JPH03145160A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH03145160A
JPH03145160A JP1283735A JP28373589A JPH03145160A JP H03145160 A JPH03145160 A JP H03145160A JP 1283735 A JP1283735 A JP 1283735A JP 28373589 A JP28373589 A JP 28373589A JP H03145160 A JPH03145160 A JP H03145160A
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film
gate insulating
logic
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Abstract

PURPOSE:To prevent a semiconductor device from fluctuating in threshold voltage and to protect it against gate breakdown strength failure and instability by a method wherein contaminated resist on a gate insulating film left on a logic region is separated off after an impurity level is formed in the gate insulating film through the implantation of threshold controlling ions, and a new gate insulating film is formed. CONSTITUTION:A tunnel window is made in a gate insulating film 4 of a memory region so as to reach to an N-type diffusion region 3, and an ultra-thin insulating film 5 is grown on the exposed N-type diffusion region 3. Moreover, a polysilicon film 6 is deposited thereon. Then, a slit is made in the polysilicon film 6 in a memory region, and the polysilicon film 6 is removed from a logic region. Furthermore, when a resist pattern is formed for the implantation of ions, the gate insulating film 4 is contaminated by the attachment of resist. Then, ions are implanted so as to control a logic transistor in threshold value. At this point, an impurity level is formed in the gate insulating film 4 on the logic region through the passage of ions. Then, the contaminated gate insulating film 4 on the logic gate is separated off. Thereafter, a new gate insulating film 7b of a logic transistor is formed at the same time together with the insulating film 7a.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は半導体装置の製造方法に関するもので、特に二
層ポリシリコン構造の不揮発性記憶装置とロジックトラ
ンジスタとが混載する半導体装置に使用されるものであ
る。
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Field of Application) The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and particularly to a semiconductor device in which a nonvolatile memory device with a two-layer polysilicon structure and a logic transistor are mounted together. It is used for equipment.

(従来の技術) 従来、メモリ領域に形成されるE2PROM。(Conventional technology) Conventionally, E2PROM is formed in a memory area.

EPROM等の二層導電型不揮発性記憶装置と、ロジッ
ク(論理)領域に形成される一層導電型半導体装置(以
下「ロジックトランジスタ」という。)とを同一半導体
基板上に形成する場合には、以下に示すような製造方法
が用いられている。
When forming a two-layer conductivity type nonvolatile memory device such as an EPROM and a single-layer conductivity type semiconductor device (hereinafter referred to as a "logic transistor") formed in a logic area on the same semiconductor substrate, the following steps are required. The manufacturing method shown below is used.

まず、半導体基板上に第1の絶縁膜と第1の導電膜との
積層膜を形成した後、通常のフォトリソグラフ技術を用
いてロジック領域の第1の導電膜と第1の絶縁膜とを除
去する。また、ロジック領域の半導体基板上に第2の絶
縁膜(ロジックトランジスタのゲート絶縁膜)を形成す
る。この後、通常のフォトリソグラフ技術を用いてロジ
ックトランジスタの閾値制御用のためのイオン注入を行
う。さらに、全面に第2の導電膜を堆積形成してロジッ
クトランジスタのゲート電極を形成する。
First, a laminated film of a first insulating film and a first conductive film is formed on a semiconductor substrate, and then the first conductive film and the first insulating film in the logic area are separated using normal photolithography technology. Remove. Further, a second insulating film (gate insulating film of the logic transistor) is formed on the semiconductor substrate in the logic region. Thereafter, ion implantation for controlling the threshold value of the logic transistor is performed using a normal photolithography technique. Furthermore, a second conductive film is deposited on the entire surface to form a gate electrode of a logic transistor.

しかしながら、この製造方法には以下に示すような欠点
がある。
However, this manufacturing method has the following drawbacks.

第1に、ロジック系の閾値制御用イオン注入のため、ロ
ジックトランジスタ用のゲート絶縁膜の形成直後にフォ
トリングラフを行なう必要がある。このため、ロジック
トランジスタの動作、信頼性上最も重要なゲート絶縁膜
に、汚染源として一般的に知られるレジストが付着する
。従って、このゲート絶縁膜が汚染され、前記トランジ
スタの閾値電圧(VTll)の変動やゲート耐圧不良を
引き起こす。
First, in order to implant ions for threshold control in the logic system, it is necessary to perform photolithography immediately after forming the gate insulating film for the logic transistor. For this reason, resist, which is generally known as a source of contamination, adheres to the gate insulating film, which is most important for the operation and reliability of the logic transistor. Therefore, this gate insulating film is contaminated, causing fluctuations in the threshold voltage (VTll) of the transistor and poor gate breakdown voltage.

第2に、閾値制御用のイオン種がロジックトランジスタ
のゲート絶°縁膜を通して打たれるプロセスになってい
るため、この絶縁膜中に不純物準位が形成される。従っ
て、この不純物準位により素子の不安定性を払く。
Second, since the process is such that ion species for threshold control are implanted through the gate insulating film of the logic transistor, impurity levels are formed in this insulating film. Therefore, this impurity level eliminates the instability of the device.

(発明が解決しようとする課題) このように、従来は、ロジックトランジスタの閾値電圧
(V TH)の変動、ゲート耐圧不良及び不安定性とい
う欠点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, conventional logic transistors have had drawbacks such as fluctuations in the threshold voltage (VTH), poor gate breakdown voltage, and instability.

よって、本発明の目的は、E2PROM。Therefore, an object of the present invention is an E2PROM.

EPROM等の不揮発性記憶装置とロジックトランジス
タとが混載する半導体装置において、ロジックトランジ
スタの閾値電圧の変動、ゲート耐圧不良及び不安定性が
ない信頼性の優れた半導体装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a highly reliable semiconductor device in which a non-volatile memory device such as an EPROM and a logic transistor are mounted together, which is free from fluctuations in the threshold voltage of the logic transistor, poor gate breakdown voltage, and instability.

[発明の構成] (3題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明の製造方法は、まず
、半導体基板上全面に少なくとも第1の絶縁膜を形威し
、この第1の絶縁膜上に第1の導電膜を形成する。次に
、上記第1の導電膜の一部領域を除去した後、上記一部
顛域に対し、選択的に、ロジックトランジスタの閾値制
御用のためのイオン注入を行なう。次に、上記一部頭域
に残存する第1の絶縁膜を除去した後、全面に第2の絶
縁膜(ロジックトランジスタのゲート絶縁膜)を形成す
る。次に、この第2の絶縁膜上に第2の導電膜を形成す
るというものである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Three Problems) In order to achieve the above object, the manufacturing method of the present invention first forms at least a first insulating film over the entire surface of a semiconductor substrate, and A first conductive film is formed on the first insulating film. Next, after removing a portion of the first conductive film, ions are selectively implanted into the portion for controlling the threshold of the logic transistor. Next, after removing the first insulating film remaining in the partial head region, a second insulating film (gate insulating film of the logic transistor) is formed on the entire surface. Next, a second conductive film is formed on this second insulating film.

(作用) 上記の製造方法においては、ロジックトランジスタのゲ
ートの絶縁膜が、その閾値制御用イオン注入時のフォト
リソグラフに使用するレジストで汚染されるのを防ぐた
め、ロジッ″り領域に残存する祐1の絶縁膜を剥離して
いる。また、これに代わって第2の絶縁膜を形成してい
る。即ち、第2の絶縁膜は、この後レジストにさらされ
ることがなく、また、イオン種が通過することもない。
(Function) In the above manufacturing method, in order to prevent the insulating film of the gate of the logic transistor from being contaminated by the resist used in photolithography during ion implantation for controlling the threshold value, the sulfur remaining in the logic region is removed. The first insulating film is peeled off. In addition, a second insulating film is formed in its place. That is, the second insulating film is not exposed to the resist afterwards, and is free from ion species. will not pass.

従って、第2の絶縁膜は汚染の少ない膜となるため、信
頼性の高い半導体装置を提供することができる。
Therefore, since the second insulating film is a film with less contamination, a highly reliable semiconductor device can be provided.

(実施例) 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について詳
細に説明する。なお、この説明において、仝図にわたり
共通部分には共通の参照符号を用いることで′m複説明
を避けることにする。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this description, common parts will be denoted by common reference numerals throughout the drawings to avoid redundant explanation.

第1図(a)〜(f)は、二層ポリシリコン構造(FL
OTOX型)E2FROMと、−層ポリシリコン構造の
ロジックトランジスタとが混載する半導体装置に本発明
を適用した第1の実施例を示すものである。
Figures 1(a) to (f) show a two-layer polysilicon structure (FL
1 shows a first embodiment in which the present invention is applied to a semiconductor device in which an OTOX type) E2FROM and a logic transistor having a -layer polysilicon structure are mounted together.

まず、同図(a)に示すように、p型シリコン基板1表
面を通常の素子分離法により素子能動領域とフィールド
領域2とに分離する。次に、同図(b)に示すように、
メモリ領域に閾値制御用と後述するE” FROMセル
部のトンネル膜下のn型拡散領域3を形成するためイオ
ン注入をそれぞれ行なう。この後、全面にはゲート絶縁
膜(第1の絶縁膜)4を形成する。また、フォトリング
ラフ技術を用いてメモリ領域のゲート絶縁膜41;n型
拡散領V43へ達するトンネル窓を開口する。
First, as shown in FIG. 2A, the surface of a p-type silicon substrate 1 is separated into an element active region and a field region 2 by a normal element isolation method. Next, as shown in the same figure (b),
Ion implantation is performed in the memory area to form an n-type diffusion region 3 for threshold control and under a tunnel film in the E"FROM cell portion, which will be described later. After this, a gate insulating film (first insulating film) is formed on the entire surface. Further, a tunnel window reaching the gate insulating film 41 in the memory region; n-type diffusion region V43 is opened using photolithographic technology.

前記トンネル窓により露出したn型拡散領域3上にはト
ンネル膜としての極薄絶縁膜5を成長させる。さらに、
ゲート絶縁膜4及び極薄絶縁膜5上には第1のポリシリ
コンMOを堆積形成する。次に、同図(C)に示すよう
に、フォトリソグラフ技術を用いて、メモリ領域でポリ
シリコン膜6のスリット(図示せず)を開口する。また
、ロジック領域でポリシリコン膜6の剥離を行なう。さ
らに、フォトリソグラフ技術を用いてイオン注入のため
のレジストパターン(図示せず)を形成する。
An extremely thin insulating film 5 as a tunnel film is grown on the n-type diffusion region 3 exposed by the tunnel window. moreover,
A first polysilicon MO is deposited on the gate insulating film 4 and the ultra-thin insulating film 5. Next, as shown in FIG. 2C, a slit (not shown) is opened in the polysilicon film 6 in the memory area using photolithography. Furthermore, the polysilicon film 6 is peeled off in the logic region. Furthermore, a resist pattern (not shown) for ion implantation is formed using photolithography.

この+15、ロジック領域のゲート絶縁膜4はレジスト
の付着により汚染される。また、イオン注入技術を用い
てロジックトランジスタの閾値制御用イオン注入を行な
う。この時、ロジック領域のゲート絶縁l¥I4にはイ
オン種の通過により不純物準位が形成される。そこで、
同図(d)に示すように、このように汚染されたロジッ
ク領域のゲート絶縁膜4を除去するため、これをエツチ
ングする。この後、E2FROMセルのPo1y−Po
ly絶縁膜(第2の絶縁膜) 7aと同時にロジックト
ランジスタの新たなゲート絶縁膜(第2の絶縁1t!I
)7bを形成する。また、これら絶縁膜7a及び7b上
に第2のポリシリコン膜8を堆積形成する。次に、同図
(e)に示すように、フォトリソグラフ技術を用いてE
2FROMセル及びロジックトランジスタのバターニン
グを行なう。この後、イオン注入技術によりE2FRO
Mセル及びロジックトランジスタのソース、ドレイン領
域9をそれぞれ形成してトランジスタ構造が完成する。
The +15 gate insulating film 4 in the logic region is contaminated by the adhesion of resist. Further, ion implantation for controlling the threshold value of the logic transistor is performed using ion implantation technology. At this time, an impurity level is formed in the gate insulation l\I4 of the logic region by the passage of ion species. Therefore,
As shown in FIG. 4(d), the gate insulating film 4 in the thus contaminated logic region is removed by etching. After this, Po1y-Po of E2FROM cell
ly insulating film (second insulating film) At the same time as 7a, a new gate insulating film (second insulating film 1t! I
) form 7b. Further, a second polysilicon film 8 is deposited on these insulating films 7a and 7b. Next, as shown in the same figure (e), E
Perform patterning of 2FROM cells and logic transistors. After this, E2FRO was created using ion implantation technology.
The source and drain regions 9 of the M cell and logic transistor are respectively formed to complete the transistor structure.

次に、同図(f)に示すように、保護膜10を堆積形成
した後、この保護膜lOを熱処理により平坦化する。ま
た、フォトリソグラフ技術を用いてコンタクトホールを
形成した後、金属配線11を形成する。
Next, as shown in FIG. 2F, after a protective film 10 is deposited, this protective film 10 is planarized by heat treatment. Furthermore, after contact holes are formed using photolithography, metal wiring 11 is formed.

ところで、上記第1の実施例においてポリシリうン1l
Ie及び8はタングステンシリサイド、モリブデンシリ
サイド等のシリサイド系の材料であっても構わない。ま
た、本発明はメモリ領域が二層以上のポリシリコン膜、
ロジック領域が一層以上のポリシリコン膜で構成されて
いれば適用可能であり、例えばEFROMとロジックト
ランジスタとが混載された半導体装置にも応用すること
ができる。さらに、本発明はCMOS構造の半導体装置
についても適用できる。
By the way, in the first embodiment, the polysilicon 1l
Ie and 8 may be silicide-based materials such as tungsten silicide and molybdenum silicide. The present invention also provides a polysilicon film in which the memory area has two or more layers;
The present invention can be applied as long as the logic region is composed of one or more layers of polysilicon film, and can also be applied to, for example, a semiconductor device in which an EFROM and a logic transistor are mounted together. Furthermore, the present invention can also be applied to semiconductor devices having a CMOS structure.

また、ゲート絶縁膜4、極薄絶縁膜5並びに同時形成す
るPo1y−POI!/絶縁M7a及び新たなゲート絶
縁膜7bは、単層の酸化膜であることはもちろんの事、
その他車層の窒化膜、窒化酸化膜等であってもよい。さ
らに、酸化膜と窒化膜の複合膜、酸化膜と窒化酸化膜の
複合膜であってもよく、もちろん上記以外の絶縁膜であ
っても構わない。
In addition, the gate insulating film 4, the ultra-thin insulating film 5, and the Po1y-POI formed at the same time! /The insulation M7a and the new gate insulation film 7b are of course a single layer oxide film,
It may also be a nitride film, a nitride oxide film, etc. of the vehicle layer. Further, a composite film of an oxide film and a nitride film, a composite film of an oxide film and a nitrided oxide film, or an insulating film other than those described above may be used.

第2図(a)〜(f)は、二層ポリシリコン構造(FL
OTOX型)E” FROMと、−層ポリシリコン構造
のロジックトランジスタとが混載する半導体装置に本発
明を適用したものであって、上記第1の実施例に示した
絶縁膜7a、 7bのmIt&が異なるような第2の実
施例を示すものである。
Figures 2(a) to (f) show a two-layer polysilicon structure (FL
The present invention is applied to a semiconductor device in which an OTOX type) E"FROM and a logic transistor of a -layer polysilicon structure are mounted together, and the mIt& of the insulating films 7a and 7b shown in the above first embodiment is This shows a second embodiment that is different.

まず、同図(a)に示すように、p型シリコン基板1表
面を通常の素子分離法により素子能動領域とフィールド
領域2とに分離する。次に、同図(b)に示すように、
メモリ領域に閾値制御用と後述するE’ FROMセル
部のトンネル膜下のn型拡散領域3を形成するためイオ
ン注入をそれぞれijなう。この後、全面にはゲート絶
縁膜(第1の絶縁膜)4を形成する。また、フォトリソ
グラフ技術を用いてメモリ領域のゲート絶縁膜4にn型
拡散領域3へ達するトンネル窓を開口する。
First, as shown in FIG. 2A, the surface of a p-type silicon substrate 1 is separated into an element active region and a field region 2 by a normal element isolation method. Next, as shown in the same figure (b),
Ion implantation is performed in the memory region to form an n-type diffusion region 3 for threshold value control and under a tunnel film of an E' FROM cell portion to be described later. Thereafter, a gate insulating film (first insulating film) 4 is formed on the entire surface. Furthermore, a tunnel window reaching the n-type diffusion region 3 is opened in the gate insulating film 4 in the memory region using photolithography.

前記トンネル窓により露出したn型拡散領域3上にはト
ンネル膜としての極薄絶縁膜5を成長させる。さらに、
ゲート絶縁膜4及び極薄絶縁M5上には第1のポリシリ
コン膜8を堆積形成する。次に、同図(C)に示すよう
に、フォトリソグラフ技術を用いて、メモリ領域でポリ
シリコン膜0のスリット(図示せず)を開口する。また
、E2FROMセルのPo1y−Poly絶縁膜7cを
形成した後、フォトリソグラフ技術を用いてロジック領
域に存在するPo1y−Poly絶縁膜7C及び第1の
ポリシリコン膜6の剥離を行う。さらに、フォトリソグ
ラフ技術を用いてイオン注入のためのレジストパターン
(図示せず)を形成する。この侍、ロジック領域に残存
しているゲート絶縁膜4はレジストの付着により汚染さ
れる。また、イオン注入技術を用いてロジックトランジ
スタの閾値制御用イオン注入を行なう。この時、ロジッ
ク領域のゲート絶縁膜4にはイオン種の通過により不純
物準位が形成される。そこで、同図(d)に示すように
、このように汚染されたロジック領域のゲート絶縁膜4
を除去するため、これをエツチングする。この後、E2
FROMセルのPo1y−Poly絶縁膜7cに追加形
成するPo1y−Poly絶縁膜7aと同時に、ロジッ
クトランジスタの新たなゲート絶縁膜7bを形成する。
An extremely thin insulating film 5 as a tunnel film is grown on the n-type diffusion region 3 exposed by the tunnel window. moreover,
A first polysilicon film 8 is deposited on the gate insulating film 4 and the ultra-thin insulating film M5. Next, as shown in FIG. 2C, a slit (not shown) is opened in the polysilicon film 0 in the memory area using photolithography. Further, after forming the Po1y-Poly insulating film 7c of the E2FROM cell, the Po1y-Poly insulating film 7C and the first polysilicon film 6 existing in the logic region are removed using photolithography. Furthermore, a resist pattern (not shown) for ion implantation is formed using photolithography. The gate insulating film 4 remaining in the logic region is contaminated by the adhesion of resist. Further, ion implantation for controlling the threshold value of the logic transistor is performed using ion implantation technology. At this time, an impurity level is formed in the gate insulating film 4 in the logic region due to the passage of ion species. Therefore, as shown in FIG.
Etch this to remove it. After this, E2
A new gate insulating film 7b of the logic transistor is formed at the same time as the Po1y-Poly insulating film 7a which is additionally formed on the Po1y-Poly insulating film 7c of the FROM cell.

また、これら絶縁膜7a及び7b上に第2のポリシリコ
ン膜8を堆積形成する。次に、同図(e)に示すように
、フォトリソグラフ技術を用いてE2FROMセル及び
ロジックトランジスタのバターニングを行なう。この後
、イオン注入技術によりE2 FROMセル及びロジッ
クトランジスタのソース、ドレイン領域9をそれぞれ形
成してトランジスタ構造が完成する。次に、同図(f)
に示すように、保護膜10を堆積形成した後、この保護
膜!0を熱処理により平坦化する。また、フォトリソグ
ラフ技術を用いてコンタクトホールを形成した後、金属
配線11を形成する。
Further, a second polysilicon film 8 is deposited on these insulating films 7a and 7b. Next, as shown in FIG. 4(e), patterning of the E2FROM cell and the logic transistor is performed using photolithography technology. Thereafter, the source and drain regions 9 of the E2 FROM cell and the logic transistor are respectively formed by ion implantation technology to complete the transistor structure. Next, the same figure (f)
As shown in the figure, after the protective film 10 is deposited, this protective film! 0 is flattened by heat treatment. Furthermore, after contact holes are formed using photolithography, metal wiring 11 is formed.

ところで、上記第2の実施例においてポリシリコン膜6
及び8はタングステンシリサイド、モリブデンシリサイ
ド等のシリサイド系の材料であっても構わない。また、
本発明はメモリ領域が二層以上のポリシリコン膜、ロジ
ック領域が一層以上のポリシリコン膜で構成されていれ
ば適用可能であり、例えばEPROMとロジックトラン
ジスタとが混載された半導体装置にも応用することがで
きる。さらに、本発明はCMOS構造の半導体装置につ
いても適用できる。
By the way, in the second embodiment, the polysilicon film 6
and 8 may be a silicide-based material such as tungsten silicide or molybdenum silicide. Also,
The present invention is applicable as long as the memory area is made up of two or more layers of polysilicon film and the logic area is made up of more than one layer of polysilicon film, and is also applicable to, for example, a semiconductor device in which an EPROM and a logic transistor are mounted together. be able to. Furthermore, the present invention can also be applied to semiconductor devices having a CMOS structure.

また、ゲート絶縁膜4、極薄絶縁膜5、Po1y−Po
ly絶縁膜7a、 7c及び新たなゲート絶縁膜7bは
、rat層の酸化膜であることはもちろんの事、その他
t11層の窒化膜、窒化酸化膜等であってもよい。さら
に、酸化膜と窒化膜の複合膜、酸化膜と窒化酸化膜の複
合膜であってもよく、もちろん上記以外の絶縁膜であっ
ても構わない。
In addition, a gate insulating film 4, an extremely thin insulating film 5, a Po1y-Po
The ly insulating films 7a, 7c and the new gate insulating film 7b are not only oxide films of the rat layer, but also may be nitride films, nitrided oxide films, etc. of the t11 layer. Further, a composite film of an oxide film and a nitride film, a composite film of an oxide film and a nitrided oxide film, or an insulating film other than those described above may be used.

第3図(a)及び(b)は、二層ポリシリコン構造(F
LOTOX型)E2 FROMと、−層ポリシリコン構
造のロジックトランジスタとが混載する半導体装置に本
発明を適用したものであって、上記第2の実施例に示し
た絶縁膜7cの構成が酸化@/窒化膜/酸化膜からなる
簗3の実施例を示すものである。
Figures 3(a) and (b) show a two-layer polysilicon structure (F
The present invention is applied to a semiconductor device in which a LOTOX type) E2 FROM and a logic transistor with a -layer polysilicon structure are mounted together, and the structure of the insulating film 7c shown in the second embodiment is oxidized@/ This figure shows an example of a gauze 3 made of a nitride film/oxide film.

まず、前記第2の実施例と同様にして、p型シリコン基
板1表面にフィールド領域2、n型拡散領t*3及びゲ
ート絶縁膜4をそれぞれ形成する。
First, in the same manner as in the second embodiment, a field region 2, an n-type diffusion region t*3, and a gate insulating film 4 are formed on the surface of a p-type silicon substrate 1, respectively.

また、メモリ領域のゲート絶縁膜4にトンネル窓を開口
した後、このトンネル窓により露出したn型拡散領域3
上には極薄絶縁膜5を成長させる。
Further, after opening a tunnel window in the gate insulating film 4 in the memory area, the n-type diffusion region 3 exposed by the tunnel window is
An extremely thin insulating film 5 is grown on top.

さらに、ゲート絶縁膜4及び極薄絶縁膜5上には第1の
ポリシリコン膜6を堆積形成する(前記第2図(b)参
照)。次に、第3図(a)に示すように、フォトリソグ
ラフ技術を用いて、メモリ領域でポリシリコン膜6のス
リット(図示せず)を開口する。また、E2PROMセ
ルのPo1y−Poly絶縁膜7cとして、酸化膜7C
−1、窒化膜7cm2及び酸化膜70−9の積層膜を形
成する。この後、フォトリソグラフ技術を用いてロジッ
ク領域に存在する酸化膜7C−1、窒化膜7C−2及び
酸化膜7C−1の積層膜並びに第1のポリシリコンM6
の剥離を行う。さらに、フォトリソグラフ技術を用いて
イオン注入のためのレジストパターン(図示せず)を形
成する。この時、ロジック領域に残存しているゲート絶
縁膜4はレジストの付着により汚染される。また、イオ
ン注入技術を用いてロジックトランジスタの閾値制御用
イオン注入を行なう。この時、ロジック領域のゲート絶
縁膜4にはイオン種の通過により不純物準位が形成され
る。そこで、同図(b)に示すように、このように汚染
されたゲート絶縁膜4を除去するため、フォトリソグラ
フ技術を用いてメモリ領域上をレジストで覆い、ロジッ
ク領域に存在するゲート絶縁膜4のみを剥離する。この
後、E2FROMセルのPo1y−Poly絶級膜7C
に追加形成するPo1y−Poly絶縁膜7aと同14
7に、ロジックトランジスタの新たなゲート絶縁膜7b
を形成する。この後、図示しないが、絶縁膜7a及び7
h上に第2のポリシリコン膜を堆積形成する。また、フ
ォトリソグラフ技術を用いてE2 FROMセル及びロ
ジックトランジスタのパターニングを行なう。さらに、
イオン注入技術によりE2 FROMセル及びロジック
トランジスタのソース、ドレイン領域をそれぞれ形成し
てトランジスタ構造が完成する。次に、保J膜を堆積形
成した後、この保護膜を熱処理により平坦化する。また
、フォトリソグラフ技術を用いてコンタクトホールを形
成した後、金属配線を形1戊する。
Furthermore, a first polysilicon film 6 is deposited on the gate insulating film 4 and the extremely thin insulating film 5 (see FIG. 2(b)). Next, as shown in FIG. 3(a), a slit (not shown) in the polysilicon film 6 is opened in the memory area using photolithography. In addition, an oxide film 7C is used as the Po1y-Poly insulating film 7c of the E2PROM cell.
-1, a laminated film of 7 cm2 of nitride film and 70-9 oxide film is formed. Thereafter, using a photolithography technique, a laminated film of the oxide film 7C-1, nitride film 7C-2, and oxide film 7C-1 existing in the logic area and the first polysilicon M6 are removed.
Perform peeling. Furthermore, a resist pattern (not shown) for ion implantation is formed using photolithography. At this time, the gate insulating film 4 remaining in the logic region is contaminated by the adhesion of resist. Further, ion implantation for controlling the threshold value of the logic transistor is performed using ion implantation technology. At this time, an impurity level is formed in the gate insulating film 4 in the logic region due to the passage of ion species. Therefore, in order to remove the contaminated gate insulating film 4, the memory area is covered with a resist using photolithography technology, as shown in FIG. Peel off only. After this, the E2FROM cell's Po1y-Poly excellent film 7C
Same as the Poly-Poly insulating film 7a to be additionally formed in 14
7, a new gate insulating film 7b of the logic transistor
form. After this, although not shown, the insulating films 7a and 7
A second polysilicon film is deposited on h. Furthermore, patterning of the E2 FROM cell and logic transistor is performed using photolithography technology. moreover,
The transistor structure is completed by forming the source and drain regions of the E2 FROM cell and the logic transistor using ion implantation technology, respectively. Next, after depositing a J-holding film, this protective film is planarized by heat treatment. Further, after forming a contact hole using photolithography technology, a metal wiring is formed into a single shape.

第4図(a)〜(C)は、上記第3の実施例において、
ロジック領域に存在するゲート絶縁膜4の剥離を、フォ
トリングラフ工程を追加することなく行う第4の実施例
を示すものである。
FIGS. 4(a) to (C) show that in the third embodiment,
This shows a fourth embodiment in which the gate insulating film 4 existing in the logic region is removed without adding a photolithographic process.

まず、同図(a)に示すように、p型シリコン基板1表
面にフィールド領域2、n型拡散領域3及びゲート絶縁
膜4をそれぞれ形成する。また、メモリ領域のトンネル
窓には極薄絶縁膜5を形威し、ゲート絶縁膜4及び極薄
絶縁膜5上には第1のポリシリコン膜6を堆積形成する
。さらに、フォトリソグラフ技術を用いて、メモリ領域
でポリシリコン膜0のスリット(図示せず)を開口した
後、E2FROMセルのPo1y−Poly絶縁[7c
として、酸化膜7cm+s窒化膜7C−2及び酸化膜7
cm、の積層膜を形成する。この後、フォトリソグラフ
技術を用いてロジック領域に存在する酸化膜7cm +
 、窒化膜7C−2及び酸化膜7C−1の積層膜並びに
第1のポリシリコン膜6の剥離を行う。さらに、フォト
リソグラフ技術を用いてイオン注入のためのレジストパ
ターン(図示せず)を形成する。この時、ロジック領域
に残存しているゲート絶縁膜4はレジストの付着により
汚染される。また、イオン注入技術を用いてロジックト
ランジスタの閾値制御用イオン注入を行なう。この時、
ロジック領域のゲート絶縁膜4にはイオン種の通過によ
り不純物中位が形成される。次に、同図(b)に示すよ
うに、フォトリソグラフ工程を追加することなく、この
ように汚染されたロジック領域のゲート絶縁膜4を除去
する。この時、Po1y−Poly絶縁膜7cの最上層
の酸化膜7cm3も同時に除去される。次に、同図(C
)に示すように、E2 FROMセルのPo1y−Po
ly絶縁膜7cに追加形成するPo1y−Poly絶縁
膜7aと同時に、ロジックトランジスタの新たなゲート
絶縁膜7bを形成する。この後、図示しないが、絶縁M
7a及び7b上に第2のポリシリコン膜を堆積形成する
。また、フォトリソグラフ技術を用いてE2FROMセ
ル及びロジックトランジスタのバターニングを行なう。
First, as shown in FIG. 2A, a field region 2, an n-type diffusion region 3, and a gate insulating film 4 are formed on the surface of a p-type silicon substrate 1, respectively. Further, an extremely thin insulating film 5 is formed in the tunnel window of the memory area, and a first polysilicon film 6 is deposited on the gate insulating film 4 and the extremely thin insulating film 5. Furthermore, after opening a slit (not shown) in the polysilicon film 0 in the memory area using photolithography technology, the E2FROM cell's Po1y-Poly insulation [7c
As, oxide film 7cm+s nitride film 7C-2 and oxide film 7
A laminated film of cm is formed. After this, a 7 cm + layer of oxide film existing in the logic area was removed using photolithography technology.
, the laminated film of the nitride film 7C-2 and the oxide film 7C-1 and the first polysilicon film 6 are removed. Furthermore, a resist pattern (not shown) for ion implantation is formed using photolithography. At this time, the gate insulating film 4 remaining in the logic region is contaminated by the adhesion of resist. Further, ion implantation for controlling the threshold value of the logic transistor is performed using ion implantation technology. At this time,
Impurity intermediates are formed in the gate insulating film 4 in the logic region by the passage of ion species. Next, as shown in FIG. 3B, the gate insulating film 4 in the logic region thus contaminated is removed without adding a photolithography process. At this time, 7 cm3 of the uppermost oxide film of the Poly-Poly insulating film 7c is also removed at the same time. Next, the same figure (C
), the E2 FROM cell Po1y-Po
At the same time as the Poly-Poly insulation film 7a which is additionally formed on the Ly insulation film 7c, a new gate insulation film 7b of the logic transistor is formed. After this, although not shown, the insulation M
A second polysilicon film is deposited on 7a and 7b. Furthermore, patterning of the E2FROM cell and logic transistor is performed using photolithography technology.

さらに、イオン注入技術によりE2FROMセル及びロ
ジックトランジスタのソース、ドレイン領域をそれぞれ
形成してトランジスタ構造が完成する。次に、保護膜を
堆積形成した後、この保護膜を熱処理により平坦化する
Further, the source and drain regions of the E2FROM cell and the logic transistor are respectively formed by ion implantation technology to complete the transistor structure. Next, after depositing a protective film, this protective film is planarized by heat treatment.

また、フォトリソグラフ技術を用いてコンタクトホール
を形成した後、金属配線を形成する。
Further, after contact holes are formed using photolithography technology, metal wiring is formed.

上記第3の実施例では、ロジックトランジスタの閾値制
御用イオン注入後のゲート絶縁膜4の剥離に、フォトリ
ソグラフ工程を追加し、酸化膜7cm3上をレジストで
覆っている。このため E2FROMセルのPo1y−
Poly絶縁膜7Cの最上層がエツチングされることが
ない。
In the third embodiment, a photolithography process is added to the peeling off of the gate insulating film 4 after the ion implantation for threshold control of the logic transistor, and the 7 cm 3 of oxide film is covered with a resist. Therefore, Po1y- of E2FROM cell
The uppermost layer of the poly insulating film 7C is not etched.

また、上記第4の実施例では、ロジックトランジスタの
閾値制御用イオン注入後に、フォトリソグラフ工程を追
加することなくゲート絶縁膜4を剥離している。このた
め、E2FROMセルのPo1y−Poly絶縁膜7C
の最上層の酸化膜7cm、も同時に除去される。ところ
が、ロジックトランジスタの新たなゲート絶縁膜7bの
形成峙にPo1y−Poly絶縁膜7aが形成されるた
め、信頼性の面では上記第3の実施例のようにフォトリ
ソグラフ工程を1回追加したものと比較しても劣ること
がない。
Further, in the fourth embodiment, the gate insulating film 4 is peeled off without adding a photolithography process after the ion implantation for threshold control of the logic transistor. For this reason, the Po1y-Poly insulating film 7C of the E2FROM cell
7 cm of the top oxide film is also removed at the same time. However, since the Poly-Poly insulating film 7a is formed before the new gate insulating film 7b of the logic transistor is formed, in terms of reliability, it is possible to improve the reliability by adding one photolithography process as in the third embodiment. There is no inferiority when compared with.

[発明の効果] 以上、説明したように本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、次のような効果を奏する。
[Effects of the Invention] As described above, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention provides the following effects.

E2PROM、EPROM等の不揮発性記憶装置とロジ
ックトランジスタとが混載する半導体装置において、ロ
ジック領域に残存するゲート絶縁膜はフォトリソグラフ
によりレジスト汚染されるため、また、この後の閾値制
御用イオン注入により不純物準位が形成されるため剥離
される。そして、これに代わって新たなゲート絶縁膜を
形成している。従って、新たなゲート絶縁膜は、この後
レジストにさらされることがなく、また、イオン種が通
過することもない。即ち、ロジックトランジスタの閾値
電圧の変動、ゲート耐圧不良及び不安定性を無くすこと
ができる。
In a semiconductor device in which a non-volatile memory device such as an E2PROM or an EPROM is mixed with a logic transistor, the gate insulating film remaining in the logic region is contaminated with resist due to photolithography, and impurities are added due to subsequent ion implantation for threshold control. It is peeled off because a level is formed. In its place, a new gate insulating film is formed. Therefore, the new gate insulating film is not subsequently exposed to resist, and no ionic species can pass through it. That is, it is possible to eliminate fluctuations in threshold voltage, poor gate breakdown voltage, and instability of the logic transistor.

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

第1図は本発明の第1の実施例に係わる半導体装置の製
造方法を説明するための断面図、第2図は本発明の第2
の実施例に係わる・半導体装置の製造方法を説明するた
めの断面図、第3図は本発明の第3の実施例に係わる半
導体装置の製造方法を説明するための断面図、gj44
図は本発明の第4の実施例に係わる半導体装置の製造方
法を説明するための断面図である。 l・・・p型シリコン基板、2・・・フィールド領域、
3・・・n型拡散領域、4・・・ゲート絶縁膜、5・・
・極薄絶縁膜、6.8・・・ポリシリコン膜、?a、 
7c・・・Po l y−Po l yW!、縁膜、7
Q−、m酸化膜、7cm2・・・窒化膜、70−3・・
・酸化膜、7b・・・ゲート絶縁膜、9・・・ソース、
ドレイン領域。
FIG. 1 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining the method for manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention, gj44
The figure is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention. l...p-type silicon substrate, 2... field region,
3... N-type diffusion region, 4... Gate insulating film, 5...
・Ultra-thin insulating film, 6.8...polysilicon film, ? a,
7c...Poly-PolyW! , lamina, 7
Q-, m oxide film, 7cm2... nitride film, 70-3...
- Oxide film, 7b... Gate insulating film, 9... Source,
drain area.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 半導体基板上全面に少なくとも第1の絶縁膜を形成する
工程と、上記第1の絶縁膜上に第1の導電膜を形成する
工程と、上記第1の導電膜の一部領域を除去する工程と
、上記一部領域に対し、選択的にイオン注入を行なう工
程と、上記一部領域に残存する上記第1の絶縁膜を除去
する工程と、全面に第2の絶縁膜を形成する工程と、上
記第2の絶縁膜上に第2の導電膜を形成する工程とを具
備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A step of forming at least a first insulating film on the entire surface of the semiconductor substrate, a step of forming a first conductive film on the first insulating film, and a step of removing a partial region of the first conductive film. a step of selectively implanting ions into the partial region; a step of removing the first insulating film remaining in the partial region; and a step of forming a second insulating film over the entire surface. , forming a second conductive film on the second insulating film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5607868A (en) * 1994-06-15 1997-03-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of fabricating semiconductor device with channel ion implantation through a conductive layer
KR20000003475A (en) * 1998-06-29 2000-01-15 김영환 Production method for memory device
KR100343137B1 (en) * 1999-04-07 2002-07-05 윤종용 Nonvolatile memory device and method for manufacturing the same

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