JPH03250748A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH03250748A
JPH03250748A JP4863590A JP4863590A JPH03250748A JP H03250748 A JPH03250748 A JP H03250748A JP 4863590 A JP4863590 A JP 4863590A JP 4863590 A JP4863590 A JP 4863590A JP H03250748 A JPH03250748 A JP H03250748A
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film
insulating film
quality
polycrystalline
evaluating
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Michitaka Kubota
窪田 通孝
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Abstract

PURPOSE:To enable the film quality of an insulating film to be monitored by a method wherein an element for evaluating the quality of the insulating film is provided to measure the characteristics of the same. CONSTITUTION:An element T for evaluating the quality of an insulating film 5 is provided. At this time, it is recommended that the structure of the element T shall be similar to that of the element formed of the first electrode FG (floating gate), the insulating film 5 and the second electrode CG(control gate). Through these procedures, since said element T for evaluating the film quality is provided, the film quality of the insulating film 5 can be monitored by measuring the characteristics of the insulating film 5 using said element for evaluating the film quality.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置に関し、例えばフローティングゲ
ート型素子を有する半導体装置に適用して好適なもので
ある。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor device, and is suitable for application to, for example, a semiconductor device having a floating gate type element.

1発明の概要〕 本発明は、第1の電極上に絶縁膜を介して第2の電極が
積層された構造の素子を有する半導体装置において、絶
縁膜の膜質評価用の素子を有することによって、絶縁膜
の膜質をモニターすることができるようにしたものであ
る。
1. Summary of the Invention The present invention provides a semiconductor device having a structure in which a second electrode is laminated on a first electrode with an insulating film interposed therebetween. This allows the quality of the insulating film to be monitored.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

フローティングゲート上に絶縁膜を介してコントロール
ゲートが積層された構造のフローティングゲート型メモ
リトランジスタを用いたEPROM (Erasabl
、e and Programmable Read 
0nly Mem。
EPROM (Erasabl
, e and Programmable Read
0nly Mem.

ry)やE E P ROM (Electrical
ly Erasable and Programma
bl、e Read 0nly Memory)がある
。ここで、通常、フローティングゲートは不純物がドー
プされた第1層目の多結晶ンリコン(Si )膜により
形成され、コントロールゲートは不純物がドープされた
第2層目の多結晶S1膜により形成される。
ry) and EEPROM (Electrical
ly Erasable and Programma
bl, e Read ONLY Memory). Here, the floating gate is usually formed by a first layer of polycrystalline silicon (Si) film doped with impurities, and the control gate is formed by a second layer of polycrystalline silicon (Si) film doped with impurities. .

このようなフローティングゲート型メモリトランジスタ
においては、フローティングゲートとコントロールゲー
トとの間の絶縁膜の膜質は、次の点で極めて重要である
。すなわち、第1に、この絶縁膜の膜質によって、フロ
ーティングゲートに蓄積される電荷のコントロールゲー
トへの逃げにくさを示す電荷保持特性が決定されるから
である。
In such a floating gate type memory transistor, the quality of the insulating film between the floating gate and the control gate is extremely important for the following reasons. That is, firstly, the quality of the insulating film determines the charge retention characteristic, which indicates how difficult it is for the charges accumulated in the floating gate to escape to the control gate.

また、第2には、プログラム時にコントロールゲ−トに
高電圧が印加されることから、この絶縁膜は十分な耐圧
や優れたT D D B (time depende
ntdielectric breakdown)特性
を備えている必要があるからである。
Secondly, since a high voltage is applied to the control gate during programming, this insulating film has sufficient withstand voltage and excellent TDD B (time dependent).
This is because it is necessary to have the nt dielectric breakdown characteristic.

なお、特開昭63−67786号公報には、EFROM
などのフローティングゲートの下層及び上層をそれぞれ
不純物がドープされた多結晶Si膜及び不純物がドープ
されていない多結晶Si膜により形成し、この不純物が
ドープされていない多結晶Si膜を熱酸化して絶縁膜を
形成することによって、この絶縁膜の品質の向上を図っ
た半導体装置の製造方法が提案されている。
In addition, Japanese Patent Application Laid-open No. 63-67786 describes the EFROM
The lower and upper layers of the floating gate are formed by a polycrystalline Si film doped with impurities and a polycrystalline Si film not doped with impurities, respectively. A method of manufacturing a semiconductor device has been proposed in which the quality of the insulating film is improved by forming an insulating film.

〔発明が解決しようとする課題] しかし、上述のようにフローティングゲートとコントロ
ールゲートとの間の絶縁膜の膜質が重要であるにもかか
わらず、従来のEPROMやEEPROMにおいては、
この絶縁膜の膜質はモニターされておらず、従ってこの
絶縁膜の膜質の管理はなされていなかった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, although the quality of the insulating film between the floating gate and the control gate is important as described above, in conventional EPROMs and EEPROMs,
The quality of this insulating film was not monitored, and therefore the quality of this insulating film was not controlled.

従って本発明の目的は、絶縁膜の膜質をモニターするこ
とができる半導体装置を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device in which the quality of an insulating film can be monitored.

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

上記目的を達成するために、本発明は、第1の電極(F
C)上に絶縁膜(5)を介して第2の電極(CC)が積
層された構造の素子を有する半導体装置において、絶縁
膜(5)の膜質評価用の素子(T)を有する。
In order to achieve the above object, the present invention provides a first electrode (F
C) A semiconductor device having an element having a structure in which a second electrode (CC) is laminated thereon via an insulating film (5), including an element (T) for evaluating the film quality of the insulating film (5).

ここで、絶縁膜(5)の膜質評価用の素子(T)の構造
は、好適には第1の電極(FG)と絶縁膜(5)と第2
の電i (CG)とにより形成される素子と同様な構造
とされる。
Here, the structure of the element (T) for evaluating the film quality of the insulating film (5) preferably includes a first electrode (FG), an insulating film (5), and a second electrode (FG).
The structure is similar to that of the element formed by the electric current i (CG).

〔作用〕[Effect]

上述のように構成された本発明の半導体装置によれば、
絶縁膜(5)の膜質評価用の素子(T)を有することか
ら、この膜質評価用の素子(T)を用いて絶縁膜(5)
の特性を測定することにより、この絶縁膜(5)の膜質
をモニターすることができる。
According to the semiconductor device of the present invention configured as described above,
Since it has an element (T) for evaluating the film quality of the insulating film (5), this element (T) for evaluating the film quality can be used to evaluate the insulating film (5).
By measuring the characteristics of the insulating film (5), the quality of the insulating film (5) can be monitored.

〔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EFROMに通用した
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 embodiment in which the present invention is applied to an EFROM. In addition, in all the drawings of the embodiment, the same parts are given the same reference numerals.

第1図に示すように、この実施例によるEPROMにお
いては、例えばp型シリコン(Si)基板Jの表面に例
えば二酸化シリコン(SiOz)Mのようなフィールド
絶縁膜2が選択的に形成され、これによって素子間分離
が行われている。符号3は例えばP゛型のチャネルスト
ップ領域を示す。
As shown in FIG. 1, in the EPROM according to this embodiment, a field insulating film 2 such as silicon dioxide (SiOz) M is selectively formed on the surface of a p-type silicon (Si) substrate J. Isolation between elements is performed by Reference numeral 3 indicates a P'' type channel stop region, for example.

また、フィールド絶縁膜2で囲まれた活性領域の表面に
は、例えば5iOz膜のようなゲート絶縁膜4が形成さ
れている。
Furthermore, on the surface of the active region surrounded by the field insulating film 2, a gate insulating film 4 such as a 5iOz film is formed.

FGはフローティングゲートを示す。このフローティン
グゲートFCは、例えばリン(P)のような不純物がド
ープされた多結晶Si膜により形成される。符号5は絶
縁膜(カップリング絶縁膜)を示す。この絶縁膜5は、
5in2膜や、SiO□膜/窒化シリコン(5i3Na
 )膜/SiO□膜から成る○N○(oxide−ni
tride−oxide)膜や、5i3Na膜/ S 
i O2膜から成るN O(nitride−oxid
e)膜などにより形成される。この絶縁膜5を介してフ
ローティングゲートFC上にコントロールゲートCGが
積層されている。このコントロールゲートCGは、例え
ばPのような不純物がドープされた多結晶Si膜により
形成される。なお、このコントロールゲートCGは、不
純物がドープされた多結晶Si膜上に例えばタングステ
ンシリサイド(WSiz )膜のような高融点金属シリ
サイド膜を重ねたポリサイド膜により形成することもで
きる。また、コントロールゲートCGの側面及び上面並
びにフローティングゲートFGの側面には、例えばSi
O□膜のような絶縁膜6が形成されている。一方、P型
Si基板l中には、これらのコントロールゲートCG及
びフローティングゲートFCに対して自己整合的に例え
ばn゛型のソース領域7及びドレイン領域8が形成され
ている。そして、これらのコントロールゲートCG、フ
ローティングゲートFG、ソース領域7及びドレイン領
域8により、メモリトランジスタが形成されている。
FG indicates a floating gate. This floating gate FC is formed of a polycrystalline Si film doped with an impurity such as phosphorus (P), for example. Reference numeral 5 indicates an insulating film (coupling insulating film). This insulating film 5 is
5in2 film, SiO□ film/silicon nitride (5i3Na
) film/SiO□ film ○N○ (oxide-ni
tride-oxide) film, 5i3Na film/S
i N O (nitride-oxide) consisting of O2 film
e) Formed by a film or the like. A control gate CG is stacked on the floating gate FC via this insulating film 5. This control gate CG is formed of a polycrystalline Si film doped with an impurity such as P, for example. The control gate CG can also be formed of a polycide film in which a high melting point metal silicide film such as a tungsten silicide (WSiz) film is superimposed on a polycrystalline Si film doped with impurities. In addition, for example, Si
An insulating film 6 such as an O□ film is formed. On the other hand, in the P-type Si substrate 1, for example, an n-type source region 7 and drain region 8 are formed in self-alignment with the control gate CG and floating gate FC. A memory transistor is formed by the control gate CG, floating gate FG, source region 7, and drain region 8.

Gはゲート電極を示す。このゲート電極Gは、例えばP
のような不純物がドープされた多結晶Si膜により形成
される。なお、このゲート電極Gは、不純物がドープさ
れた多結晶Si膜上に例えばW S i z膜のような
高融点金属シリサイド膜を重ねたポリサイド膜により形
成することもできる。一方、p型S1基板1中には、こ
のゲート電極Gに対して自己整合的に例えばn゛型のソ
ース領域9及びドレイン領域10が形成されている。そ
して、これらのゲート電極G、ソース領域9及びドレイ
ン領域10により、周辺回路用のnチャネルMOSトラ
ンジスタが形成されている。
G indicates a gate electrode. This gate electrode G is, for example, P
It is formed from a polycrystalline Si film doped with impurities such as. Note that this gate electrode G can also be formed of a polycide film in which a high melting point metal silicide film such as a W S i z film is superimposed on a polycrystalline Si film doped with impurities. On the other hand, in the p-type S1 substrate 1, for example, an n-type source region 9 and drain region 10 are formed in self-alignment with respect to the gate electrode G. The gate electrode G, source region 9, and drain region 10 form an n-channel MOS transistor for a peripheral circuit.

この実施例においては、上述のメモリトランジスタ及び
周辺回路用のnチャネルMOSトランジスタとは別に、
メモリトランジスタの絶縁膜5の膜質評価用素子Tが形
成されている。この膜質評価用素子Tは、メモリトラン
ジスタのフローティングゲートFGを構成する多結晶S
i膜と同様な多結晶Si膜11と、絶縁膜5と、メモリ
トランジスタのコントロールゲートCGを構成する多結
晶Si膜と同様な多結晶Si膜12とにより形成される
In this embodiment, in addition to the above-mentioned memory transistor and n-channel MOS transistor for peripheral circuits,
An element T for evaluating the film quality of the insulating film 5 of the memory transistor is formed. This film quality evaluation element T is a polycrystalline S constituting a floating gate FG of a memory transistor.
It is formed of a polycrystalline Si film 11 similar to the i film, an insulating film 5, and a polycrystalline Si film 12 similar to the polycrystalline Si film constituting the control gate CG of the memory transistor.

符号13は例えばリンシリケートガラス(PSG)膜の
ような層間絶縁膜を示す。また、C1〜C6はコンタク
トホールを示す。そして、コンタクトホールC,,C2
を通じてメモリトランジスタのソース領域7及びドレイ
ン領域8にそれぞれ電極14.15がコンタクトしてい
る。また、コンタクトホールC3,C4を通じて周辺回
路用のnチャネルMOSトランジスタのソース領域9及
びドレイン領域10にそれぞれ電極16.17がコンタ
クトしている。さらに、コンタクトホールC6,C6を
通じて膜質評価用素子Tの多結晶Si膜11.12にそ
れぞれ電極18.19がコンタクトしている。これらの
電極14〜19は、例えばアルミニウム(AI)により
形成される。
Reference numeral 13 indicates an interlayer insulating film such as a phosphosilicate glass (PSG) film. Further, C1 to C6 indicate contact holes. And contact holes C,,C2
Electrodes 14 and 15 contact the source region 7 and drain region 8 of the memory transistor through the capacitor, respectively. Furthermore, electrodes 16 and 17 are in contact with the source region 9 and drain region 10 of the n-channel MOS transistor for the peripheral circuit, respectively, through contact holes C3 and C4. Furthermore, electrodes 18 and 19 are in contact with the polycrystalline Si films 11 and 12 of the film quality evaluation element T through contact holes C6 and C6, respectively. These electrodes 14 to 19 are made of aluminum (AI), for example.

次に、上述のように構成されたこの実施例によるEPR
OMの製造方法について説明する。
Next, the EPR according to this embodiment configured as described above
A method for manufacturing OM will be explained.

第2図Aに示すように、まずp型S1基板1の表面を選
択的に熱酸化することによりフィールド絶縁膜2を形成
して素子間分離を行う。この熱酸化の際には、あらかじ
めp型Si基板1中に選択的にイオン注入された例えば
ホウ素(B)のようなP型不純物が拡散して、このフィ
ールド絶縁膜2の下側にチャふルストンブ領域3が形成
される。次に、このフィールド絶縁膜2で囲まれた活性
領域の表面に熱酸化法によりゲート絶縁膜4を形成する
。次に、CVD法により全面に第1層目の多結晶Si膜
11を形成し、この多結晶5iiall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S
i膜11をエツチングにより所定形状にパターンニング
する。この場合には、このようしてパターンニングされ
た多結晶Si膜11は、メモリトランジスタ形成部と膜
質評価用素子形成部とにのみ存在している。
As shown in FIG. 2A, first, the surface of the p-type S1 substrate 1 is selectively thermally oxidized to form a field insulating film 2 to provide isolation between elements. During this thermal oxidation, a P-type impurity such as boron (B), which has been selectively ion-implanted into the p-type Si substrate 1 in advance, diffuses and forms a chaff on the underside of the field insulating film 2. Rustomb region 3 is formed. Next, a gate insulating film 4 is formed on the surface of the active region surrounded by this field insulating film 2 by thermal oxidation. Next, a first layer of polycrystalline Si film 11 is formed on the entire surface by CVD method, and this polycrystalline film is doped with an impurity such as P to lower the resistance.
The i-film 11 is patterned into a predetermined shape by etching. In this case, the polycrystalline Si film 11 patterned in this manner exists only in the memory transistor formation area and the film quality evaluation element formation area.

次に、°第2図Bに示すように、パターンニングされた
多結晶Si膜11上に熱酸化法により例えばS:Oz膜
のような絶縁M5を形成する。なお、この絶縁膜5とし
て例えばONO膜を用いる場合には、多結晶Si膜11
上に熱酸化法によりSi0g膜を形成し、この5iOz
膜上にCVD法によりSi3N4膜を形成した後、この
Si3N<膜上に熱酸化法により510z膜を形成する
ことによって○N。
Next, as shown in FIG. 2B, an insulating film M5 such as an S:Oz film is formed on the patterned polycrystalline Si film 11 by thermal oxidation. Note that when using an ONO film as this insulating film 5, for example, the polycrystalline Si film 11
A Si0g film is formed on top by a thermal oxidation method, and this 5iOz
After forming a Si3N4 film on the film by CVD method, a 510z film is formed on this Si3N film by thermal oxidation method.

膜を形成することができる。次に、CVD法により全面
に第2層目の多結晶Si膜12を形成した後、この多結
晶Si膜12に例えばPのような不純物をドープして低
抵抗化する。この後、この多結晶Si膜】2上にリソグ
ラフィーにより所定形状の第1層目のレジストパターン
20を形成する。
A film can be formed. Next, a second layer of polycrystalline Si film 12 is formed on the entire surface by CVD, and then this polycrystalline Si film 12 is doped with an impurity such as P to lower its resistance. Thereafter, a first layer resist pattern 20 having a predetermined shape is formed on the polycrystalline Si film 2 by lithography.

次に、このレジストパターン20をマスクとして多結晶
Si膜12を例えば反応性イオンエツチング(RIE)
法により基板表面と垂直方向に異方性エツチングして、
第2図Cに示すように、メモリトランジスタのコントロ
ールゲートCG及び周辺回路用のnチャネルMO3)ラ
ンジスタのゲート電極Gを形成するとともに、膜質評価
用素子Tの所定形状の多結晶Si膜12を形成する。
Next, using this resist pattern 20 as a mask, the polycrystalline Si film 12 is etched by, for example, reactive ion etching (RIE).
By anisotropic etching in the direction perpendicular to the substrate surface,
As shown in FIG. 2C, the control gate CG of the memory transistor and the gate electrode G of the n-channel MO3) transistor for the peripheral circuit are formed, and a polycrystalline Si film 12 of a predetermined shape of the element T for film quality evaluation is formed. do.

次に、第2図りに示すように、周辺回路用のnチャネル
MOSトランジスタ形成部の表面と膜質評価用素子形成
部の表面の一部とをリソグラフィーにより形成された所
定形状の第2層目のレジストパターン2工で覆った後、
レジストパターン20.21をマスクとして例えばR,
I E法により絶縁膜5を基板表面と垂直方向に異方性
エツチングする。
Next, as shown in the second diagram, a second layer of a predetermined shape is formed by lithography on the surface of the n-channel MOS transistor formation area for the peripheral circuit and a part of the surface of the element formation area for film quality evaluation. After covering with two resist patterns,
For example, using the resist patterns 20 and 21 as a mask,
The insulating film 5 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20.21をマスクとして例え
ばRIE法により第1層目の多結晶Si膜11を基板表
面と垂直方向に異方性エツチングする。これによって、
第22已に示すように、メモリトランジスタ形成部にフ
ローティングゲートFG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とともに、膜質評価用素子
形成部に所定形状の多結晶Si膜11が形成される。
Next, using the resist patterns 20 and 21 as a mask, the first layer polycrystalline Si film 11 is anisotropically etched in a direction perpendicular to the substrate surface by, for example, RIE. by this,
As shown in the 22nd picture, a floating gate FG is formed in the memory transistor formation area in a self-aligned manner with respect to the control gate CG, and a polycrystalline Si film 11 having a predetermined shape is formed in the film quality evaluation element formation area. Ru.

次に、レジストパターン20.21を除去した後、第2
図Fに示すように、フローティングゲー)FC、ゲート
電極G及び膜質評価用素子形成部の多結晶Si膜11以
外の部分のゲート絶縁膜4をエンチング除去する。
Next, after removing the resist patterns 20 and 21, the second
As shown in FIG. F, the portions of the gate insulating film 4 other than the polycrystalline Si film 11 in the floating gate FC, gate electrode G, and film quality evaluation element formation area are removed by etching.

次に、熱酸化を行うことにより、第2図Cbこ示すよう
に、上述のエツチングにより電圧したp型Si基板1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、ゲート
電極G及び多結晶si膜11.12の表面に絶縁膜6を
形成する。次に、コントロールゲートCG及びフローテ
ィングゲートFC並びにゲート電極Gをマスクとしてp
型Si基Fi、1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7及びドレイン領域8がコントロールゲー
トCG及びフローティングゲ−1−FCに対して自己整
合的に形成されるとともに、例えばn型のソース領域9
及びドレイン領域10がケート電極Gに対して自己整合
的に形成される。この後、例えばCVD法により全面に
眉間絶縁膜I3を形成する。
Next, by performing thermal oxidation, as shown in FIG. , an insulating film 6 is formed on the surfaces of the gate electrode G and the polycrystalline Si films 11 and 12. Next, using the control gate CG, floating gate FC, and gate electrode G as a mask, p
An n-type impurity such as arsenic (As) is ion-implanted into the Si-based Fi.1. As a result, for example, an n-type source region 7 and a drain region 8 are formed in a self-aligned manner with respect to the control gate CG and floating gate 1-FC, and, for example, an n-type source region 9
A drain region 10 is formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode G. Thereafter, a glabellar insulating film I3 is formed on the entire surface by, for example, a CVD method.

次に、第1図に示すように、この層間絶縁膜13、ゲー
ト絶縁膜4及び絶縁膜60所定部分をエツチング除去し
てコンタクトホールC1〜C6を形成する。次に、例え
ばスパッタ法などにより全面にA1膜を形成した後、こ
のAI膜をエツチングにより所定形状にパターンニング
して電極14〜19を形成し、これによって目的とする
EPROMを完成させる。
Next, as shown in FIG. 1, predetermined portions of the interlayer insulating film 13, gate insulating film 4, and insulating film 60 are removed by etching to form contact holes C1 to C6. Next, after forming an A1 film over the entire surface by, for example, sputtering, this AI film is patterned into a predetermined shape by etching to form electrodes 14 to 19, thereby completing the intended EPROM.

以上のように、この実施例によるEPROMは、絶縁膜
5の膜質評価用素子Tを有しているので、この膜質評価
用素子Tによりオンチップでこの絶縁膜5の膜質をモニ
ターすることができ、これによってメモリトランジスタ
のフローティングゲートFGとコントロールゲートCG
との間の絶縁膜5の膜質評価を行うことができる。この
場合、この膜質評価用素子Tによる絶縁膜5の膜質評価
は、例えば、この膜質評価用素子Tの電極18.19間
に所定の電圧を印加してそのときのリーク電流を測定し
たり、これらの電極18.19間に一定の電流(トンネ
ル電流)を流して絶縁[5が絶縁破壊するまでの時間を
測定したり(定電流TDDB)、あるいはこれらの電極
18.19間に一定の電圧を印加して絶縁膜5が絶縁破
壊するまでの時間を測定したり(定電流TDDB)する
ことによって行うことができる。さらに、この膜質評価
用素子Tの容量−電圧(C−V)特性を測定することに
より絶縁膜5の膜質評価を行ってもよい。
As described above, since the EPROM according to this embodiment has the element T for evaluating the film quality of the insulating film 5, the film quality of the insulating film 5 can be monitored on-chip using the element T for evaluating the film quality. , thereby the floating gate FG and control gate CG of the memory transistor
The film quality of the insulating film 5 between the two can be evaluated. In this case, the film quality of the insulating film 5 using this film quality evaluation element T can be evaluated by, for example, applying a predetermined voltage between the electrodes 18 and 19 of this film quality evaluation element T and measuring the leakage current at that time. A constant current (tunnel current) is passed between these electrodes 18 and 19 to measure the time until dielectric breakdown occurs (constant current TDDB), or a constant voltage is passed between these electrodes 18 and 19. This can be done by applying constant current TDDB and measuring the time until dielectric breakdown of the insulating film 5 occurs (constant current TDDB). Furthermore, the film quality of the insulating film 5 may be evaluated by measuring the capacitance-voltage (C-V) characteristics of this film quality evaluation element T.

なお、実際にこの絶縁膜5の膜質評価を行うに当たって
は、例えば、多数の測定データをワイブルプロントなど
により統計的に処理して膜質評価を行う。
Note that when actually evaluating the film quality of the insulating film 5, the film quality is evaluated by, for example, statistically processing a large number of measurement data using Weibull Pronto or the like.

上述のようにフローティングゲートFGとコントロール
ゲートCGとの間の絶縁膜5の膜質評価を行うことがで
きることから、この絶縁膜5の膜質の管理を行うことが
できる。そして、この絶縁膜5の膜質の評価結果をこの
絶縁膜5を形成するためのプロセスなどにフィードバン
クすることにより、電荷保持特性やTDDB特性や耐圧
に優れた良質の絶縁膜5を形成することができるように
なる。これによって、信顧性の高いEPROMを実現す
ることができる。
Since the film quality of the insulating film 5 between the floating gate FG and the control gate CG can be evaluated as described above, the film quality of the insulating film 5 can be managed. By feeding the evaluation results of the film quality of the insulating film 5 to the process for forming the insulating film 5, a high-quality insulating film 5 with excellent charge retention characteristics, TDDB characteristics, and breakdown voltage can be formed. You will be able to do this. This makes it possible to realize an EPROM with high reliability.

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は、絶縁膜5の膜質評価
用素子Tを活性領域上に形成しているが、この膜質評価
用素子Tは例えばフィールド絶縁膜2上に形成すること
も可能である。さらに、この膜質評価用素子Tの形状は
、上述の実施例と異なる形状とすることも可能である。
For example, in the above embodiment, the element T for evaluating the film quality of the insulating film 5 is formed on the active region, but the element T for evaluating the film quality can also be formed, for example, on the field insulating film 2. . Furthermore, the shape of this film quality evaluation element T can be different from that of the above embodiment.

また、一般に膜質評価用素子Tの絶縁膜5の面積が大き
いほどこの絶縁膜5の不良発生確率は大きくなる傾向に
あることから、この絶縁膜5の面積が異なる複数の膜質
評価用素子Tを形成し、これらの複数の膜質評価用素子
Tのそれぞれについて絶縁膜5の膜質評価を行うことに
より、この絶縁膜5の不良の発生原因(例えば、初期不
良その他の絶縁膜5そのものの不良や、絶縁膜5にダス
トが付着することなどによる不良など)の分離を行うこ
とが可能である。
In general, the larger the area of the insulating film 5 of the film quality evaluation element T, the higher the probability of failure of this insulating film 5. By evaluating the film quality of the insulating film 5 for each of the plurality of film quality evaluation elements T, the causes of defects in the insulating film 5 (for example, initial defects and other defects in the insulating film 5 itself, It is possible to separate defects (such as defects caused by dust adhering to the insulating film 5).

さらに、上述の実施例によるEPROMの製造方法とし
ては、上述の実施例で述べたものと異なる製造方法を用
い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に適用した場合について説明した
が、本発明は、例えばEEPROMに適用することも可
能である。
Furthermore, as a method of manufacturing the EPROM according to the above embodiment, it is also possible to use a manufacturing method different from that described in the above embodiment. Furthermore, in the above-described embodiments, the case where the present invention is applied to an EPROM has been described, but the present invention can also be applied to, for example, an EEPROM.

なお、第3図に示すように、半導体ウェハー51に実際
に使用されるチップ52とは別に絶縁膜の膜質評価専用
のチップ53を用意し、この千ノブ53に上述の膜質評
価用素子Tを形成するようにしてもよい。さらには、第
4図に示すように、スクライブ線54上に膜質評価用素
子Tを形成するようにしてもよい。
As shown in FIG. 3, a chip 53 dedicated to evaluating the film quality of the insulating film is prepared separately from the chip 52 actually used on the semiconductor wafer 51, and the above-mentioned film quality evaluation element T is attached to this thousand knob 53. It may also be formed. Furthermore, as shown in FIG. 4, a film quality evaluation element T may be formed on the scribe line 54.

(発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、絶縁膜の膜質評価
用の素子を有するので、この膜質評価用の素子を用いて
絶縁膜の特性を測定することにより、絶縁膜の膜質をモ
ニターすることができる。
(Effects of the Invention) As described above, since the present invention includes an element for evaluating the film quality of an insulating film, the characteristics of the insulating film can be measured using this element for evaluating the film quality. The film quality can be monitored.

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

第1図は本発明の一実施例によるEPROMを示す断面
図、第2図A〜第2図Gは第1図に示すEPROMの製
造方法を工程順に説明するための断面図、第3図は膜質
評価専用チップ上に絶縁膜の膜質評価用素子を形成する
他の例を示す平面図、第4図はスクライブ線上に絶縁膜
の膜質評価用素子を形成するさらに他の例を示す要部拡
大平面図である。 図面における主要な符号の説明 lap型Si基板、  2:フィールド絶縁膜、4:ゲ
ート絶縁膜、 5:絶縁膜、 79:ソース領域、  
8.10+ ドレイン領域、  11゜12:多結晶S
1膜、 FG:フローティングゲート、 CG:コント
ロールゲート、 T:膜質評価用素子。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an EPROM according to an embodiment of the present invention, FIGS. 2A to 2G are cross-sectional views for explaining the manufacturing method of the EPROM shown in FIG. 1 in the order of steps, and FIG. A plan view showing another example in which an element for evaluating the film quality of an insulating film is formed on a chip dedicated to film quality evaluation, and FIG. 4 is an enlarged view of the main part showing still another example in which an element for evaluating the film quality of an insulating film is formed on a scribe line. FIG. Explanation of main symbols in the drawings: Lap type Si substrate, 2: Field insulating film, 4: Gate insulating film, 5: Insulating film, 79: Source region,
8.10+ drain region, 11°12: polycrystalline S
1 film, FG: floating gate, CG: control gate, T: element for film quality evaluation.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 第1の電極上に絶縁膜を介して第2の電極が積層された
構造の素子を有する半導体装置において、上記絶縁膜の
膜質評価用の素子を有することを特徴とする半導体装置
A semiconductor device having an element having a structure in which a second electrode is laminated on a first electrode with an insulating film interposed therebetween, the semiconductor device comprising an element for evaluating the quality of the insulating film.
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