JPH04186778A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH04186778A
JPH04186778A JP2315537A JP31553790A JPH04186778A JP H04186778 A JPH04186778 A JP H04186778A JP 2315537 A JP2315537 A JP 2315537A JP 31553790 A JP31553790 A JP 31553790A JP H04186778 A JPH04186778 A JP H04186778A
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JP
Japan
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film
etching
floating gate
region
oxide film
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Pending
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JP2315537A
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English (en)
Inventor
Yasuo Sato
康夫 佐藤
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Publication of JPH04186778A publication Critical patent/JPH04186778A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/40Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the peripheral circuit region
    • H10B41/42Simultaneous manufacture of periphery and memory cells
    • H10B41/43Simultaneous manufacture of periphery and memory cells comprising only one type of peripheral transistor
    • H10B41/46Simultaneous manufacture of periphery and memory cells comprising only one type of peripheral transistor with an inter-gate dielectric layer also being used as part of the peripheral transistor
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

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。

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の製造方法に係り、特に単一の半導
体基板上に浮遊ゲート形不揮発性メモリその他の周辺素
子が複合形成された半導体装置の製造方法に関する。
(従来の技術) 電気的にプログラム可能で、不揮発性を有するメモリと
しては、いわゆるEPROMやEEPROMが一般に知
られている。
そして、これらのうち浮遊ゲート型のEPROMSEE
PROMについては、最近、ポリシリコン浮遊ゲートと
ポリシリコン制御ゲートとの間の誘電膜として、コンデ
ンサ容量の増大を図るために酸化膜−窒化膜一酸化膜の
三層積層構造をもつ絶縁膜(以下、ONO膜と呼ぶ。)
を用いる場合が多くなりつつある。
第2図(a)〜(d)は、このONO膜を用いたEPR
OMの製造工程図である。
この第2図を用いてEPROMの製造工程を説明すると
、まず、シリコン基板1表面に活性領域2とフィールド
領域(フィールド酸化膜)3を形成し、浮遊ゲート型メ
モリセル用トランジスタ形成領域■(以下、領域■と呼
ぶ。)の活性領域2にゲート酸化膜4及び浮遊ゲート5
を選択的に形成しく第2図(a) ) 、次いで、誘電
膜であるONO膜の下層酸化膜6を全面に薄く形成しく
第2図(b))、さらに、その上にONO膜の中間窒化
膜7及び上層酸化膜8をそれぞれ順次全面に形成した後
、領域Hにレジストマスク9を選択的に形成し、これを
マスクとして、スイッチング用トランジスタ形成領域I
(以下、領域Iと呼ぶ。)のONO膜6〜8をドライエ
ツチングにより除去する(第2図(C))。その後、レ
ジストマスク9を除去しく第2図(d) ) 、所定の
工程を経てそれぞれ領域Iにスイッチング用トランジス
タを、領域Hに浮遊ゲート型EPROMを形成し、配線
及びパッシベーション等を施して工程を終了する。
(発明が解決しようとする課8) しかしながら、このような従来の製造工程にあっては、
ONO膜の下層酸化膜6の膜厚が通常10nm以下と薄
く、しかも、窒化膜と酸化膜とのドライエツチング速麿
の比が4=1程度しかないため、ONO膜6〜8のドラ
イエツチングに際し、中間窒化膜7のオーバーエツチン
グにより下層酸化膜6まで除去され易く領域Iの基板1
内部の活性領域2にエツチングによるダメージ(結晶欠
陥の形成)Dが入る可能性がある。そして、基板1にダ
メージが入った場合にはデバイスの電気特性や信頼性の
劣化を招来する虞がある。
また、こうした不具合を回避するため中間窒化膜7の十
分なオーバーエツチングを控えることも、エツチング部
分の窒化膜7の残存によりデバイスの劣化を来す虞があ
る点で許されない。
本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになされ
たものであり、浮遊ゲートと制御ゲート間の誘電膜とし
てONO膜を用いた浮遊ゲート型不揮発性メモリを含む
半導体装置の製造にあたり、ONO膜のエツチング時に
基板内部にダメージが入るのを防止し、安定した製品特
性と高い信頼性を実現し得る半導体装置の製造方法を提
供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 前記目的を達成するための本発明は、単一の半導体基板
上に、酸化膜−窒化膜一酸化膜の三層積層構造をもつ誘
電膜を介して浮遊ゲートと制御ゲートを設けてなる不揮
発性メモリを有する半導体装置を製造する方法において
、前記半導体基板上にゲート絶縁膜を介して前記浮遊ゲ
ートを選択的に形成する工程と、前記半導体基板上にエ
ツチングマスク用のダミーパターンを形成する工程と、
前記誘電膜となる三層膜を全面に形成した後、前記三層
膜を選択的にエツチング除去する工程と、前記ダミーパ
ターンを除去する工程とを有することを特徴とする。
(作用) このように構成された製造方法によれば、浮遊ゲート形
成後に基板上に形成されたダミーパターンは、その後の
工程で、三層膜を選択エツチングする時の保護マスクと
して機能し、三層膜のうち特に窒化膜のオーバーエツチ
ングに伴って除去部分の基板内部にダメージが入るのを
防止する。
こうして、基板へのダメージを防止しつつ中間窒化膜の
十分なオーバーエツチングが可能となり、安定した特性
と高い信頼性を有するMO8形半導体装置を製造するこ
とができる。
(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
第1図(a)〜(g)は本発明の一実施例に係る半導体
装置の製造方法を説明するために工程順に示した断面図
であって、単一の基板上に不揮発性を有する浮遊ゲート
形EPROMを有する半導体装置の製造工程を例示して
いる。なお、第1図において、■はスイッチング用トラ
ンジスタ形成領域(領域I)、IIは浮遊ゲート型メモ
リセル用トランジスタ形成領域(領域■)である。
この浮遊ゲート型EPROMを有する半導体装置の製造
工程は、まず、第1図(a)に示すように、例えばp形
シリコン基板10上に素子分離のためのフィールド酸化
膜(S i 02 )41をいわゆるLOGO8酸化法
により300〜1000 n mの厚さで選択的に形成
する。このフィールド酸化膜11により、基板10表面
が活性領域(トランジスタとなる部分)12とフィール
ド領域11とに分かれる。
次いで、領域■の活性領域12にゲート絶縁用の薄いゲ
ート酸化膜(SiO2)13をウェット02酸化法によ
り10〜40nmの厚さで形成する。
次に、全面にポリシリコン膜を形成し、リソグラフィ、
エツチングによりゲート酸化膜13上の部分だけを残し
て浮遊ゲート14を形成し、その後、浮遊ゲートを形成
しなかった領域Iの活性領域12にウェットエツチング
を施してシリコン基板10表面を露出させる。
その後、本発明に特有の工程として、第1図(b)に示
すように、領域I及び■を含む全面にエツチング用マス
クとなるダミー酸化膜(SiO□)15をドライ02酸
化により50〜200nmの厚さで形成する。
次いで、本発明に特有の工程として、第1図(C)に示
すように、全面にフォトレジストを塗布し、リソグラフ
ィで領域Hのフォトレジストを開孔してレジストマスク
16を形成した後、このレジストマスク16をマスクと
してウェットエツチングにより、領域Iの部分を残して
浮遊ゲート14上のダミー酸化膜15を除去し、浮遊ゲ
ートのない領域Iを被覆するダミーパターン15aを形
成する。
その後、第1図(d)に示すように、レジストマスク1
6を除去した後、浮遊ゲート14と図示しない制御ゲー
トとの間のONO膜の下層となる薄い酸化膜(SiO□
)17を、例えばウェット0□酸化法を用いて浮遊ゲー
ト14を含む全面に2〜10nmの厚さで形成する。
次いで、第1図(e)に示すように、ONO膜の中間層
となる窒化膜(Si3N4)18をCVD法により全面
に5〜20nmの厚さで形成し、その上にONO膜の上
層となる薄い酸化膜(SiO2)19を窒化膜18の熱
酸化により全面に2〜5nmの厚さで形成した後(以下
、こうして形成された三層膜たるONO膜を符号20で
表わす。)、リソグラフィ、エツチングにより選択的に
領域Iを開孔した形のレジストマスク21を形成し、そ
れから、プラズマエツチング等のドライエツチングによ
り領域■の部分のONO膜20を選択的にエツチング除
去してONO膜20のパターニングを行う。
この時、エツチング除去部分のONO膜20と領域Iの
活性領域12との間には、前述のように、予めダミー酸
化膜(ダミーパターン)15aがエツチングマスクとし
て十分な膜厚(50〜200nm)で形成されているた
め、たとえ窒化膜の酸化膜に対する選択比が低くても、
例えばプラズマエツチングにおけるプラズマ22は、少
なくともダミー酸化膜15aによって遮断される。つま
り、ONO膜20のドライエツチングに際し、ダミー酸
化膜15aはエツチングマスクとして働き、特i: O
N O膜20の中間窒化膜18のオーバーエツチングに
より領域工の活性領域12にエツチングによるダメージ
が入るのを防止する。
ONO膜20をパターニングして誘電膜20aを形成し
た後、第1図(f)に示すように、レジストマスク21
を除去し、さらに、第1図(g)に示すように、領域I
のダミーパターン15aを除去する。
その後、図示しないが、従来の所定の製造工程に従って
それぞれ領域■にスイッチング用トランジスタを、領域
■に浮遊ゲート型EFROMを同時に形成し、配線及び
パッシベーション等を施して製造を完了する。
以上、本実施例によれば、従来の第2図に示す工程(a
)と(b)との間に新規に第1図の(b)と(C)の工
程を追加し、ONO膜20のドライエツチング時にその
エツチングによるダメージから保護すべき部分(領域I
の活性領域12)に予めダミー酸化膜(ダミーパターン
)15aを形成するようにしたので、これがエツチング
マスクとなり、ONO膜20のうち特に中間窒化膜18
のオーバーエツチングにより領域Iの活性領域12にエ
ツチングによるダメージが入るのが回避される。その結
果、エツチングに伴うダメージを防止しつつONO膜2
0(特に中間窒化膜18)の十分なオ−バーエッチング
を行うことが可能となり、単一基板10上に浮遊ゲート
型EPROMを有する半導体装置の製造にあたり、製品
特性の安定性と信頼性の向上を実現することができる。
なお、本実施例にあっては、単一基板10上に形成され
る不揮発性メモリとして浮遊ゲート型EPROMを例に
とって説明したが、これに限らず、本発明は、浮遊ゲー
ト型EEPROMは勿論のこと、その他2つのゲートが
ONO膜を介して積層された構造をもつ任意のMO8形
半導体メモリを含む半導体装置の製造に適用可能である
(発明の効果) 以上の説明により明らかなように、本発明によれば、浮
遊ゲートと制御ゲート間に形成される誘電膜となる三層
膜のエツチングに際し、半導体基板内部へのダメージを
防止しつつその三層膜の十分なオーバーエツチングを行
うことが可能となり、安定した製品特性と高い信頼性を
有する半導体装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方法
を示す工程別断面図、 第2図は従来の製造方法を示す工程別断面図である。 10・・・シリコン基板(半導体基板)、11・・・フ
ィールド酸化膜、12・・・活性領域、13・・・ケー
ト酸化膜、14・・・浮遊ゲート、15・・・ダミー酸
化膜、15a・・・ダミーパターン、16.21・・・
レジストマスク、17・・・下層酸化膜、18・・・中
間窒化膜、19・・・上層酸化膜、20・・・ONO膜
(三層膜)、20a・・・誘電膜、22・・・プラズマ
、■・・・スイッチング用トランジスタ形成領域、■・
・・浮遊ゲート型メモリセル用トランジスタ形成領域。 特許出願人   新日本製鐵株式會社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 単一の半導体基板上に、酸化膜−窒化膜−酸化膜の三層
    積層構造をもつ誘電膜を介して浮遊ゲートと制御ゲート
    を設けてなる不揮発性メモリを有する半導体装置を製造
    する方法において、前記半導体基板上にゲート絶縁膜を
    介して前記浮遊ゲートを選択的に形成する工程と、前記
    半導体基板上にエッチングマスク用のダミーパターンを
    形成する工程と、前記誘電膜を全面に形成した後、前記
    誘電膜を選択的にエッチング除去する工程と、前記ダミ
    ーパターンを除去する工程と、を有することを特徴とす
    る半導体装置の製造方法。
JP2315537A 1990-11-20 1990-11-20 半導体装置の製造方法 Pending JPH04186778A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07135264A (ja) * 1993-06-28 1995-05-23 Nec Corp 半導体集積回路装置の製造方法
US6171938B1 (en) 1998-06-30 2001-01-09 Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. Method for fabricating semiconductor device capable of minimizing damage of lower layer using insulating layer resided in opening

Cited By (2)

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JPH07135264A (ja) * 1993-06-28 1995-05-23 Nec Corp 半導体集積回路装置の製造方法
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