチング
されるのを防止することができる。
According to the above means, the second resist pattern (10
) is formed, an etching mask layer (8) is formed on the control game (CG). Therefore, when it is necessary to reproduce this second resist pattern (10), this second resist pattern (10)
Even if the first resist pattern (9) is removed at the same time when the resist pattern (CG) is removed, the etching mask layer (8) remains on the control gate (CG).
The control gate (CC) can be prevented from being etched during etching to form the floating gate (FC).

そして、このエッチングマスク層(8)を用いて第1の
半導体層から成るパターン(5)をエッチングすること
によりフローティングゲート(FC)をコントロールゲ
ート(CG)に対して自己整合的に形成することができ
る。
Then, by etching the pattern (5) made of the first semiconductor layer using this etching mask layer (8), a floating gate (FC) can be formed in a self-aligned manner with respect to the control gate (CG). can.

なお、エッチングマスク層(8)として高融点金属膜な
どの低抵抗材料を用いることにより、コントロールゲー
ト(CG)の低抵抗化を図ることもてきる。
Note that by using a low resistance material such as a high melting point metal film as the etching mask layer (8), it is possible to lower the resistance of the control gate (CG).

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例について図面を参照しながら説
明する。この実施例は、本発明をダブルセルファライン
方式のEFROMの製造に適用した実施例である。なお
、実施例の全図において、同一の部分には同一の符号を
付す。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. This embodiment is an example in which the present invention is applied to manufacturing a double-self line type EFROM. In addition, in all the drawings of the embodiment, the same parts are given the same reference numerals.

第1図A〜第1図Hは本発明の一実施例によるEPRO
Mの製造方法を示す。
1A to 1H are EPROs according to an embodiment of the present invention.
The manufacturing method of M is shown below.

この実施例においては、第1図Bに示す工程までは第2
図A及び第2図Bに示すと同様に工程を進める。すなわ
ち、第1図Aに示すように、まず例えばP型Si基板1
の表面に例えばSiO2膜のような素子間分離用のフィ
ールド絶縁膜2を選択的に形成するとともに、このフィ
ールド絶縁膜2の下側に例えばp゛型のチャネルストツ
バ領域3を形成する。次に、このフィールド絶縁膜2で
囲まれた活性領域の表面に例えばSt..膜のようなゲ
ート絶縁膜4を形成する。次に、例えばCVD法により
多結晶Si膜を形威し、この多結晶St膜に例えばPの
ような不純物をドープして低抵抗化した後、この多結晶
Si膜をエッチングにより所定形状にパターンニングす
る。符号5はこのようにしてパターンニングされた多結
晶Si膜を示す。
In this embodiment, the steps up to the step shown in FIG.
The process proceeds in the same manner as shown in Figures A and 2B. That is, as shown in FIG. 1A, first, for example, a P-type Si substrate 1 is
A field insulating film 2 for device isolation, such as a SiO2 film, is selectively formed on the surface of the semiconductor device, and a p-type channel stopper region 3, for example, is formed under the field insulating film 2. Next, for example, St. .. A gate insulating film 4 like a film is formed. Next, a polycrystalline Si film is formed by, for example, the CVD method, this polycrystalline St film is doped with an impurity such as P to lower its resistance, and then this polycrystalline Si film is patterned into a predetermined shape by etching. ning. Reference numeral 5 indicates a polycrystalline Si film patterned in this manner.

次に、第1図Bに示すように、多結晶SilI5の表面
に例えば熱酸化法により例えばSin.膜のような絶縁
WA(カップリング絶縁11!)6を形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, the surface of the polycrystalline SilI5 is coated with, for example, Sin. A film-like insulation WA (coupling insulation 11!) 6 is formed.

次に、第1図Cに示すように、例えばCVD法により全
面に多結晶Si膜7を形成し、この多結晶St膜7に例
えばPのような不純物をドーブして低抵抗化した後、こ
の多結晶Si膜7上に例えばスパッタ法や真空蒸着法な
どにより例えばW, Mo, TiTaのような高融点
金属膜8を形成する。この後、この高融点金属膜8上に
リソグラフィーにより所定形状のレジストパターン9を
形成する。
Next, as shown in FIG. 1C, a polycrystalline Si film 7 is formed on the entire surface by, for example, the CVD method, and the polycrystalline St film 7 is doped with an impurity such as P to lower the resistance. A high melting point metal film 8 such as W, Mo, or TiTa is formed on this polycrystalline Si film 7 by, for example, sputtering or vacuum evaporation. Thereafter, a resist pattern 9 having a predetermined shape is formed on this high melting point metal film 8 by lithography.

次に、このレジストパターン9をマスクとして高融点金
属膜8及び多結晶St膜7を例えばRIE法により基板
表面と垂直方向に異方性エッチングして、第1図Dに示
すように、二層目の多結晶Si膜から成るコントロール
ゲートCG及び一層目の多結晶Si膜から成る周辺回路
部などのMOSI−ランジスタ用のゲート電極Gを形成
する。これらのコントロールゲー}CG及びゲート電極
G上には高融点金属膜8が残されている. 次に、第1図Eに示すように、周辺回路部などの表面を
二層目のレジストパターン10で覆った後、例えばRI
E法により絶縁膜6を基板表面と垂直方向に異方性エッ
チングする。
Next, using this resist pattern 9 as a mask, the high melting point metal film 8 and the polycrystalline St film 7 are anisotropically etched in a direction perpendicular to the substrate surface by, for example, RIE, to form a two-layer film as shown in FIG. 1D. A control gate CG made of a second polycrystalline Si film and a gate electrode G for a MOSI transistor such as a peripheral circuit portion made of a first polycrystalline Si film are formed. A high melting point metal film 8 remains on these control gates CG and gate electrodes G. Next, as shown in FIG. 1E, after covering the surface of the peripheral circuit portion etc. with a second layer resist pattern 10,
The insulating film 6 is anisotropically etched in a direction perpendicular to the substrate surface using the E method.

次に、レジストパターン9をマスクとして例えばRIE
法により一層目の多結晶Si膜5を基板表面と垂直方向
に異方性エッチングする。これによって、第1図Fに示
すように、フローティングゲー}FCがコントロールゲ
ー1−CGに対して自己整合的に形威される。この後、
レジストパターン9,10を除去する。
Next, using the resist pattern 9 as a mask, for example, RIE is performed.
The first polycrystalline Si film 5 is anisotropically etched in a direction perpendicular to the substrate surface using a method. As a result, as shown in FIG. 1F, the floating game }FC is implemented in a self-consistent manner with respect to the control game 1-CG. After this,
Resist patterns 9 and 10 are removed.

次に、第1図Gに示すように、フローティングゲー}F
C及びゲート電極G以外の部分のゲート絶縁膜4をエッ
チング除去する。
Next, as shown in FIG. 1G, the floating game}F
The portions of the gate insulating film 4 other than C and the gate electrode G are removed by etching.

次に、熱酸化を行うことにより、第1図Hに示すように
、上述のエッチングにより露出したp型Si基板lの表
面に再びゲート絶縁膜4を形成するとともに、コントロ
ールゲートCG、フローティングゲートFG及びゲート
電極Gの表面に例えばStO1膜のような絶縁膜11を
形成する。次に、コントロールゲートCG及びフローテ
ィングゲー}FC並びにゲート電極Gをマスクとしてp
型Si基板1中に例えばAsのようなn型不純物をイオ
ン注入する。これによって、例えばn゛型のソース領域
12及びドレイン領域13がコントロールゲートCG及
びフローティングゲー}FGに対して自己整合的に形威
されるとともに、例えばn゛型のソース領域14及びド
レイン領域15がゲート電極Gに対して自己整合的に形
威される。そして、コントロールゲートCG、フローテ
ィングゲートFC,ソース領域12及びドレイン領域1
3によりメモリトランジスタが形威される。また、ゲー
ト電極G1ソース領域l4及びドレイン領域15により
周辺回路部用などのMOS}ランジスタが形威される。
Next, by performing thermal oxidation, as shown in FIG. Then, an insulating film 11 such as a StO1 film is formed on the surface of the gate electrode G. Next, using the control gate CG, floating gate FC, and gate electrode G as masks, p
An n-type impurity such as As is ion-implanted into a type Si substrate 1 . As a result, for example, the n-type source region 12 and drain region 13 are formed in a self-aligned manner with respect to the control gate CG and floating gate FG, and, for example, the n-type source region 14 and drain region 15 are formed in a self-aligned manner with respect to the control gate CG and floating gate FG. It is formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode G. Control gate CG, floating gate FC, source region 12 and drain region 1
3 forms a memory transistor. Further, the gate electrode G1, the source region 14, and the drain region 15 form a MOS transistor for a peripheral circuit section, etc.

次に、例えばリンシリケートガラス(PSG)膜やSt
ot膜などの層間絶縁膜16を形成する。
Next, for example, a phosphosilicate glass (PSG) film or St
An interlayer insulating film 16 such as an OT film is formed.

この後、コンタクトホールやアルミニウム(A1)配線
などの形成工程を経て、目的とするEPROMが完威さ
れる。
Thereafter, the target EPROM is completed through a process of forming contact holes, aluminum (A1) wiring, etc.

以上のように、この実施例によれば、二層目の多結晶S
t膜7上に多結晶St膜のエッチング時に耐性のある高
融点金属膜8を形威し、これらの高融点金属膜8及び多
結晶St膜7をレジストパターン9をマスクとしてエッ
チングしているので、コントロールゲートCG上に高融
点金属膜8が形成された構造となる。そして、二層目の
レジストパターン10を形威した時点でもコントロール
ゲートCG上にはこの高融点金属膜8はそのまま残され
ている。このため、二層目のレジストパターン10の再
生が必要である場合に、この二層目のレジストパターン
10を除去した時に一層目のレジストパターン9も同時
に除去されてしまったとしても、コントロールゲー}C
G上には高融点金属膜8が残されているので、フローテ
ィングゲートFGを形成するために一層目の多結晶St
膜5をエッチングする際にこのコントロールゲートCG
がエッチングされるのを防止することができる。これに
よって、EPROMの製造歩留まりの向上を図ることが
できる。
As described above, according to this embodiment, the second layer of polycrystalline S
A high melting point metal film 8 that is resistant to the etching of the polycrystalline St film is formed on the T film 7, and these high melting point metal film 8 and the polycrystalline St film 7 are etched using the resist pattern 9 as a mask. , the structure is such that a high melting point metal film 8 is formed on the control gate CG. Even when the second layer resist pattern 10 is formed, the high melting point metal film 8 remains on the control gate CG. Therefore, when it is necessary to reproduce the second layer resist pattern 10, even if the first layer resist pattern 9 is also removed at the same time when the second layer resist pattern 10 is removed, the control game C
Since the high melting point metal film 8 remains on G, the first layer of polycrystalline St is used to form the floating gate FG.
When etching the film 5, this control gate CG
can be prevented from being etched. This makes it possible to improve the manufacturing yield of EPROMs.

また、コントロールゲートCG及びゲート電極G上には
低抵抗の高融点金属膜8が形成されているので、この高
融点金属膜8によりこれらのコントロールゲー}CG及
びゲート電極Gの低抵抗化を図ることができる。
Furthermore, since a low resistance high melting point metal film 8 is formed on the control gate CG and the gate electrode G, the resistance of these control gates CG and gate electrode G is reduced by this high melting point metal film 8. be able to.

以上、本発明の実施例につき具体的に説明したが、本発
明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made based on the technical idea of the present invention.

例えば、上述の実施例において、高融点金属膜8を形成
した後に熱処理を行ってこの高融点金属膜8をシリサイ
ド化することも可能である。また、上述の実施例におい
ては、本発明をEPROMの製造に適用した場合につい
て説明したが、本発明は、EEPROMの製造に適用す
ることも可能である。
For example, in the embodiment described above, it is also possible to perform heat treatment after forming the high melting point metal film 8 to silicide the high melting point metal film 8. Furthermore, in the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to the manufacture of EPROMs has been described, but the present invention can also be applied to the manufacture of EEPROMs.

〔発明の効果] 本発明は、以上述べたように構威されているので、半導
体不揮発性メモリをダブルセルファライン方式で製造す
る場合の製造歩留まりの向上を図ることができる。
[Effects of the Invention] Since the present invention is configured as described above, it is possible to improve the manufacturing yield when semiconductor nonvolatile memories are manufactured by the double-cell line method.

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

第1図A〜第1図Hは本発明の一実施例によるEPRO
Mの製造方法を工程順に説明するための断面図、第2図
A〜第2図Hは従来のダブルセルファライン方式のEP
ROMの製造方法を工程順に説明するための断面図であ
る。 図面における主要な符号の説明 1:p型St基板、 2:フィールド絶縁膜、4:ゲー
ト絶縁膜、 5:一層目の多結晶Si膜、6:絶縁膜、
 7:二層目の多結晶SilpJ、 8:高融点金属膜
、  9:一層目のレジストパターン、10:二層目の
レジストパターン、  12.14:ソース領域、  
13,15:ドレイン領域、CG:コントロールゲート
、 FG:フローティングゲート。
1A to 1H are EPROs according to an embodiment of the present invention.
Cross-sectional views for explaining the manufacturing method of M in the order of steps, FIGS. 2A to 2H are EPs of the conventional double self-line method.
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the ROM manufacturing method step by step. Explanation of main symbols in the drawings 1: p-type St substrate, 2: field insulating film, 4: gate insulating film, 5: first layer polycrystalline Si film, 6: insulating film,
7: Second layer polycrystalline SilpJ, 8: High melting point metal film, 9: First layer resist pattern, 10: Second layer resist pattern, 12.14: Source region,
13, 15: drain region, CG: control gate, FG: floating gate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 フローティングゲート上にコントロールゲートが積層さ
れた構造のメモリセルを有する半導体不揮発性メモリの
製造方法において、 半導体基体上にゲート絶縁膜を介して第1の半導体層か
ら成るパターンを形成する工程と、上記第1の半導体層
から成るパターン及び上記半導体基体上に絶縁膜を介し
て少なくとも第2の半導体層を含む層を形成する工程と
、 少なくとも上記第1の半導体層から成るパターン上の上
記第2の半導体層を含む層上に上記第1の半導体層とエ
ッチング特性の異なるエッチングマスク層を形成する工
程と、 上記エッチングマスク層上に第1のレジストパターンを
形成し、上記第1のレジストパターンをマスクとして上
記エッチングマスク層及び上記第2の半導体層を含む層
を順次エッチングすることにより上記第2の半導体層を
含む層から成るコントロールゲートを形成する工程と、 上記第1の半導体層から成るパターン以外の部分の表面
を第2のレジストパターンで覆い、上記第1のレジスト
パターンをマスクとして上記第1の半導体層から成るパ
ターンをエッチングすることにより上記コントロールゲ
ートに対して自己整合的に上記第1の半導体層から成る
フローティングゲートを形成する工程とを具備すること
を特徴とする半導体不揮発性メモリの製造方法。
[Claims] In a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory having a memory cell having a structure in which a control gate is stacked on a floating gate, a pattern consisting of a first semiconductor layer is formed on a semiconductor substrate with a gate insulating film interposed therebetween. forming a pattern made of the first semiconductor layer and a layer including at least a second semiconductor layer on the semiconductor substrate with an insulating film interposed therebetween; and a pattern made of at least the first semiconductor layer. forming an etching mask layer having etching characteristics different from those of the first semiconductor layer on the layer including the second semiconductor layer above; forming a first resist pattern on the etching mask layer; forming a control gate made of a layer including the second semiconductor layer by sequentially etching the etching mask layer and the layer including the second semiconductor layer using the first resist pattern as a mask; The surface of the portion other than the pattern made of the semiconductor layer is covered with a second resist pattern, and the pattern made of the first semiconductor layer is etched using the first resist pattern as a mask to achieve self-alignment with the control gate. and forming a floating gate made of the first semiconductor layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7888728B2 (en) 1997-07-10 2011-02-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-volatile semiconductor memory device and its manufacturing method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7888728B2 (en) 1997-07-10 2011-02-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-volatile semiconductor memory device and its manufacturing method
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US8969942B2 (en) 1997-07-10 2015-03-03 Kabushiki Kaisha Toshiba Non-volatile semiconductor memory device and its manufacturing method

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