JPH05343698A - 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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JPH05343698A
JPH05343698A JP14952692A JP14952692A JPH05343698A JP H05343698 A JPH05343698 A JP H05343698A JP 14952692 A JP14952692 A JP 14952692A JP 14952692 A JP14952692 A JP 14952692A JP H05343698 A JPH05343698 A JP H05343698A
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JP
Japan
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insulating film
film
polycrystalline silicon
forming
silicon film
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Application number
JP14952692A
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English (en)
Inventor
Shoichi Kimura
正一 木村
Hideki Misawa
秀樹 三澤
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 MOSトランジスタの特性の制御しきい値電
圧が変化する半導体装置の製造方法において、フローテ
ィングゲート上の絶縁膜を薄く形成し、且つ周辺回路の
トランジスタのゲート絶縁膜を形成する。 【構成】 半導体基板上にフィールド絶縁膜を形成する
工程、前記半導体基板上に第1絶縁膜を形成する工程、
前記フィールド絶縁膜及び前記第1絶縁膜上に導体層を
形成する工程、前記導体層上に第1シリコン膜を形成す
る工程、前記MOSトランジスタを形成する領域以外の
前記第1シリコン膜及び前記導体層を除去する工程、前
記第1シリコン膜及び前記半導体基板上に第2絶縁膜を
形成する工程、前記第2絶縁膜上に第2シリコン膜を形
成する工程、からなることを特徴とする。 【効果】 書き込み効率の良い半導体記憶素子を製造す
ることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
に記憶素子及びその駆動素子の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体記憶装置の製造方法は、図
2(a)〜図2(e)にある様であった。この工程を順
に追って説明していく。
【0003】まず、図2(a)の如く半導体基板201
上にシリコン窒化膜を所定形に形成する。そして熱酸化
を行いフィールド絶縁膜202を形成する。前記フィー
ルド絶縁膜202は600nmから800nm程度形成
する。前記窒化膜を除去し、熱酸化法により前記半導体
基板201上に第1絶縁膜203を形成する。たとえ
ば、1000度の酸素濃度40%の乾燥雰囲気中で酸化
する。前記第1絶縁膜203はEPROMの場合は30
nmから50nm、EEPROMの場合は10nmぐら
いが適当であろう。この前記第1絶縁膜203を半導体
記憶素子のゲート絶縁膜として用いる。
【0004】次に、図2(b)の如く、前記フィールド
絶縁膜202及び前記第1絶縁膜203上にCVD法に
より第1多結晶シリコン膜204を200nm程度形成
する。通常モノシランガスを620度前後で熱分解さ
せ、前記第1多結晶シリコン204を堆積させる。そし
てこの前記第1多結晶シリコン膜204を低抵抗化する
ために、たとえば5族の元素(たとえば燐元素や砒素な
ど導電性不純物)をイオン打ち込み法を用いて、1×1
15から1×1016atoms・cm-2程度注入する。
そしてフォト及びエッチング法により前記第1絶縁膜2
03及び前記第1多結晶シリコン膜204及び前記第1
絶縁膜203の不要な部分を取り除く。
【0005】次に図2(c)の如く、熱酸化法により前
記第1多結晶シリコン204上に第2絶縁膜205、前
記半導体基板上に第3絶縁膜206を形成する。例え
ば、1000℃の酸素濃度40%程度の乾燥雰囲気中で
酸化する。
【0006】次に図2(d)の如く、第2多結晶シリコ
ン膜207を前記フィールド絶縁膜202及び前記第2
絶縁膜205及び 前記第3絶縁膜206上にCVD法
により300nm程度形成する。そして導体化する為に
イオン注入法を用い燐もしくは砒素等の不純物を前記第
2多結晶シリコン膜207に注入する。たとえば5族の
元素(たとえば燐元素や砒素など導電性不純物)をイオ
ン打ち込み法を用いて、1×1015から1×1016at
oms・cm-2程度注入する。
【0007】次に図2(e)の如く、フォト及びエッチ
ング法により、前記第1絶縁膜204上の前記第2多結
晶シリコン210の不要な部分を除去する。これが周辺
回路のトランジスタのゲート電極になる。そして、フォ
ト及びエッチング法により、前記第1多結晶シリコン2
07及び前記第3絶縁膜209及び前記第2多結晶シリ
コン210の不要な部分を除去する。これが半導体記憶
素子のゲート電極になる。
【0008】最後にイオン打ち込み法を用い、燐や砒素
などの不純物を注入し前記半導体記憶素子のソース20
8及びドレイン209、前記周辺回路のトランジスタの
ゲート電極のソース210及びドレイン211を形成す
る。
【0009】以上の工程が従来技術の半導体装置の製造
方法である。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述の従来の
技術では、前記第2絶縁膜205及び前記第3絶縁膜2
06を熱酸化法を用いて同時に形成する際、前記半導体
基板201に比べ、導体層である前記第1多結晶シリコ
ン205の方が、不純物濃度が高いため酸化速度が速
く、前記第2絶縁膜205の膜厚が前記第3絶縁膜20
6に比べ2倍ほど厚くなってしまう。その為たとえば2
0nm程度の前記第3絶縁膜206を形成した場合、4
0nm程度の前記第2絶縁膜205が形成されてしま
い、前記半導体記憶素子の書き込み効率が悪くなってし
まうという問題点が生じる。前記第2絶縁膜は前記半導
体記憶素子の書き込み特性を良くするためにできるだけ
薄く形成したいが、前記第3絶縁膜206は周辺回路の
トランジスタのゲート絶縁膜として用いるので、薄くす
ることはできない。
【0011】そこで本発明はこの様な問題点を解決する
ものでその目的とするところは、フローティングゲート
上の絶縁膜を薄く形成し、且つ同時に周辺回路のトラン
ジスタのゲート絶縁膜も形成するところにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、フローティングゲートとコントロールゲート
とを有するMOS型トランジスタ構造をなし、前記フロ
ーティングゲートへの電荷の注入状態の如何によって、
前記コントロールゲートの前記MOSトランジスタの特
性の制御しきい値電圧が変化する半導体装置の製造方法
において、半導体基板上にフィールド絶縁膜を形成する
工程、前記半導体基板上に第1絶縁膜を形成する工程、
前記フィールド絶縁膜及び前記第1絶縁膜上に導体層を
形成する工程、前記導体層上に第1シリコン膜を形成す
る工程、前記MOSトランジスタを形成する領域以外の
前記第1シリコン膜及び前記導体層を除去する工程、前
記第1シリコン膜及び前記半導体基板上に第2絶縁膜を
形成する工程、前記第2絶縁膜上に第2シリコン膜を形
成する工程、からなることを特徴とする。
【0013】
【実施例】図1(a)から図1(f)は、本発明の1実
施例における半導体装置の製造方法の工程毎の主要断面
図である。なお、実施例の全図において、同一の機能を
有するものには、同一の符号を付け、その繰り返しの説
明は省略する。以下、図1(a)から図1(e)に従
い、順に説明していく。
【0014】まず図1(a)の如く、半導体基板101
上にシリコン窒化膜を所定形に形成する。そして熱酸化
を行いフィールド絶縁膜102を形成する。前記フィー
ルド絶縁膜102は600nmから800nm程度形成
する。前記窒化膜を除去し熱酸化法により前記半導体基
板101上に第1絶縁膜103を形成する。たとえば、
1000度の酸素濃度40%の乾燥雰囲気中で酸化す
る。前記第1絶縁膜103はEPROMの場合は30n
mから50nm、EEPROMの場合は10nmぐらい
が適当であろう。この前記第1絶縁膜103を半導体記
憶素子のゲート絶縁膜として用いる。
【0015】次に図1(b)の如く、前記フィールド絶
縁膜102及び前記第1絶縁膜103上にCVD法によ
り第1多結晶シリコン膜104を150nm程度形成す
る。通常モノシランガスを620度前後で熱分解させ、
前記第1多結晶シリコン104を堆積させる。次に、前
記第1多結晶シリコン膜104を低抵抗化するために例
えば5族の元素(たとえば燐元素や砒素など導電性不純
物)をイオン打ち込み法108を用いて、1×1015
ら1×1016atoms・cm-2程度注入する。
【0016】そして、前記第1多結晶シリコン104上
に第2多結晶シリコン105を50nm程度形成する。
通常モノシランガスを620度前後で熱分解させ、前記
第2多結晶シリコン105を堆積させる。
【0017】次に、図1(c)の如く,フォト及びエッ
チング法により前記第1多結晶シリコン膜104及び前
記第2多結晶シリコン膜105及び前記第1絶縁膜10
3の不要な部分を取り除く。
【0018】次に図1(d)の如く、熱酸化法により前
記第2多結晶シリコン膜105上に第2絶縁膜106、
前記半導体基板上に第3絶縁膜107を形成する。たと
えば、1000℃の酸素濃度40%程度の乾燥雰囲気中
で酸化する。
【0019】次に図1(e)の如く、第3多結晶シリコ
ン膜108を前記フィールド絶縁膜102及び前記第2
絶縁膜106及び 前記第3絶縁膜107上にCVD法
により300nm程度形成する。そして導体化する為に
イオン注入法を用い燐もしくは砒素等の不純物を前記第
3多結晶シリコン膜108に注入する。たとえば5族の
元素(たとえば燐元素や砒素など導電性不純物)をイオ
ン打ち込み法を用いて、1×1015から1×1016at
oms・cm-2程度注入する。
【0020】次に図1(f)の如く、フォト及びエッチ
ング法により、前記第3多結晶シリコン108の不要な
部分を除去する。これが周辺回路のトランジスタのゲー
ト電極になる。そして、フォト及びエッチング法によ
り、前記第1多結晶シリコン104及び前記第2多結晶
シリコン膜105及び前記第2絶縁膜105及び前記第
2多結晶シリコン107の不要な部分を除去する。これ
が半導体記憶素子のゲート電極になる。
【0021】最後にイオン打ち込み法により、燐や砒素
などの不純物を注入し前記半導体記憶素子のソース11
0及びドレイン111、前記周辺回路のトランジスタの
ゲート電極のソース112及びドレイン113を形成す
る。
【0022】以上の製造工程が本発明の一実施例の半導
体装置の製造方法である。
【0023】この様に、前記第1多結晶シリコン104
上の前記第2多結晶シリコン105を形成してから酸化
すると、不純物濃度が高い前記第1多結晶シリコン10
4を酸化するよりも酸化速度が遅い。したがって前記第
2絶縁膜106及び 前記第3絶縁膜107を同時に形
成した場合でも、前記第2絶縁膜106は厚くならず、
前記半導体記憶素子の書き込み効率が悪くなってしまう
ということがない。前記第2絶縁膜106は前記半導体
記憶素子の書き込み効率を良くするためにできるだけ薄
く形成したいということが、前記第3絶縁膜206は周
辺回路のトランジスタのゲート絶縁膜として用いても可
能となる。
【0024】以上本発明者によってなされた発明を、前
記実施例に基づき、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
ない範囲において、変形し得ることは勿論である。例え
ば前記導体層は金属膜でも同様の効果を得ることができ
る。また例えば本発明の製造方法は、前記第2絶縁膜1
06にONO膜(Si02/SiN/Si02)もしくは
NO膜(SiN/Si02)を用いた場合でも有効であ
る。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、導体層の上にシリコン
膜を形成させその上に絶縁膜を形成することにより、そ
の絶縁膜の酸化速度を遅くすることができる。従って周
辺回路のトランジスタのゲート絶縁膜をかねて形成して
も、その絶縁膜を薄く形成することができる。しいては
書き込み効率の良い半導体記憶素子を製造することが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の半導体装置の製造方法の一実施例を
工程順に説明するための主要断面図である。
【図2】 従来の半導体装置の製造方法を工程順に説明
するための主要断面図である。
【符号の説明】
101 半導体基板 102 フィールド絶縁膜 103 第1絶縁膜 104 第1多結晶シリコン膜 105 第2多結晶シリコン膜 106 第2絶縁膜 107 第3絶縁膜 108 第3多結晶シリコン膜 109 半導体記憶装置のソース 110 半導体記憶装置のドレイン 111 周辺回路トランジスタのソース 112 周辺回路トランジスタのドレイン 201 半導体基板 202 フィールド絶縁膜 203 第1絶縁膜ン窒化膜 204 第1多結晶シリコン膜 205 第2絶縁膜ン窒化膜 206 第3絶縁膜 207 第2多結晶シリコン膜 208 半導体記憶装置のソース 209 半導体記憶装置のドレイン 210 周辺回路トランジスタのソース 211 周辺回路トランジスタのドレイン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 フローティングゲートとコントロールゲ
    ートとを有するMOS型トランジスタ構造をなし、前記
    フローティングゲートへの電荷の注入状態の如何によっ
    て、前記コントロールゲートの前記MOSトランジスタ
    の特性の制御しきい値電圧が変化する半導体装置の製造
    方法において、半導体基板上にフィールド絶縁膜を形成
    する工程、前記半導体基板上に第1絶縁膜を形成する工
    程、前記フィールド絶縁膜及び前記第1絶縁膜上に導体
    層を形成する工程、前記導体層上に第1シリコン膜を形
    成する工程、前記MOSトランジスタを形成する領域以
    外の前記第1シリコン膜及び前記導体層を除去する工
    程、前記第1シリコン膜及び前記半導体基板上に第2絶
    縁膜を形成する工程、前記第2絶縁膜上に第2シリコン
    膜を形成する工程、からなることを特徴とする半導体装
    置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記導体層はシリコン膜を形成する工
    程、砒素やボロンやリンなどの導電性不純物を注入する
    工程からなることを特徴とする請求項1記載の半導体装
    置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記第2絶縁膜は、前記第1シリコン膜
    及び前記半導体基板を熱酸化する工程からなることを特
    徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
JP14952692A 1992-06-09 1992-06-09 半導体装置の製造方法 Pending JPH05343698A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100482765B1 (ko) * 2002-12-12 2005-04-14 주식회사 하이닉스반도체 플래쉬 메모리 소자의 플로팅 게이트 형성 방법

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