JPH04352367A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置の製造方法

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JPH04352367A
JPH04352367A JP3124308A JP12430891A JPH04352367A JP H04352367 A JPH04352367 A JP H04352367A JP 3124308 A JP3124308 A JP 3124308A JP 12430891 A JP12430891 A JP 12430891A JP H04352367 A JPH04352367 A JP H04352367A
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floating gate
gate
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film
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耕太 田中
Kazuyoshi Shiba
和佳 志波
Kenichi Kuroda
謙一 黒田
Koichiro Hashimoto
橋本 鋼一郎
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Hitachi Ltd
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Hitachi Microcomputer System Ltd
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置の
製造技術に関し、特に、スタック形の二層ゲート電極を
有する単一のMOSFETでメモリセルを構成した不揮
発性メモリに適用して有効な技術に関する。
【0002】
【従来の技術】スタック形の二層ゲート電極を有する単
一のMOSFETでメモリセルを構成した不揮発性メモ
リの製造技術については、特開平2−295170号公
報などに記載がある。
【0003】上記スタック形二層ゲート電極は、次のよ
うな方法で製造されている。すなわち、半導体基板上の
フィールド絶縁膜によって分離されたアクティブ領域の
表面にゲート絶縁膜を形成した後、基板の全面にフロー
ティングゲート用のポリシリコン膜を堆積する。次に、
このポリシリコン膜にリンなどの不純物を導入してその
抵抗値を下げた後、これをドライエッチングでパターニ
ングする。
【0004】図10は、エッチング後のポリシリコン膜
のパターンを示している。図中、20は半導体基板、2
1はポリシリコン膜であり、フィールド絶縁膜およびゲ
ート絶縁膜の図示は省略してある。また、一点鎖線は、
後の工程でフローティングゲート上に形成されるコント
ロールゲート(ワード線)の位置を示している。すなわ
ち、ポリシリコン膜21は、コントロールゲートと直交
する方向に沿って直線状にパターニングされる。
【0005】次に、基板を熱酸化して上記ポリシリコン
膜の表面に熱酸化膜(第二ゲート絶縁膜)を形成し、こ
の熱酸化膜の上にコントロールゲート用の第二ポリシリ
コン膜を堆積した後、この第二ポリシリコン膜にリンな
どの不純物を導入してその抵抗値を下げる。
【0006】次に、上記第二ポリシリコン膜、その下層
の熱酸化膜(第二ゲート絶縁膜)およびさらにその下層
のフローティングゲート用ポリシリコン膜を重ね切りで
同時にエッチングすることにより、フローティングゲー
トおよびコントロールゲートからなるスタック形の二層
ゲート電極が完成する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記スタッ
ク形二層ゲート電極の製造方法は、コントロールゲート
用第二ポリシリコン膜、熱酸化膜(第二ゲート絶縁膜)
およびフローティングゲート用ポリシリコン膜を重ね切
りで同時にエッチングする際、フローティングゲート用
ポリシリコン膜の端部の垂直段差部にコントロールゲー
ト用第二ポリシリコン膜のエッチング残渣(エッチ残り
)が生じ、このエッチ残りを介して隣り合うコントロー
ルゲート(ワード線)同士が短絡するという問題点があ
った。
【0008】図11は、この重ね切りによって得られた
二層ゲート電極のパターンを示している。図中、22は
コントロールゲート(ワード線)、23はその下層のフ
ローティングゲートであり、一点鎖線(E)はエッチ残
りを示している。このエッチ残り(E)は、前記図10
に示すポリシリコン膜21の端部に沿って発生している
【0009】そこで本発明の目的は、上記エッチ残りに
起因するコントロールゲート(ワード線)同士の短絡不
良を防止することのできる技術を提供することにある。
【0010】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体集積
回路装置の製造方法は、半導体基板上に形成したフロー
ティングゲート用導電膜、前記フローティングゲート用
導電膜上に形成した絶縁膜、および前記絶縁膜上に形成
したコントロールゲート用導電膜を重ね切りで同時にエ
ッチングしてフローティングゲートおよびコントロール
ゲートからなるスタック形の二層ゲート電極を形成する
工程に先立って、あらかじめ前記フローティングゲート
用導電膜を格子状にパターニングしておくものである。
【0012】
【作用】上記した手段によれば、フローティングゲート
用導電膜を格子状にパターニングすることにより、重ね
切りの際、一本のコントロールゲートの近傍で発生した
エッチ残りと、それに隣接するコントロールゲートの近
傍で発生したエッチ残りとが繋がることがないので、隣
り合ったコントロールゲート同士がこのエッチ残りを介
して短絡する不良を確実に防止することができる。
【0013】以下、実施例を用いて本発明を詳述する。 なお、実施例を説明するための全図において同一の機能
を有するものは同一の符号を付け、その繰り返しの説明
は省略する。
【0014】
【実施例】本実施例の半導体集積回路装置は、スタック
形の二層ゲート電極を有する単一のMOSFETでメモ
リセルを構成したEPROM(Erasable Pr
ogrammable Read Only Memo
ry)である。
【0015】以下、このEPROMの製造方法を図1〜
図8を用いて説明する。なお、図3〜図8において、(
a) はコントロールゲート(ワード線)の延在する方
向に沿った半導体基板の断面図、(b) はこれと直交
する方向に沿った半導体基板の断面図である。また、こ
こでは説明を簡単にするために、メモリセルを構成する
nチャネルMOSFETの製造工程のみを説明し、周辺
回路を構成するC(Complementary) M
OSFETの製造工程の説明は省略する。
【0016】まず、図3に示すように、p形のシリコン
単結晶からなる半導体基板1の主面にBF2 イオンを
打ち込んでpウエル2を形成した後、BF2 イオンの
打ち込みと選択酸化法(LOCOS法)とにより、基板
1の所定の領域部にp形のチャネルストッパ領域3と酸
化珪素からなるフィールド絶縁膜4とを形成する。
【0017】続いて、上記フィールド絶縁膜4によって
分離されたアクティブ領域にしきい値電圧(VTH) 
制御用のBF2 イオンを打ち込んでp形のチャネルド
ープ層5を形成した後、基板1を熱酸化してアクティブ
領域の表面にゲート絶縁膜6を形成する。
【0018】次に、図4に示すように、CVD法を用い
て基板1の全面にフローティングゲート用のポリシリコ
ン膜7を堆積した後、リン処理を行い、このポリシリコ
ン膜7を低抵抗化する。
【0019】続いて、図5に示すように、上記ポリシリ
コン膜7をドライエッチングによりパターニングする。 従来、このフローティングゲート用ポリシリコン膜7は
、コントロールゲートと直交する方向に沿って直線状に
パターニングされていた(図10参照)が、本実施例で
は、図1に示すように、このポリシリコン膜7を格子状
にパターニングする。なお、図1では、フィールド絶縁
膜4やゲート絶縁膜6の図示は省略してある。また、図
中の一点鎖線は、後の工程でフローティングゲート上に
形成されるコントロールゲート(ワード線)の位置を示
している。
【0020】次に、基板1を熱酸化してポリシリコン膜
7の表面に酸化珪素からなる熱酸化膜(第二ゲート絶縁
膜)8を形成する。続いて、図6に示すように、CVD
法を用いて上記熱酸化膜8の上にコントロールゲート用
の第二ポリシリコン膜9を堆積し、これにリンなどの不
純物を導入してその抵抗値を下げた後、CVD法を用い
てこの第二ポリシリコン膜9の上にシリサイド(WSi
2,MoSi2 など )膜10を堆積する。
【0021】次に、図7に示すように、フローティング
ゲート用ポリシリコン膜7、その表面に形成された熱酸
化膜8、この熱酸化膜8の上に堆積された第二ポリシリ
コン膜9およびシリサイド膜10を重ね切りで同時にエ
ッチングしてフローティングゲート11およびコントロ
ールゲート(ワード線)12からなるスタック形の二層
ゲート電極を形成する。
【0022】図2は、上記重ね切りを行った直後の基板
1の平面図である。図中の破線(E)は、この重ね切り
の際にポリシリコン膜7の端部に沿って発生したコント
ロールゲート用第二ポリシリコン膜9のエッチ残りを示
している。
【0023】図2から明らかなように、ポリシリコン膜
7を格子状にパターニングすることにより、一本のコン
トロールゲート12(ワード線)の近傍で発生したエッ
チ残り(E)と、それに隣接するコントロールゲート1
2(ワード線)の近傍で発生したエッチ残り(E)とが
繋がることはない。これにより、隣り合ったコントロー
ルゲート(ワード線)12同士がエッチ残り(E)を介
して短絡する不良を確実に防止することができる。
【0024】次に、基板1を熱酸化してコントロールゲ
ート12の表面に酸化珪素からなる絶縁膜13を形成し
た後、図8に示すように、フローティングゲート11お
よびコントロールゲート12(ワード線)をマスクにし
て基板1にリンイオンを打ち込んでn形の半導体領域(
ソース、ドレイン)14を形成することにより、EPR
OMのメモリセルを構成するnチャネルMOSFETが
略完成する。
【0025】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例
に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲
で種々変更可能であることはいうまでもない。
【0026】フローティングゲート用ポリシリコン膜を
格子状にパターニングする際、例えば図9に示すような
形状でパターニングしてもよい。なお、図中の一点鎖線
は、後の工程でフローティングゲート上に形成されるコ
ントロールゲート(ワード線)の位置を示している。
【0027】この場合も、一本のコントロールゲート1
2(ワード線)の近傍で発生したエッチ残り(E)と、
それに隣接するコントロールゲート12(ワード線)の
近傍で発生したエッチ残り(E)とが繋がることはない
ので、このエッチ残り(E)を介して隣り合ったコント
ロールゲート(ワード線)12同士が短絡するのを防止
することができる。
【0028】コントロールゲートは、ポリシリコンおよ
びシリサイドからなるポリサイド構造に限定されるもの
ではなく、ポリシリコンや高融点金属で構成することも
できる。
【0029】前記実施例では、EPROMについて説明
したが、これに限定されるものではなく、スタック形の
二層ゲート電極を有する単一のMOSFETでメモリセ
ルを構成したフラッシュメモリなどに適用することもで
きる。また、EPROMやフラッシュメモリを内蔵した
1チップマイコンなどに適用することもできる。
【0030】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下の通りである。
【0031】本発明によれば、隣り合ったコントロール
ゲート(ワード線)同士がコントロールゲート用導電膜
のエッチ残りを介して短絡する不良を確実に防止するこ
とができるので、フローティングゲートおよびコントロ
ールゲートからなるスタック形の二層ゲート電極を形成
する工程を有する半導体集積回路装置の製造歩留りが向
上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造方法を示す半導体基板の平面図である。
【図2】重ね切りを行った直後の半導体基板の平面図で
ある。
【図3】この半導体集積回路装置の製造方法を示す半導
体基板の要部断面図である。
【図4】この半導体集積回路装置の製造方法を示す半導
体基板の要部断面図である。
【図5】この半導体集積回路装置の製造方法を示す半導
体基板の要部断面図である。
【図6】この半導体集積回路装置の製造方法を示す半導
体基板の要部断面図である。
【図7】この半導体集積回路装置の製造方法を示す半導
体基板の要部断面図である。
【図8】この半導体集積回路装置の製造方法を示す半導
体基板の要部断面図である。
【図9】本発明の他の実施例である半導体集積回路装置
の製造方法を示す半導体基板の平面図である。
【図10】従来の半導体集積回路装置の製造方法を示す
半導体基板の平面図である。
【図11】重ね切りを行った直後の半導体基板の平面図
である。
【符号の説明】
1  半導体基板 2  pウエル 3  チャネルストッパ領域 4  フィールド絶縁膜 5  チャネルドープ層 6  ゲート絶縁膜 7  ポリシリコン膜 8  熱酸化膜(第二ゲート絶縁膜) 9  第二ポリシリコン膜 10  シリサイド膜 11  フローティングゲート 12  コントロールゲート(ワード線)13  絶縁
膜 14  半導体領域 20  半導体基板 21  ポリシリコン膜 22  コントロールゲート(ワード線)23  フロ
ーティングゲート E  エッチ残り

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  半導体基板上に形成したフローティン
    グゲート用導電膜、前記フローティングゲート用導電膜
    上に形成した絶縁膜、および前記絶縁膜上に形成したコ
    ントロールゲート用導電膜を重ね切りで同時にエッチン
    グしてフローティングゲートおよびコントロールゲート
    からなるスタック形の二層ゲート電極を形成する工程を
    有する半導体集積回路装置の製造方法であって、前記重
    ね切りに先立って、前記フローティングゲート用導電膜
    を格子状にパターニングすることを特徴とする半導体集
    積回路装置の製造方法。
  2. 【請求項2】  EPROMまたはフラッシュメモリの
    製造方法であることを特徴とする請求項1記載の半導体
    集積回路装置の製造方法。
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