JPH05136423A - Manufacture of semiconductor memory device which can be written and erased electrically - Google Patents

Manufacture of semiconductor memory device which can be written and erased electrically

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JPH05136423A
JPH05136423A JP29900591A JP29900591A JPH05136423A JP H05136423 A JPH05136423 A JP H05136423A JP 29900591 A JP29900591 A JP 29900591A JP 29900591 A JP29900591 A JP 29900591A JP H05136423 A JPH05136423 A JP H05136423A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diffusion region
type impurity
charge storage
gate electrode
storage electrode
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP29900591A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Natsuo Ajika
夏夫 味香
Makoto Oi
誠 大井
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH05136423A publication Critical patent/JPH05136423A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce dispersion in threshold voltage by reducing dispersion in the channel longitudinal length of a p<+> type impurity diffusion region under a charge storage electrode of a memory cell of a flash EEPROM. CONSTITUTION:A charge storage electrode is formed on the main surface of a semiconductor substrate with a first dielectric film interposed 20. A control electrode is formed on this charge storage electrode with a second dielectric film interposed 30. BF2 is injected so as to pass through the charge storage electrode to form a p-type impurity region in the semiconductor substrate at least under the charge storage electrode 40.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、電気的に書込および
消去を行なうことが可能な不揮発性半導体記憶装置の製
造方法に関し、特に書込まれた情報を電気的に一括消去
することが可能なEEPROM(Electrical
ly Erasable and Programma
ble Read Only Memory)、いわゆ
るフラッシュEEPROMの製造方法に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a non-volatile semiconductor memory device capable of electrically writing and erasing, and in particular, it is possible to electrically erase written information collectively. EEPROM (Electrical
ly Erasable and Programma
ble read only memory), a so-called flash EEPROM manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】データを電気的に書込および消去可能な
構造のメモリデバイスとしてEEPROMは知られてい
る。以下に、図19ないし図36を用いて、1つのトラ
ンジスタで構成され、書込まれた情報を電気的に一括し
て消去可能なEEPROM、いわゆるフラッシュEEP
ROMについて説明する。
2. Description of the Related Art An EEPROM is known as a memory device having a structure capable of electrically writing and erasing data. An EEPROM, which is composed of one transistor and is capable of electrically erasing written information collectively, a so-called flash EEP will be described below with reference to FIGS. 19 to 36.
The ROM will be described.

【0003】図19は、従来のフラッシュEEPROM
の一般的な構成を示すブロック図である。図19に示す
ように、このフラッシュEEPROMは、行列状に配置
されたメモリセルマトリックス100と、Xアドレスデ
コーダ200と、センスアンプ300と、Yアドレスデ
ータ400と、アドレスバッファ500と、入出力バッ
ファ600と、コントロールロジック700とを含んで
いる。
FIG. 19 shows a conventional flash EEPROM.
2 is a block diagram showing a general configuration of FIG. As shown in FIG. 19, this flash EEPROM has a memory cell matrix 100 arranged in a matrix, an X address decoder 200, a sense amplifier 300, Y address data 400, an address buffer 500, and an input / output buffer 600. And control logic 700.

【0004】メモリセルマトリックス100は、内部に
行列状に配置された複数個のメモリトランジスタを有し
ている。メモリセルマトリックス100の行および列を
選択するために、Xアドレスデコーダ200と、センス
アンプ300とが接続されている。センスアンプ300
には、列の選択情報を与えるYアドレスデコーダ400
が接続されている。Xアドレスデコーダ200とYアド
レスデコーダ400には、それぞれアドレス情報が一時
格納されるアドレスバッファ500が接続されている。
The memory cell matrix 100 has a plurality of memory transistors arranged in a matrix therein. X address decoder 200 and sense amplifier 300 are connected to select a row and a column of memory cell matrix 100. Sense amplifier 300
Includes a Y address decoder 400 that provides column selection information.
Are connected. An address buffer 500 for temporarily storing address information is connected to each of the X address decoder 200 and the Y address decoder 400.

【0005】センスアンプ300には、入出力データを
一時格納する入出力バッファ600が接続されている。
アドレスバッファ500と入出力バッファ600には、
フラッシュEEPROMの動作を制御するためのコント
ロールロジック700が接続されている。このコントロ
ールロジック700は、チップイネーブル信号、アウト
プットイネーブル信号およびプログラム信号に基づいた
制御を行なう。
An input / output buffer 600 for temporarily storing input / output data is connected to the sense amplifier 300.
In the address buffer 500 and the input / output buffer 600,
A control logic 700 for controlling the operation of the flash EEPROM is connected. The control logic 700 performs control based on a chip enable signal, an output enable signal and a program signal.

【0006】図20は、図19に示したメモリセルマト
リックス100の概略構成を示す等価回路図である。図
20に示すように、行方向に延びる複数本のワード線W
1 ,WL2 ,…WLI と、列方向に延びる複数本のビ
ット線BL1 ,BL2 ,…BLI とが互いに直交するよ
うに配置され、マトリックスを構成している。各ワード
線と各ビット線の交点には、それぞれフローティングゲ
ート電極を有するメモリトランジスタQ1 1 ,Q1 2
…Qi i が配設されている。
FIG. 20 is an equivalent circuit diagram showing a schematic structure of the memory cell matrix 100 shown in FIG. As shown in FIG. 20, a plurality of word lines W extending in the row direction
L 1, WL 2, ... and WL I, a plurality of bit lines BL 1, BL 2 extending in the column direction, ... and BL I are orthogonal to each other, constitute a matrix. At the intersections of the word lines and the bit lines, memory transistors Q 1 1 , Q 1 2 , each having a floating gate electrode,
... Qii is provided.

【0007】各メモリトランジスタのドレイン拡散領域
は各ビット線に接続されており、メモリセルトランジス
タのコントロールゲート電極は各ワード線に接続されて
いる。メモリトランジスタのソース拡散領域は、各ソー
ス線S1 ,S2 ,…に接続されている。同一の行に属す
るメモリトランジスタのソース拡散領域は、図に示すよ
うに互いに接続され、両側に配設されたソース線S1
2 ,…に接続されている。
The drain diffusion region of each memory transistor is connected to each bit line, and the control gate electrode of the memory cell transistor is connected to each word line. The source diffusion region of the memory transistor is connected to each source line S 1 , S 2 , ... Source diffusion region of the memory transistor belonging to the same row are connected to each other as shown in FIG., The source lines S 1 disposed on both sides,
It is connected to S 2 ,.

【0008】図21は、従来のスタックゲート型フラッ
シュEEPROMと呼ばれるフラッシュEEPROMを
示す平面概略図である。図22は、図21のA−A線に
沿って見た断面図である。こらの図を参照して、従来の
フラッシュEEPROMの構造について説明する。
FIG. 21 is a schematic plan view showing a flash EEPROM called a conventional stack gate type flash EEPROM. FIG. 22 is a sectional view taken along the line AA of FIG. The structure of the conventional flash EEPROM will be described with reference to these figures.

【0009】図21を参照して、コントロールゲート電
極56は、相互に接続されて横方向(行方向)に延びる
ようにワード線として形成されている。ビット線69
は、ワード線56と直交するように配置され、縦方向
(列方向)に並ぶドレイン拡散領域60を相互に接続し
ている。ビット線69は、ドレインコンタクト70によ
って、各ドレイン拡散領域60に電気的に接続されてい
る。
Referring to FIG. 21, control gate electrodes 56 are formed as word lines connected to each other and extending in the lateral direction (row direction). Bit line 69
Are arranged so as to be orthogonal to the word lines 56 and connect the drain diffusion regions 60 arranged in the vertical direction (column direction) to each other. The bit line 69 is electrically connected to each drain diffusion region 60 by a drain contact 70.

【0010】図22を参照して、ビット線69は、層間
平坦化膜64の上にチタン膜68を介して形成されてい
る。図21を参照して、ソース拡散領域58は、ワード
線56が延びる方向に沿って延在し、ワード線56と素
子分離酸化膜52とによって囲まれた領域に形成されて
いる。
Referring to FIG. 22, bit line 69 is formed on interlayer flattening film 64 with titanium film 68 interposed. Referring to FIG. 21, source diffusion region 58 extends in the direction in which word line 56 extends and is formed in a region surrounded by word line 56 and element isolation oxide film 52.

【0011】次に図22を参照して、p型シリコン基板
51の主表面には、ドレイン拡散領域60とソース拡散
領域58とが所定間隔を隔てて形成されている。ドレイ
ン拡散領域60は、n+ 型不純物拡散領域60aとp+
型不純物拡散領域60bとで構成されている。また、ソ
ース拡散領域58は、n+ 型不純物拡散領域58aとn
- 型不純物拡散領域58bとで構成されている。これら
のドレイン拡散領域60とソース拡散領域58との間に
挟まれた領域には、チャネル領域が形成されるようにコ
ントロールゲート電極56とフローティングゲート電極
54とが形成されている。
Next, referring to FIG. 22, a drain diffusion region 60 and a source diffusion region 58 are formed on the main surface of p type silicon substrate 51 at a predetermined interval. The drain diffusion region 60 includes an n + type impurity diffusion region 60a and ap + type impurity diffusion region 60a.
Type impurity diffusion region 60b. In addition, the source diffusion region 58 includes n + -type impurity diffusion regions 58a and n
- is composed of a impurity diffusion region 58b. A control gate electrode 56 and a floating gate electrode 54 are formed in a region sandwiched between the drain diffusion region 60 and the source diffusion region 58 so as to form a channel region.

【0012】フローティングゲート電極54は、p型シ
リコン基板51の上に膜厚100Å程度の薄い酸化膜5
3を介して形成されている。コントロールゲート電極5
6は、フローティングゲート電極54から電気的に分離
されるように、フローティングゲート電極54の上に層
間絶縁層55を介して形成されている。フローティング
ゲート電極54とコントロールゲート電極56は、多結
晶シリコン層により形成されている。
The floating gate electrode 54 is formed on the p-type silicon substrate 51 by a thin oxide film 5 having a film thickness of about 100 Å.
It is formed through 3. Control gate electrode 5
6 is formed on the floating gate electrode 54 via an interlayer insulating layer 55 so as to be electrically separated from the floating gate electrode 54. The floating gate electrode 54 and the control gate electrode 56 are formed of a polycrystalline silicon layer.

【0013】フローティングゲート電極54およびコン
トロールゲート電極56の側面には、側壁酸化膜61が
形成されている。そして、これらの上には、ドレイン拡
散領域60上の一部を除いて、酸化膜62が形成されて
いる。この酸化膜62の上には、窒化膜63が形成され
ている。この窒化膜63の上には、層間平坦化膜64が
形成されており、この層間平坦化膜64上には、チタン
膜68を介してビット線を構成するアルミニウム配線層
69aが形成されている。
Sidewall oxide films 61 are formed on the side surfaces of the floating gate electrode 54 and the control gate electrode 56. An oxide film 62 is formed on the drain diffusion region 60 except a part thereof. A nitride film 63 is formed on the oxide film 62. An interlayer flattening film 64 is formed on the nitride film 63, and an aluminum wiring layer 69a forming a bit line is formed on the interlayer flattening film 64 via a titanium film 68. ..

【0014】上記のような構造を有するフラッシュEE
PROMの動作について、以下に説明する。まず書込動
作においては、ドレイン拡散領域60に6〜8V程度の
電圧Vd 、ソース拡散領域58を接地電位に、コントロ
ールゲート電極56に10〜15V程度の電圧VG が印
加される。この電圧Vd ,VG の印加により、ドレイン
拡散領域60と酸化膜53の近傍で高いエネルギを有す
る電子が発生する。
Flash EE having the above structure
The operation of the PROM will be described below. First, in the write operation, a voltage V d of about 6 to 8 V is applied to the drain diffusion region 60, a ground potential is applied to the source diffusion region 58, and a voltage V G of about 10 to 15 V is applied to the control gate electrode 56. By applying the voltages V d and V G , electrons having high energy are generated near the drain diffusion region 60 and the oxide film 53.

【0015】この電子の一部は、コントロールゲート電
極56に印加された電圧VG による電界により、フロー
ティングゲート電極54に引き寄せられる。このように
して、フローティングゲート電極54に電子の蓄積が行
なわれると、メモリセルのしきい値電圧Vt h が高くな
る。このしきい値電圧Vt h が所定の値よりも高くなっ
た状態が書込まれた状態、“0”と呼ばれる。
Some of the electrons are attracted to the floating gate electrode 54 by the electric field generated by the voltage V G applied to the control gate electrode 56. When electrons are accumulated in the floating gate electrode 54 in this manner, the threshold voltage V th of the memory cell increases. A state in which the threshold voltage V th is higher than a predetermined value is written, which is called "0".

【0016】次に、消去動作においては、ソース拡散領
域58に10〜12V程度の電圧V S が印加され、コン
トロールゲート電極56は接地電位、ドレイン拡散領域
60はフローティングに保持される。ソース拡散領域5
8に印加された電圧VS による電界により、フローティ
ングゲート電極54中の電子は、薄い酸化膜53をF−
N(Fowler−Nordheim)トンネル現象に
よって通過する。
Next, in the erase operation, the source diffusion region
Voltage V of about 10 to 12 V in the area 58 SIs applied,
Troll gate electrode 56 is ground potential, drain diffusion region
60 is kept floating. Source diffusion region 5
Voltage V applied to 8SDue to the electric field caused by
The electrons in the insulating gate electrode 54 pass through the thin oxide film 53 by F-.
N (Fowler-Nordheim) tunnel phenomenon
Therefore pass.

【0017】このようにして、フローティングゲート電
極54中の電子が引き抜かれることにより、メモリセル
のしきい値電圧Vt h が低くなる。このしきい値電圧V
t h が所定の値よりも低い状態が、消去された状態
“1”と呼ばれる。各メモリトランジスタのソース拡散
領域58は、図21に示すように、相互に接続されてい
るので、この消去動作によってすべてのメモリセルの一
括消去が行なわれ得る。
In this way, the electrons in the floating gate electrode 54 are extracted, so that the threshold voltage V th of the memory cell is lowered. This threshold voltage V
A state in which th is lower than a predetermined value is called an erased state “1”. Since the source diffusion regions 58 of the memory transistors are connected to each other as shown in FIG. 21, all the memory cells can be collectively erased by this erase operation.

【0018】さらに、読出動作においては、コントロー
ルゲート電極56に5V程度の電圧VG ′,ドレイン拡
散領域60に1〜2V程度の電圧Vd ′が印加される。
そのとき、コントロールゲートトランジスタのチャネル
領域に電流が流れるかどうか、すなわちメモリセルがO
N状態がOFF状態かによって上記の“1”,“0”の
判定が行なわれる。
Further, in the read operation, a voltage V G ′ of about 5 V is applied to the control gate electrode 56 and a voltage V d ′ of about 1 to 2 V is applied to the drain diffusion region 60.
At that time, whether or not a current flows in the channel region of the control gate transistor, that is, when the memory cell is O
The determination of "1" or "0" is made depending on whether the N state is the OFF state.

【0019】次に、フラッシュEEPROMの製造工程
における第1〜第14工程について、以下に図23〜図
36を用いて説明する。
Next, the first to fourteenth steps in the manufacturing process of the flash EEPROM will be described below with reference to FIGS. 23 to 36.

【0020】まず図23を参照して、p型シリコン基板
51にボロン(B)をイオン注入し、その後不純物ドラ
イブすることによりウェル(図示せず)を形成する。そ
して、図24に示すように、素子形成領域を分離する領
域に、分離特性を確保するためのボロン(B)を注入し
た後、熱酸化処理を施すことによって素子分離領域に素
子分離酸化膜52を形成する。なお、図24において、
(I)図は、図21におけるA−A線に沿って見た断面
図の一部を示しており、(II)図は、図21における
C−C線に沿って見た断面図を示している。以下、図2
5においても同様とする。
First, referring to FIG. 23, a well (not shown) is formed by ion-implanting boron (B) into p-type silicon substrate 51 and then driving impurities. Then, as shown in FIG. 24, after boron (B) for ensuring the isolation characteristic is injected into the region for isolating the element formation region, a thermal oxidation process is applied to the element isolation oxide film 52 in the element isolation region. To form. In addition, in FIG.
21 shows a part of the sectional view taken along the line AA in FIG. 21, and FIG. 21 (II) shows the sectional view taken along the line C-C in FIG. ing. Below, FIG.
The same applies to item 5.

【0021】次に、図25に示すように、p型シリコン
基板51上全面に酸化膜53を形成し、メモリセルのし
きい値電圧Vt h を制御するために、チャネル領域にチ
ャネルドーピングを行なう。そして、酸化膜53の上
に、第1のポリシリコン層54を形成し、その上にレジ
スト57aを堆積する。そして、このレジスト57aを
用いて、フォトリソグラフィと異方性エッチングによっ
て、第1のポリシリコン層54を一定のピッチで縦方向
(ビット線方向)にパターニングする。その後、レジス
ト57aを除去する。
Next, as shown in FIG. 25, an oxide film 53 is formed on the entire surface of the p-type silicon substrate 51, and the channel region is subjected to channel doping in order to control the threshold voltage V th of the memory cell. .. Then, a first polysilicon layer 54 is formed on the oxide film 53, and a resist 57a is deposited thereon. Then, using this resist 57a, the first polysilicon layer 54 is patterned in the vertical direction (bit line direction) at a constant pitch by photolithography and anisotropic etching. Then, the resist 57a is removed.

【0022】次に、図26に示すように、第1のポリシ
リコン層54の上に、層間絶縁層55を形成する。そし
て、この層間絶縁層55上に、第2のポリシリコン層5
6を形成し、この第2のポリシリコン層56上にレジス
ト57bを堆積する。そして、図27に示すように、フ
ォトリソグラフィを用いて、横方向(ワード線方向)に
一定のピッチで線状にレジスト57bをパターニングし
た後、このレジスト57bをマスクとして、第2のポリ
シリコン層56、層間絶縁層55および第1のポリシリ
コン層54を異方性エッチングする。その結果、第1の
ポリシリコン層54によりフローティングゲート電極5
4が形成され、第2のポリシリコン層56によりコント
ロールゲート電極56が形成される。
Next, as shown in FIG. 26, an interlayer insulating layer 55 is formed on the first polysilicon layer 54. Then, the second polysilicon layer 5 is formed on the interlayer insulating layer 55.
6 is formed, and a resist 57b is deposited on the second polysilicon layer 56. Then, as shown in FIG. 27, the resist 57b is linearly patterned at a constant pitch in the lateral direction (word line direction) by using photolithography, and then the second polysilicon layer is patterned using the resist 57b as a mask. 56, the interlayer insulating layer 55 and the first polysilicon layer 54 are anisotropically etched. As a result, the floating gate electrode 5 is formed by the first polysilicon layer 54.
4 is formed, and the control gate electrode 56 is formed by the second polysilicon layer 56.

【0023】次に、図28に示すように、メモリセルに
おけるドレイン拡散領域60となる領域をレジスト57
cで覆う。そして、このレジスト57cをマスクとし
て、ソース拡散領域58となる領域に、砒素(As)を
注入し、さらに、図29に示すように、リン(P)を注
入する。それにより、ソース拡散領域58を形成する。
その結果、ソース拡散領域58は、砒素(As)の注入
によるn+ 型不純物拡散領域58aとリン(P)の注入
によるn- 型不純物拡散領域58bとで構成されている
ことになる。
Next, as shown in FIG. 28, a region serving as the drain diffusion region 60 in the memory cell is formed with a resist 57.
Cover with c. Then, using this resist 57c as a mask, arsenic (As) is implanted into the region to be the source diffusion region 58, and further phosphorus (P) is implanted as shown in FIG. Thereby, the source diffusion region 58 is formed.
As a result, the source diffusion region 58 is composed of an n + type impurity diffusion region 58a formed by implantation of arsenic (As) and an n type impurity diffusion region 58b formed by implantation of phosphorus (P).

【0024】次に、図30に示すように、メモリセルの
ソース拡散領域58をレジスト59で覆う。そして、ド
レイン拡散領域60となる領域に、砒素(As)を注入
し、さらに、図3に示すように、書込特性改善のための
+ 型不純物拡散領域60b形成のためのボロン(B)
を、斜め45度回転イオン注入法を用いて、たとえば5
0KeV,3×101 3 /cm2 、の条件で注入するこ
とにより、ドレイン拡散領域60を形成する。その結
果、ドレイン拡散領域60は、砒素(As)注入による
+ 型不純物拡散領域60aとボロン(B)注入による
+ 型不純物拡散領域60bとで構成されていることに
なる。
Next, as shown in FIG. 30, the source diffusion region 58 of the memory cell is covered with a resist 59. Then, arsenic (As) is implanted into the region to be the drain diffusion region 60, and further, as shown in FIG. 3, boron (B) for forming the p + -type impurity diffusion region 60b for improving the writing characteristics.
Using an oblique 45-degree rotation ion implantation method, for example, 5
The drain diffusion region 60 is formed by implanting under the conditions of 0 KeV and 3 × 10 13 / cm 2 . As a result, the drain diffusion region 60 is composed of the n + -type impurity diffusion region 60a by arsenic (As) implantation and the p + -type impurity diffusion region 60b by boron (B) implantation.

【0025】その後、図32を参照して、レジスト59
を除去した後、膜厚1500Å程度の酸化膜を形成し、
異方性エッチングを行なうことにより、フローティング
ゲート電極56およびコントロールゲート電極54の側
面に側壁酸化膜61を形成する。そして、図33に示す
ように、酸化膜62を全面に形成し、さらにこの酸化膜
62の上に窒化膜63を形成する。
Then, referring to FIG. 32, a resist 59 is formed.
After removing, form an oxide film with a thickness of 1500 Å,
By performing anisotropic etching, sidewall oxide film 61 is formed on the side surfaces of floating gate electrode 56 and control gate electrode 54. Then, as shown in FIG. 33, an oxide film 62 is formed on the entire surface, and a nitride film 63 is further formed on the oxide film 62.

【0026】その後、図34に示すように、窒化膜63
の上に層間平坦化膜64を形成し、その上にレジスト6
5を堆積する。このレジスト65をパターニングするこ
とによって、開口部66を形成する。そして、パターニ
ングされたレジスト65をマスクとして等方性エッチン
グを行なうことにより、テーパ形状の凹部67を有する
層間平坦化膜64を形成する。その後、図35に示すよ
うに、レジスト65をマスクとして異方性エッチングを
行なうことにより、ドレイン拡散領域60上に開口部を
形成する。
Then, as shown in FIG. 34, a nitride film 63 is formed.
An inter-layer flattening film 64 is formed on top of this, and a resist 6 is formed thereon.
5 is deposited. An opening 66 is formed by patterning the resist 65. Then, isotropic etching is performed using the patterned resist 65 as a mask to form the interlayer flattening film 64 having the tapered recess 67. Then, as shown in FIG. 35, an opening is formed on drain diffusion region 60 by performing anisotropic etching using resist 65 as a mask.

【0027】次に、図36を参照して、開口したドレイ
ン拡散領域60上にチタン膜68を形成し、そのチタン
膜68上にアルミニウム合金膜69aを形成する。そし
て、フォトリソグラフィと化学処理とを用いて、チタン
膜68およびアルミニウム合金膜69aをパターニング
することにより、ドレイン拡散領域60と電気的に接続
されたビット線69が形成される。
Next, referring to FIG. 36, a titanium film 68 is formed on the opened drain diffusion region 60, and an aluminum alloy film 69a is formed on the titanium film 68. Then, the titanium film 68 and the aluminum alloy film 69a are patterned by using photolithography and chemical treatment to form the bit line 69 electrically connected to the drain diffusion region 60.

【0028】[0028]

【発明が解決しようとする課題】上述の工程を経て、従
来のフラッシュEEPROMは形成されるが、この従来
のフラッシュEEPROMには、以下に述べる問題点が
あった。
Although the conventional flash EEPROM is formed through the above steps, the conventional flash EEPROM has the following problems.

【0029】従来は、ボロン(B)を注入することによ
ってp+ 型不純物拡散領域60bを形成し、書込特性の
向上を図っていたが、このp+ 型不純物拡散領域60b
を高濃度に形成することによって、しきい値電圧Vt h
を制御することが可能となる。これは、p型不純物イオ
ン濃度を高くすると、その部分におけるしきい値電圧が
高くなり、この部分の不純物散乱によるキャリアの移動
度すなわち電界の強さに比例したドリフト速度の低下が
生じる。そのため、メモリトランジスタ全体のしきい値
電圧Vt h も高くなる。すなわち、p+ 型不純物拡散領
域60bの濃度によってメモリトランジスタのしきい値
電圧を制御することが可能となる。その結果、上述の工
程におけるVt h 制御のためのチャネルドープ領域は、
事実上必要なくなると考えられる。
Conventionally, the p + -type impurity diffusion region 60b is formed by implanting boron (B) to improve the writing characteristics. However, this p + -type impurity diffusion region 60b is used.
Of the threshold voltage V th
Can be controlled. This is because when the p-type impurity ion concentration is increased, the threshold voltage in that portion increases, and the drift velocity decreases in proportion to the carrier mobility, that is, the electric field strength, due to the impurity scattering in this portion. Therefore, the threshold voltage V th of the entire memory transistor also becomes high. That is, the threshold voltage of the memory transistor can be controlled by the concentration of the p + type impurity diffusion region 60b. As a result, the channel dope region for V th control in the above process is
It is considered that it is virtually unnecessary.

【0030】従来は、ボロン(B)を斜め回転イオン注
入法を用いて注入することによって、このp+ 型不純物
拡散領域60bを形成していた。図37は、斜め回転イ
オン注入法を用いることによって、ボロン(B)を注入
している様子を示す概念図である。図37を参照して、
斜め回転イオン注入法を用いてボロン(B)をp型シリ
コン基板51に注入する際には、注入されるボロン
(B)の中には、ポリシリコンからなるフローティング
ゲート電極54を突き抜けるものが存在する。
Conventionally, boron (B) is implanted by the oblique rotation ion implantation method to form the p + -type impurity diffusion region 60b. FIG. 37 is a conceptual diagram showing how boron (B) is implanted by using the oblique rotation ion implantation method. Referring to FIG. 37,
When boron (B) is implanted into the p-type silicon substrate 51 using the oblique rotation ion implantation method, some of the implanted boron (B) penetrates the floating gate electrode 54 made of polysilicon. To do.

【0031】この場合、ポリシリコンの結晶方位の違い
や結晶粒界の存在により、ボロン(B)の突き抜け方が
異なる。すなわち、チャネリングを起こす方位の結晶粒
は突き抜けやすく、そうでない部分では突き抜けにく
い。また、結晶粒界部も突き抜け易い。そのため、p型
シリコン基板51に深く打ち込まれるものとそうでない
ものが存在し得ることになる。その結果、図37に示す
ように、各メモリセルにおいて、p+ 型不純物拡散領域
60bのチャネル長方向の長さLの値のばらつきや注入
深さ、注入量のばらつきが生じ、それにより各メモリセ
ルのしきい値電圧Vt h がばらつくことになる。なお、
この場合、Lはボロン(B)がチャネリングを起こして
深く注入された場合のp+ 型不純物拡散領域60bのチ
ャネル長方向の長さを示している。
In this case, the way in which boron (B) penetrates differs depending on the difference in the crystal orientation of polysilicon and the existence of crystal grain boundaries. That is, the crystal grains in the orientation that causes channeling are likely to penetrate, and the other portions are less likely to penetrate. Also, the crystal grain boundary portion is easily penetrated. Therefore, there may be those that are deeply implanted in the p-type silicon substrate 51 and those that are not. As a result, as shown in FIG. 37, in each memory cell, variations in the value of the length L of the p + -type impurity diffusion region 60b in the channel length direction, variations in the implantation depth, and variations in the implantation amount occur. The threshold voltage V th of the cell varies. In addition,
In this case, L indicates the length of the p + -type impurity diffusion region 60b in the channel length direction when boron (B) is channeled and deeply implanted.

【0032】図38は、各メモリセルのしきい値電圧の
分布を示す図であり、縦軸にビット数、横軸にしきい値
電圧Vt h をとっている。図38に示すように、この場
合、しきい値電圧Vt h はV1 =1.5(V)の範囲内
でばらついているのがわかる。また、このとき分散は
0.2(V)となっている。このように、しきい値電圧
t h がばらつくことにより、たとえば消去後に、しき
い値電圧Vt h が負になるメモリセル(過消去状態のメ
モリセル)の存在可能性が増大する。この過消去状態の
メモリセルが存在することによって、データの読出時に
Yライン不良を引き起こすといった問題が生じる。
FIG. 38 is a diagram showing the threshold voltage distribution of each memory cell, in which the vertical axis represents the number of bits and the horizontal axis represents the threshold voltage V th . As shown in FIG. 38, in this case, it can be seen that the threshold voltage V th varies within the range of V 1 = 1.5 (V). At this time, the dispersion is 0.2 (V). Thus, by the threshold voltage V th varies, for example, after erasing, the possible presence of the memory cell threshold voltage V th is negative (the memory cell of the over-erased state) is increased. The existence of the memory cell in the over-erased state causes a problem of causing a Y-line defect when reading data.

【0033】この発明は、上記の課題を解決するために
なされたものであり、各メモリセル間におけるVt h
ばらつきを低減し得るフラッシュEEPROMの製造方
法を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a flash EEPROM capable of reducing the variation in V th between memory cells.

【0034】[0034]

【課題を解決するための手段】この発明は、電気的に書
込および消去が可能な半導体記憶装置の製造方法を前提
としている。まず、半導体基板の主表面上に第1の誘電
体膜を介在して電荷蓄積電極を形成し、この電荷蓄積電
極の上に第2の誘電体膜を介在して制御電極を形成す
る。そして、電荷蓄積電極を通過するようにBF2 を注
入することによって、少なくとも電荷蓄積電極の下の半
導体基板にp型不純物領域を形成する。
The present invention is premised on a method of manufacturing a semiconductor memory device capable of being electrically written and erased. First, a charge storage electrode is formed on the main surface of a semiconductor substrate with a first dielectric film interposed, and a control electrode is formed on this charge storage electrode with a second dielectric film interposed. Then, by implanting BF 2 so as to pass through the charge storage electrode, a p-type impurity region is formed at least in the semiconductor substrate below the charge storage electrode.

【0035】[0035]

【作用】この発明に基づく半導体記憶装置の製造方法に
よれば、BF2 を注入することによって、半導体基板に
p型不純物領域を形成する。BF2 は、ボロン(B)に
比べてチャネリングを起こしにくいので、結晶粒がチャ
ネリングを起こす方位にある場合とそうでない場合での
注入深さの差が小さくなる。このため、ボロン(B)を
注入した場合に比べて、各メモリセル間のしきい値電圧
t h のばらつきを低減することが可能となる。
According to the method of manufacturing the semiconductor memory device of the present invention, the p-type impurity region is formed in the semiconductor substrate by implanting BF 2 . Since BF 2 is less likely to cause channeling than boron (B), the difference in implantation depth between the case where the crystal grains are in the direction in which channeling occurs and the case where they do not occur becomes small. Therefore, it is possible to reduce variations in the threshold voltage V th between the memory cells, as compared with the case where boron (B) is injected.

【0036】[0036]

【実施例】以下に、この発明に基づく一実施例につい
て、図1ないし図18を用いて説明する。図1〜図14
は、この発明に基づく半導体記憶装置の製造方法の第1
〜第14工程を示す断面図である。なお、図1〜図14
は、主に図21におけるA−A線に沿った断面の一部に
相当する図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 14
Is a first method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention.
~ It is sectional drawing which shows 14th process. 1 to 14
FIG. 22 is a diagram mainly corresponding to a part of a cross section taken along line AA in FIG. 21.

【0037】まず図1を参照して、p型シリコン基板1
に、ボロン(B)を100KeV,1.0×101 3
cm2 の条件で注入する。そして、1180℃で6時間
不純物ドライブすることによりウェル(図示せず)を形
成する。次に、図2に示すように、p型半導体基板1の
主表面における素子分離領域に、熱酸化処理を施すこと
によって、膜厚7500Å程度の素子分離酸化膜2を形
成する。なお、図2において(I)図は、図21におけ
るA−A線に沿って見た断面の一部に相当する図であ
り、(II)図は、図21におけるC−C線に沿って見
た断面に相当する図である。
First, referring to FIG. 1, p-type silicon substrate 1
In addition, boron (B) was added to 100 KeV, 1.0 × 10 13 /
Inject under the condition of cm 2 . Then, a well (not shown) is formed by driving impurities at 1180 ° C. for 6 hours. Next, as shown in FIG. 2, an element isolation region on the main surface of p-type semiconductor substrate 1 is subjected to thermal oxidation treatment to form element isolation oxide film 2 having a film thickness of about 7500Å. Note that FIG. 2 (I) is a view corresponding to a part of a cross section taken along line AA in FIG. 21, and FIG. 2 (II) is taken along line CC in FIG. It is a figure corresponding to the cross section seen.

【0038】次に、図3に示すように、p型シリコン基
板1上全面に100Å程度の酸化膜3を形成し、その上
に、厚さ1000Å程度の第1のポリシリコン層4を形
成する。そして、この第1のポリシリコン層4の上にレ
ジスト7aを堆積する。このレジスト7aを用いて、フ
ォトリソグラフィと異方性エッチングによって、第1の
ポリシリコン層4を一定のピッチでビット線方向(縦方
向)にパターニングする。その後、レジスト7aを除去
する。
Next, as shown in FIG. 3, an oxide film 3 having a thickness of about 100 Å is formed on the entire surface of the p-type silicon substrate 1, and a first polysilicon layer 4 having a thickness of about 1000 Å is formed thereon. .. Then, a resist 7a is deposited on the first polysilicon layer 4. Using this resist 7a, the first polysilicon layer 4 is patterned at a constant pitch in the bit line direction (vertical direction) by photolithography and anisotropic etching. Then, the resist 7a is removed.

【0039】次に、図4を参照して、第1のポリシリコ
ン層4上に、CVD法を用いて膜厚100Å程度の酸化
膜を形成し、その上にCVD法を用いて膜厚100Å程
度の窒化膜を形成し、さらにその上にCVD法を用い
て、膜厚100Å程度の酸化膜を形成する。それによ
り、第1のポリシリコン層4上に層間絶縁層5が形成さ
れる。そして、この層間絶縁層5上に、厚さ2500Å
程度の第2のポリシリコン層6を形成し、この第2のポ
リシリコン層6上にレジスト7bを堆積する。
Next, referring to FIG. 4, an oxide film having a film thickness of about 100 Å is formed on the first polysilicon layer 4 by the CVD method, and a film thickness of 100 Å is formed thereon by the CVD method. A nitride film having a thickness of about 100 Å is formed on the nitride film by CVD. Thereby, interlayer insulating layer 5 is formed on first polysilicon layer 4. Then, on the interlayer insulating layer 5, a thickness of 2500Å
A second polysilicon layer 6 is formed to a certain extent, and a resist 7b is deposited on the second polysilicon layer 6.

【0040】そして、図5に示すように、フォトリソグ
ラフィを用いて、横方向(ワード線方向)に一定のピッ
チで線状にレジスト7bをパターニングし、このレジス
ト7bをマスクとして、第2のポリシリコン層6、その
下の層間絶縁層5および第1のポリシリコン層4を異方
性エッチングする。その結果、第1のポリシリコン層4
によりフローティングゲート電極4が形成され、第2の
ポリシリコン層6によりコントロールゲート電極6が形
成される。
Then, as shown in FIG. 5, the resist 7b is linearly patterned at a constant pitch in the lateral direction (word line direction) using photolithography, and the second poly is used as a mask. The silicon layer 6, the interlayer insulating layer 5 thereunder and the first polysilicon layer 4 are anisotropically etched. As a result, the first polysilicon layer 4
Thus, the floating gate electrode 4 is formed, and the second polysilicon layer 6 forms the control gate electrode 6.

【0041】次に、図6に示すように、メモリセルにお
けるドレイン拡散領域10となる領域をレジスト7cで
覆う。そして、このレジスト7cをマスクとして、ソー
ス拡散領域8となる領域に、砒素(As)を35Ke
V,1.0×101 6 /cm2 の条件で注入し、さら
に、図7に示すように、リン(P)を50KeV,5.
0×101 4 /cm2 の条件で注入する。それにより、
ソース拡散領域8を形成する。したがって、ソース拡散
領域8は、砒素(As)の注入によるn+ 型不純物拡散
領域8aとリン(P)の注入によるn- 型不純物拡散領
域8bとで構成されていることになる。
Next, as shown in FIG. 6, the region to be the drain diffusion region 10 in the memory cell is covered with a resist 7c. Then, using the resist 7c as a mask, arsenic (As) is added to the region serving as the source diffusion region 8 by 35 Ke.
V, 1.0 × 10 16 / cm 2 , and further, as shown in FIG. 7, phosphorus (P) was added at 50 KeV, 5.
The implantation is performed under the condition of 0 × 10 14 / cm 2 . Thereby,
The source diffusion region 8 is formed. Therefore, the source diffusion region 8 is composed of the n + -type impurity diffusion region 8a formed by implanting arsenic (As) and the n -type impurity diffusion region 8b formed by implanting phosphorus (P).

【0042】次に、図8に示すように、メモリセルのソ
ース拡散領域8をレジスト7dで覆う。そして、ドレイ
ン拡散領域10となる領域に、砒素(As)を35Ke
V,5.0×101 4 /cm2 の条件で注入する。さら
に、図9に示すように、しきい値電圧Vt h の制御のた
めの埋込p+ 型不純物拡散領域10bの形成のためのB
2 を、斜め45度回転イオン注入法を用いて、250
KeV,3×101 3 /cm2 の条件で注入する。それ
により、ドレイン拡散領域10を形成する。したがっ
て、ドレイン拡散領域10は、砒素(As)注入による
+ 型不純物拡散領域10aとBF2 注入によるp+
不純物拡散領域10bとで構成されていることになる。
Next, as shown in FIG. 8, the source diffusion region 8 of the memory cell is covered with a resist 7d. Then, 35 Ke of arsenic (As) is applied to the region to be the drain diffusion region 10.
Implant under the conditions of V, 5.0 × 10 14 / cm 2 . Further, as shown in FIG. 9, B for forming a buried p + -type impurity diffusion region 10b for controlling the threshold voltage V th.
F 2 was set to 250 by using the oblique 45 ° rotation ion implantation method.
Implantation is performed under the conditions of KeV and 3 × 10 13 / cm 2 . Thereby, the drain diffusion region 10 is formed. Therefore, the drain diffusion region 10 is composed of the n + -type impurity diffusion region 10a by arsenic (As) implantation and the p + -type impurity diffusion region 10b by BF 2 implantation.

【0043】ここで、BF2 を注入することによって、
+ 型不純物拡散領域10bを形成する場合について、
ボロン(B)を注入することによってp+ 型不純物拡散
領域60bを形成する場合と比較して、以下により詳し
く説明する。図15は、J.Appl.Phys.Vo
l.54,No.12,December 1983,
p6880に開示されたFig.1である。
Here, by injecting BF 2 ,
Regarding the case of forming the p + type impurity diffusion region 10b,
This will be described in more detail below in comparison with the case where the p + type impurity diffusion region 60b is formed by implanting boron (B). FIG. Appl. Phys. Vo
l. 54, No. 12, December 1983,
FIG. It is 1.

【0044】図15は、各元素(B,BF,BF2 )を
所定の条件で基板にイオン注入した場合の基板の深さ方
向における濃度分布を示す図であり、縦軸に濃度(cm
- 3 )、横軸に打込深さ(μm)をとっている。図15
に示すように、ボロン(B)(1)は、BF2 (2)よ
りも基板の深いところでの濃度が大きくなっているのが
わかる。すなわち、BF2 の方が、ボロン(B)よりも
チャネリングが小さいといえる。
FIG. 15 is a diagram showing the concentration distribution in the depth direction of the substrate when the elements (B, BF, BF 2 ) are ion-implanted into the substrate under predetermined conditions, and the concentration (cm) is plotted on the vertical axis.
-3 ), the horizontal axis shows the driving depth (μm). Figure 15
As shown in FIG. 5, it is understood that the concentration of boron (B) (1) is larger than that of BF 2 (2) at a deeper portion of the substrate. That is, it can be said that BF 2 has smaller channeling than boron (B).

【0045】図16は、BF2 を斜め45度回転イオン
注入することによって、p+ 型不純物拡散領域10bを
形成している様子を示す概念図である。図16を参照し
て、上述したように、BF2 の方がチャネリングが小さ
いため、ボロン(B)を注入した場合に比べてp型シリ
コン基板1深くまで打込まれる可能性が少ない。それに
より、フローティングゲート電極4越にp型シリコン基
板1に打込んだ場合も同様にチャネル長方向に深く打込
まれる可能性が少なくなる。
FIG. 16 is a conceptual diagram showing a state where the p + -type impurity diffusion region 10b is formed by implanting BF 2 by oblique 45-degree rotational ion implantation. As described above with reference to FIG. 16, since BF 2 has smaller channeling, it is less likely to be implanted deep into the p-type silicon substrate 1 as compared with the case where boron (B) is implanted. As a result, even when the p-type silicon substrate 1 is implanted over the floating gate electrode 4, the possibility of deep implantation in the channel length direction is similarly reduced.

【0046】その結果、メモリセル間のしきい値電圧V
t h のばらつきも小さくなる。なお、図16において、
Lはボロン(B)がチャネリングを起こして深く注入さ
れた場合のp+ 型不純物拡散領域60bのフローティン
グゲート電極4直下におけるp型シリコン基板1との界
面と、n+ 型不純物拡散領域10aのフローティングゲ
ート電極4直下における界面との間隔を示しており、L
1 はBF2 を注入した場合の上記の間隔を示している。
As a result, the threshold voltage V between the memory cells
The variation of th also becomes small. In addition, in FIG.
L is a floating region of the n + -type impurity diffusion region 10a and an interface between the p + -type impurity diffusion region 60b and the p-type silicon substrate 1 immediately below the floating gate electrode 4 when boron (B) is channeled and deeply implanted. The distance to the interface immediately below the gate electrode 4 is shown as L
1 shows the above-mentioned interval when BF 2 is injected.

【0047】図17は、BF2 を注入することによって
+ 型不純物拡散領域10bを形成した場合の各メモリ
セルのしきい値電圧Vt h の分布を示す図であり、縦軸
にビット数、横軸にしきい値電圧Vt h をとっている。
なお、この図は従来例の説明で用いた図38に対応する
図である。図17を参照して、各メモリセル間のしきい
値電圧Vt h のばらつきは、V2 =0.8(V)の範囲
内に収まっている。また、この場合の分散は0.13
(V)となっている。したがって、従来に比べ、しきい
値電圧Vt h のばらつきが著しく低減されていることが
わかる。それにより、過消去状態のメモリセルの存在可
能性が著しく低減し、読出時におけるYライン不良の発
生可能性を著しく低減することが可能となる。
FIG. 17 is a diagram showing the distribution of the threshold voltage V th of each memory cell when the p + -type impurity diffusion region 10b is formed by implanting BF 2 , with the vertical axis representing the number of bits, The horizontal axis represents the threshold voltage V th .
Note that this figure corresponds to FIG. 38 used in the description of the conventional example. Referring to FIG. 17, the variation in threshold voltage V th between memory cells is within the range of V 2 = 0.8 (V). The dispersion in this case is 0.13
(V). Therefore, it can be seen that the variation in the threshold voltage V th is significantly reduced as compared with the conventional case. As a result, the possibility of existence of over-erased memory cells is significantly reduced, and the possibility of Y-line defects during reading can be significantly reduced.

【0048】次に、図10に示すように、レジスト7d
を除去し、その後、CVD法を用いて、膜厚1500Å
程度の酸化膜を形成し、異方性エッチングを行なうこと
により、フローティングゲート電極4およびコントロー
ルゲート電極6の側面に側壁酸化膜11を形成する。そ
の後、図11に示すように、膜厚1500Å程度の酸化
膜12を全面に形成し、さらに膜厚500Å程度の窒化
膜13を形成する。
Next, as shown in FIG. 10, the resist 7d
Is removed, and then the film thickness is 1500Å by using the CVD method.
A side oxide film 11 is formed on the side surfaces of the floating gate electrode 4 and the control gate electrode 6 by forming an oxide film of a certain degree and performing anisotropic etching. Thereafter, as shown in FIG. 11, an oxide film 12 having a film thickness of about 1500Å is formed on the entire surface, and a nitride film 13 having a film thickness of about 500Å is further formed.

【0049】次に図12に示すように、窒化膜13上に
層間平坦化膜14を形成し、その上にレジスト15を堆
積する。このレジスト15をパターニングすることによ
って、開口部16を形成する。そして、パターニングさ
れたレジスト15をマスクとして等方性エッチングを行
なうことにより、テーパ形状の凹部17を有する層間平
坦化膜14を形成する。その後、図13に示すように、
レジスト15をマスクとして異方性エッチングを行なう
ことにより、ドレイン拡散領域10上に開口部を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 12, an interlayer flattening film 14 is formed on the nitride film 13, and a resist 15 is deposited thereon. By patterning the resist 15, the opening 16 is formed. Then, isotropic etching is performed using the patterned resist 15 as a mask to form the interlayer flattening film 14 having the tapered recess 17. Then, as shown in FIG.
Anisotropic etching is performed using the resist 15 as a mask to form an opening on the drain diffusion region 10.

【0050】次に、図14に示すように、上記の開口し
たドレイン拡散領域10上に、膜厚500Åのチタン膜
18を形成し、その上に膜厚5000Å程度のアルミニ
ウム合金膜19をスパッタリング法を用いて形成する。
そして、フォトリソグラフィと化学処理とを用いて、チ
タン膜18およびアルミニウム合金膜19をパターニン
グすることにより、ドレイン拡散領域10と電気的に接
続されたビット線が形成される。
Next, as shown in FIG. 14, a titanium film 18 having a film thickness of 500Å is formed on the drain diffusion region 10 having the opening, and an aluminum alloy film 19 having a film thickness of 5000Å is formed thereon by the sputtering method. Are formed by using.
Then, the titanium film 18 and the aluminum alloy film 19 are patterned by using photolithography and chemical treatment to form a bit line electrically connected to the drain diffusion region 10.

【0051】次に、図18を参照して、上述の実施例に
よって説明したこの発明に基づく半導体記憶装置の製造
方法を要約して説明する。
Next, with reference to FIG. 18, a method of manufacturing the semiconductor memory device according to the present invention described in the above embodiment will be summarized.

【0052】まず、所定の処理を施した半導体基板の主
表面上に、第1の誘電体膜を介して電荷蓄積電極を形成
する(ステップ20)。そして、この電荷蓄積電極の上
に、第2の誘電体膜を介して制御電極を形成する(ステ
ップ30)。その後、電荷蓄積電極を通過するように斜
め45度回転イオン注入法を用いてBF2 を注入し、少
なくとも電荷蓄積電極下の半導体基板にp型不純物領域
を形成する(ステップ40)。そして、その他の所定処
理を施した後、半導体記憶装置を製造する。
First, a charge storage electrode is formed on the main surface of a semiconductor substrate which has been subjected to a predetermined treatment, with a first dielectric film interposed (step 20). Then, a control electrode is formed on the charge storage electrode via the second dielectric film (step 30). After that, BF 2 is implanted by using the oblique 45 ° rotational ion implantation method so as to pass through the charge storage electrode, and a p-type impurity region is formed at least in the semiconductor substrate below the charge storage electrode (step 40). Then, after performing other predetermined processing, a semiconductor memory device is manufactured.

【0053】[0053]

【発明の効果】この発明によれば、半導体基板にBF2
を注入することによって、p型不純物領域を形成するの
で、ボロン(B)を用いてp型不純物領域を形成した場
合に比べて、チャネリングが起こりにくくなる。それに
より、各メモリセル間のしきい値電圧のばらつきを低減
することができ、過消去状態のメモリセルの発生可能性
を著しく低減することが可能となる。その結果、信頼性
の高い半導体記憶装置を提供することが可能となる。
According to the present invention, BF 2 is formed on the semiconductor substrate.
Since the p-type impurity region is formed by implanting, the channeling is less likely to occur as compared with the case where the p-type impurity region is formed by using boron (B). As a result, it is possible to reduce variations in the threshold voltage among the memory cells, and it is possible to significantly reduce the possibility of occurrence of over-erased memory cells. As a result, it is possible to provide a highly reliable semiconductor memory device.

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

【図1】この発明に基づく実施例の製造工程における第
1工程を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a first step in a manufacturing process of an embodiment according to the present invention.

【図2】この発明に基づく実施例の製造工程における第
2工程を示す断面図(I),(II)である。
FIG. 2 is sectional views (I) and (II) showing a second step in the manufacturing process of the embodiment according to the present invention.

【図3】この発明に基づく実施例の製造工程における第
3工程を示す断面図(I),(II)である。
FIG. 3 is sectional views (I) and (II) showing a third step in the manufacturing process of the embodiment according to the present invention.

【図4】この発明に基づく実施例の製造工程における第
4工程を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a fourth step in the manufacturing process of the embodiment according to the present invention.

【図5】この発明に基づく実施例の製造工程における第
5工程を示す断面図である。
FIG. 5 is a sectional view showing a fifth step in the manufacturing process of the embodiment according to the present invention.

【図6】この発明に基づく実施例の製造工程における第
6工程を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a sixth step in the manufacturing process of the embodiment according to the present invention.

【図7】この発明に基づく実施例の製造工程における第
7工程を示す断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing a seventh step of the manufacturing process of the embodiment according to the present invention.

【図8】この発明に基づく実施例の製造工程における第
8工程を示す断面図である。
FIG. 8 is a sectional view showing an eighth step in the manufacturing process of the embodiment according to the present invention.

【図9】この発明に基づく実施例の製造工程における第
9工程を示す断面図である。
FIG. 9 is a sectional view showing a ninth step in the manufacturing process of the embodiment according to the present invention.

【図10】この発明に基づく実施例の製造工程における
第10工程を示す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing a tenth step in the manufacturing process of the embodiment according to the present invention.

【図11】この発明に基づく実施例の製造工程における
第11工程を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the eleventh step in the manufacturing process of the embodiment according to the present invention.

【図12】この発明に基づく実施例の製造工程における
第12工程を示す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view showing a twelfth step in the manufacturing process of the embodiment according to the present invention.

【図13】この発明に基づく実施例の製造工程における
第13工程を示す断面図である。
FIG. 13 is a sectional view showing a thirteenth step in the manufacturing process of the example according to the present invention.

【図14】この発明に基づく実施例の製造工程における
第14工程を示す断面図である。
FIG. 14 is a sectional view showing a fourteenth step in the manufacturing process of the embodiment according to the present invention.

【図15】各元素(B,BF,BF2 )を所定の条件で
イオン注入した場合の基板の深さ方向の濃度分布を示す
図である。
FIG. 15 is a diagram showing the concentration distribution in the depth direction of the substrate when the elements (B, BF, BF 2 ) are ion-implanted under predetermined conditions.

【図16】BF2 を45度斜め回転イオン注入すること
によってp+ 型不純物拡散領域10bを形成している様
子を示す概念図である。
FIG. 16 is a conceptual diagram showing a state where ap + -type impurity diffusion region 10b is formed by implanting BF 2 by obliquely rotating ions at 45 degrees.

【図17】本発明に基づいて形成された各メモリセルの
しきい値電圧の分布を示す図である。
FIG. 17 is a diagram showing a threshold voltage distribution of each memory cell formed according to the present invention.

【図18】この発明に基づく半導体記憶装置の製造方法
を概略的に示す工程図である。
FIG. 18 is a process chart schematically showing a method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention.

【図19】従来のフラッシュEEPROMの一般的な構
成を示すブロック図である。
FIG. 19 is a block diagram showing a general configuration of a conventional flash EEPROM.

【図20】図28に示すメモリセルマトリックス100
の概略構成を示す等価回路図である。
FIG. 20 is a memory cell matrix 100 shown in FIG. 28.
2 is an equivalent circuit diagram showing a schematic configuration of FIG.

【図21】従来のフラッシュEEPROMを示す平面概
略図である。
FIG. 21 is a schematic plan view showing a conventional flash EEPROM.

【図22】図21におけるA−A線に沿って見た断面図
である。
22 is a sectional view taken along the line AA in FIG.

【図23】従来のフラッシュEEPROMの製造工程に
おける第1工程を示す断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view showing a first step in the manufacturing process of the conventional flash EEPROM.

【図24】従来のフラッシュEEPROMの製造工程に
おける第2工程を示す断面図(I),(II)である。
FIG. 24 is a sectional view (I), (II) showing a second step in the manufacturing process of the conventional flash EEPROM.

【図25】従来のフラッシュEEPROMの製造工程に
おける第3工程を示す断面図(I),(II)である。
FIG. 25 is a sectional view (I), (II) showing a third step in the manufacturing process of the conventional flash EEPROM.

【図26】従来のフラッシュEEPROMの製造工程に
おける第4工程を示す断面図である。
FIG. 26 is a cross-sectional view showing a fourth step in the manufacturing process of the conventional flash EEPROM.

【図27】従来のフラッシュEEPROMの製造工程に
おける第5工程を示す断面図である。
FIG. 27 is a cross-sectional view showing a fifth step in the manufacturing process of the conventional flash EEPROM.

【図28】従来のフラッシュEEPROMの製造工程に
おける第6工程を示す断面図である。
FIG. 28 is a cross-sectional view showing a sixth step in the manufacturing process of the conventional flash EEPROM.

【図29】従来のフラッシュEEPROMの製造工程に
おける第7工程を示す断面図である。
FIG. 29 is a cross-sectional view showing a seventh step in the manufacturing process of the conventional flash EEPROM.

【図30】従来のフラッシュEEPROMの製造工程に
おける第8工程を示す断面図である。
FIG. 30 is a cross-sectional view showing an eighth step in the manufacturing process of the conventional flash EEPROM.

【図31】従来のフラッシュEEPROMの製造工程に
おける第9工程を示す断面図である。
FIG. 31 is a cross-sectional view showing a ninth step in the manufacturing process of the conventional flash EEPROM.

【図32】従来のフラッシュEEPROMの製造工程に
おける第10工程を示す断面図である。
FIG. 32 is a sectional view showing a tenth step in the manufacturing process of the conventional flash EEPROM.

【図33】従来のフラッシュEEPROMの製造工程に
おける第11工程を示す断面図である。
FIG. 33 is a cross-sectional view showing the eleventh step in the manufacturing process of the conventional flash EEPROM.

【図34】従来のフラッシュEEPROMの製造工程に
おける第12工程を示す断面図である。
FIG. 34 is a sectional view showing a twelfth step in the manufacturing process of the conventional flash EEPROM.

【図35】従来のフラッシュEEPROMの製造工程に
おける第13工程を示す断面図である。
FIG. 35 is a sectional view showing a thirteenth step in the manufacturing process of the conventional flash EEPROM.

【図36】従来のフラッシュEEPROMの製造工程に
おける第14工程を示す断面図である。
FIG. 36 is a sectional view showing a fourteenth step in the manufacturing process of the conventional flash EEPROM.

【図37】ボロン(B)を注入することによってP+
不純物拡散領域を形成している様子を示す概念図であ
る。
FIG. 37 is a conceptual diagram showing a state of forming a P + -type impurity diffusion region by implanting boron (B).

【図38】従来の各メモリセルにおけるしきい値電圧V
t h の分布を示す図である。
FIG. 38 is a threshold voltage V of each conventional memory cell.
It is a figure which shows the distribution of th .

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,51 p型シリコン基板 3,12,53 酸化膜 4,54 フローティングゲート電極 5,55 層間絶縁層 6,56 コントロールゲート電極 8 ソース拡散領域 10 ドレイン拡散領域 8a,10a,58a,60a n+ 型不純物拡散領域 8b,58b n- 型不純物拡散領域 10b,60b p+ 型不純物拡散領域1,51 p-type silicon substrate 3,12,53 oxide film 4,54 floating gate electrode 5,55 interlayer insulating layer 6,56 control gate electrode 8 source diffusion region 10 drain diffusion region 8a, 10a, 58a, 60an + type Impurity diffusion region 8b, 58b n - type impurity diffusion region 10b, 60b p + type impurity diffusion region

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電気的に書込および消去可能な半導体記
憶装置の製造方法であって、 半導体基板の主表面上に第1の誘電体膜を介在して電荷
蓄積電極を形成する工程と、 前記電荷蓄積電極上に第2の誘電体膜を介在して制御電
極を形成する工程と、 前記電荷蓄積電極を通過するようにBF2 を注入するこ
とによって、少なくとも前記電荷蓄積電極の下の前記半
導体基板にp型不純物領域を形成する工程と、を備えた
半導体記憶装置の製造方法。
1. A method for manufacturing an electrically writable and erasable semiconductor memory device, which comprises forming a charge storage electrode on a main surface of a semiconductor substrate with a first dielectric film interposed. Forming a control electrode on the charge storage electrode with a second dielectric film interposed; and injecting BF 2 so as to pass through the charge storage electrode, so that the control electrode is formed at least under the charge storage electrode. And a step of forming a p-type impurity region on the semiconductor substrate.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5675167A (en) * 1994-11-24 1997-10-07 Nippondenso Co., Ltd. Enhancement-type semiconductor having reduced leakage current
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