JPH0629548A - 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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JPH0629548A
JPH0629548A JP4183555A JP18355592A JPH0629548A JP H0629548 A JPH0629548 A JP H0629548A JP 4183555 A JP4183555 A JP 4183555A JP 18355592 A JP18355592 A JP 18355592A JP H0629548 A JPH0629548 A JP H0629548A
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JP
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forming
film
insulation film
semiconductor device
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JP4183555A
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Shoichi Kimura
正一 木村
Hideki Misawa
秀樹 三澤
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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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
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • 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
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Abstract

(57)【要約】 【構成】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、基板上にフ
ィールド絶縁膜を形成する工程、前記基板の前記MOS
トランジスタを形成する領域上に第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、前記導体層をフォト及びエッチン
グ法により所定形にする工程、前記導体層、及び前記基
板の前記MOSトランジスタを形成する以外の領域上に
第2絶縁膜を形成する。 【効果】絶縁耐圧がよく欠陥密度の少ない前記第1絶縁
膜を形成し、フローティングゲート上の絶縁膜と半導体
記憶素子の駆動回路のトランジスタのゲート絶縁膜を同
時に形成することにより製造工程数を削減できる。

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(f)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
上に第1シリコン窒化膜を所定形に形成する。そして熱
酸化法を用いてフィールド絶縁膜202を600nmか
ら800nm程度形成する。そして前記第1窒化膜を除
去し、前記半導体基板201及び前記フィールド絶縁膜
202上の半導体記憶素子領域に第2シリコン窒化膜2
03を所定形に形成する。そして熱酸化法により前記半
導体基板201上に第1絶縁膜204を形成する。これ
を半導体記憶素子の周辺駆動回路のトランジスタのゲー
ト絶縁膜とする。
【0004】次に図2(b)の如く、前記第2窒化膜2
03を除去し、前記フィールド絶縁膜202及び前記第
1絶縁膜204上にシリコン窒化膜205を所定形に形
成する。そして熱酸化法により前記半導体基板201上
に第2絶縁膜206を形成する。前記第2絶縁膜206
はEPROMの場合は30nmから50nm、EEPR
OMの場合は10nmぐらいが適当であろう。これを半
導体記憶素子のゲート絶縁膜とする。
【0005】次に図2(c)の如く、前記シリコン窒化
膜205を除去し、前記フィールド絶縁膜202及び前
記第1絶縁膜204及び前記第2絶縁膜206上に第1
多結晶シリコン膜207を形成する。シランガスを約6
20度で熱分解して積層する化学気相成長法(以下CV
D法)により200nm程度形成するのが一般的であ
る。そして導体化する為にイオン注入法を用い燐もしく
は砒素等の導電性不純物を前記第1多結晶シリコン膜2
07に注入する。ドーズ量は1×1015atoms/c
2以上が良い。そしてフォト及びエッチング法により
前記第1多結晶シリコン膜207の不要な部分を取り除
く。
【0006】次に図2(d)の如く、前記フィールド絶
縁膜202及び前記第1絶縁膜204上にシリコ窒化膜
208を所定形に形成する。熱酸化法により前記第1多
結晶シリコン207上に第3絶縁膜209を形成する。
【0007】次に図2(e)の如く、前記シリコン窒化
膜208を除去し、前記フィールド絶縁膜202及び前
記第1絶縁膜204及び前記第3絶縁膜209上に第2
多結晶シリコン膜210を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導電性不純物を前記第2多結晶シリ
コン膜210に注入する。これもドーズ量は1×1015
atoms/cm2以上が良い。
【0008】次に図2(f)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。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211及びドレイン212、前記周辺回路のト
ランジスタのゲート電極のソース213及びドレイン2
14を形成する。
【0009】以上の工程が従来技術による半導体装置の
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、薄い絶縁膜上のシリコン窒化膜を前記薄い絶
縁膜に絶縁耐圧の劣化を引き起こすことなく除去する技
術がまだない為、前記第3シリコン窒化膜205と前記
第4シリコン窒化膜208を除去する際、前記第1絶縁
膜204にエッチングダメージを与え、絶縁耐圧が低
く、欠陥密度の大きな絶縁膜が形成されてしまう。ま
た、従来技術では前記第1絶縁膜204及び前記第2絶
縁膜206を形成するのに2回のシリコン窒化膜を形成
する必要があり、さらに前記第1絶縁膜204及び前記
第2絶縁膜206及び前記第3絶縁膜209を形成する
のに3回熱酸化を行わなければならないので製造工程数
が非常に長い。
【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、絶縁耐圧がよく欠
陥密度の少ない絶縁膜を形成し且つ半導体装置の製造工
程数を大幅に削減するところにある。
【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、基板上にフィールド絶縁膜を形成する工程、
前記基板の前記MOSトランジスタを形成する領域上に
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
をフォト及びエッチング法により所定形にする工程、前
記導体層及び前記半導体基板の前記MOSトランジスタ
を形成する以外の領域上に第2絶縁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(e)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。1000度
程度の乾燥雰囲気中で酸化を行うのが良いであろう。前
記第1絶縁膜103はEPROMの場合は30nm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104を堆積させる。そしてこ
の前記第1多結晶シリコン膜104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、1×1015
ら1×1016atoms・cm-2程度注入する。
【0016】そしてフォト及びエッチング法により前記
第1絶縁膜103及び前記第1多結晶シリコン膜104
の不要な部分を取り除く。
【0017】次に図1(c)の如く、熱酸化法により前
記第1多結晶シリコン104上に第2絶縁膜105、前
記半導体基板上に第3絶縁膜106を形成する。たとえ
ば、1000℃以上の酸素濃度20%以下の乾燥雰囲気
中で酸化する。
【0018】次に図1(d)の如く、第2多結晶シリコ
ン膜107を前記フィールド絶縁膜102及び前記第2
絶縁膜105及び 前記第3絶縁膜106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107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。
【0019】次に図1(e)の如く、フォト及びエッチ
ング法により、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。
【0020】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10
8及びドレイン109、前記周辺回路のトランジスタの
ゲート電極のソース110及びドレイン111を形成す
る。
【0021】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。
【0022】この様に、周辺回路のトランジスタのゲー
ト絶縁膜である前記第2絶縁膜106を前記第1多結晶
シリコン104を形成した後形成することにより、薄い
絶縁膜上のシリコン窒化膜を剥ぐ工程がなくなりエッチ
ングによるダメージがなくなるので、従来技術より絶縁
耐圧が良く欠陥密度の小さい前記第2絶縁膜106を形
成することができる。さらに前記第2絶縁膜105と前
記第3絶縁膜106を同時に形成することにより製造工
程数を大幅に削減ができる。本実施例の場合CVD工程
及びフォト工程及びエッチング工程がそれぞれ3回、熱
酸化工程が2回も削減できる。
【0023】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。
【0024】
【発明の効果】以上述べた様に、本発明によれば、フロ
ーティングゲート上の絶縁膜と半導体記憶素子の駆動回
路のトランジスタのゲート絶縁膜を同時に形成すること
により、従来技術より絶縁耐圧が良く欠陥密度の小さい
絶縁膜を形成することができ、半導体装置の製造工程数
を大幅に削減することができる。
【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絶縁膜 106 第3絶縁膜 107 第2多結晶シリコン膜 108 半導体記憶装置のソース 109 半導体記憶装置のドレイン 110 周辺回路トランジスタのソース 111 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2シリコン窒化膜 204 第1絶縁膜 205 第3シリコン窒化膜 206 第2絶縁膜 207 第1多結晶シリコン膜 208 第4シリコン窒化膜 209 第3絶縁膜 210 第2多結晶シリコン膜 211 半導体記憶装置のソース 212 半導体記憶装置のドレイン 213 周辺回路トランジスタのソース 214 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、基板上にフィールド絶縁膜を形成する工
    程、前記基板の前記MOSトランジスタを形成する領域
    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
    体層をフォト及びエッチング法により所定形にする工
    程、前記導体層、及び前記半導体基板の前記MOSトラ
    ンジスタを形成する以外の領域上に第2絶縁膜を形成す
    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絶縁膜は前記導体層及び前記半導
    体基板の前記MOSトランジスタを形成する以外の領域
    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。
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