JPH0629550A - Manufacture of semiconductor nonvolatile storage - Google Patents

Manufacture of semiconductor nonvolatile storage

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JPH0629550A
JPH0629550A JP4202997A JP20299792A JPH0629550A JP H0629550 A JPH0629550 A JP H0629550A JP 4202997 A JP4202997 A JP 4202997A JP 20299792 A JP20299792 A JP 20299792A JP H0629550 A JPH0629550 A JP H0629550A
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JP
Japan
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gate electrode
film
semiconductor substrate
address
memory gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP4202997A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Toida
孝志 戸井田
Shoji Okabe
▲祥▼二 岡部
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Citizen Watch Co Ltd
Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent a phenomenon of weak writing from occurring by forming an impurity region of a conductivity type which is opposite to that of a semiconductor substrate on the semiconductor substrate of a region where an address gate electrode and a memory gate electrode overlap in first ion implantation process. CONSTITUTION:A vapor growth film 17 consisting of a silicon nitride film is etched without any etching mask. In this case, the etching speed of the vapor growth film 17 greatly differs between a plane part 17a and a side-wall part 17b and the etching speed of the side-wall part 17b is far than that of the plane part 17b by 10 times or more. Thus, the side-wall part 17b of the vapor growth film 17 is etched selectively and the slide of a side-wall opening 19 is formed. Then, an impurity whose conductivity type is N, for example arsenic, is introduced into a semiconductor substrate 11 via the side-wall opening 19, thus informing an impurity region 21.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、電気的に情報の書換え
が可能な半導体不揮発性記憶装置の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device capable of electrically rewriting information.

【0002】[0002]

【従来の技術】電気的に情報の書換えが可能な半導体不
揮発性記憶装置としては、たとえば特開平2−1109
66号公報に記載のMNOS(金属−窒化シリコン膜−
酸化シリコン膜−半導体)型の記憶素子や、このMNO
S型の記憶素子の第2層のメモリゲート絶縁膜である窒
化シリコン膜上にさらに酸化シリコン膜を形成し、メモ
リゲート電極側からのキャリアの注入を防ぐのに充分な
バリア高さを有する第3層のメモリゲート絶縁膜を備え
る、たとえば特開平3−41775号公報に記載のMO
NOS(金属−酸化シリコン膜−窒化シリコン膜−酸化
シリコン膜−半導体)型の記憶素子が従来知られてい
る。
2. Description of the Related Art As a semiconductor nonvolatile memory device capable of electrically rewriting information, for example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2-1109.
MNOS (metal-silicon nitride film-
Silicon oxide film-semiconductor) type memory element and this MNO
A silicon oxide film is further formed on the silicon nitride film that is the second-layer memory gate insulating film of the S-type storage element, and has a barrier height sufficient to prevent injection of carriers from the memory gate electrode side. An MO having a three-layer memory gate insulating film is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-41775.
A NOS (metal-silicon oxide film-silicon nitride film-silicon oxide film-semiconductor) type storage element is conventionally known.

【0003】これらMNOS型記憶素子やMONOS型
記憶素子からなるメモリトランジスタをマトリクス上に
配列してメモリアレイとするときは、情報の書き換え時
の高電圧印加によって発生する誤動作を防止するため
に、MOS(金属−酸化シリコン膜−半導体)トランジ
スタからなるアドレス選択用のアドレストランジスタを
設けるメモリセル構造が必要になる。
When the memory transistors composed of these MNOS type storage elements and MONOS type storage elements are arranged in a matrix to form a memory array, in order to prevent malfunction caused by application of a high voltage at the time of rewriting information, a MOS is used. A memory cell structure having an address transistor for address selection composed of (metal-silicon oxide film-semiconductor) transistor is required.

【0004】このアドレストランジスタとメモリトラン
ジスタとを備えるメモリセルの断面構造を図5に示す。
FIG. 5 shows a sectional structure of a memory cell including the address transistor and the memory transistor.

【0005】図5の断面図に示すように、メモリセル
は、アドレス選択用のアドレストランジスタ31と、情
報の記憶を行うメモリトランジスタ33との2つのトラ
ンジスタで構成する。
As shown in the sectional view of FIG. 5, the memory cell is composed of two transistors, an address transistor 31 for address selection and a memory transistor 33 for storing information.

【0006】さらにメモリセルは、半導体基板11に設
けるソース領域37と、ドレイン領域39と、メモリト
ランジスタ33とアドレストランジスタ31との間に設
ける不純物層35とを備える。
The memory cell further includes a source region 37 provided on the semiconductor substrate 11, a drain region 39, and an impurity layer 35 provided between the memory transistor 33 and the address transistor 31.

【0007】この図5に示すメモリセル構造において、
情報の書き換えを行うときの高電圧(以下Vppと記載
する)が、ドレイン領域39に印加されると、このドレ
イン領域39近傍のメモリトランジスタ33のメモリゲ
ート絶縁膜23に損傷を与える。
In the memory cell structure shown in FIG. 5,
When a high voltage (hereinafter referred to as Vpp) for rewriting information is applied to the drain region 39, the memory gate insulating film 23 of the memory transistor 33 near the drain region 39 is damaged.

【0008】この結果、半導体不揮発性記憶装置の書き
換え回数の制限や、メモリゲート絶縁膜23に絶縁破壊
を生じるという問題点がある。
As a result, there are problems that the number of times of rewriting of the semiconductor nonvolatile memory device is limited and that the memory gate insulating film 23 suffers a dielectric breakdown.

【0009】そこで上記の問題点を解決するために、図
6に示すメモリセル構造が提案されている。
Therefore, in order to solve the above problems, a memory cell structure shown in FIG. 6 has been proposed.

【0010】この図6に示すメモリセルは、半導体基板
11に、アドレスゲート絶縁膜13を介して一対のアド
レスゲート電極15を設け、この2つのアドレスゲート
電極15に一部が重なるように、メモリゲート絶縁膜2
3を介して、メモリゲート電極27を設ける。
In the memory cell shown in FIG. 6, a pair of address gate electrodes 15 are provided on a semiconductor substrate 11 with an address gate insulating film 13 interposed therebetween, and the two address gate electrodes 15 partially overlap each other. Gate insulating film 2
A memory gate electrode 27 is provided via

【0011】さらにこのメモリゲート電極27とアドレ
スゲート電極15との整合した領域の半導体基板11に
ソースドレイン領域29を設ける。
Further, a source / drain region 29 is provided on the semiconductor substrate 11 in a region where the memory gate electrode 27 and the address gate electrode 15 are aligned with each other.

【0012】この図6に示すメモリセル構造において
は、メモリゲート電極27にVppを印加したとき、こ
のメモリゲート電極27の近傍には、ソースドレイン領
域29が存在しない。このためにVppを印加しても、
メモリゲート絶縁膜23は、電界集中による損傷を受け
ない。
In the memory cell structure shown in FIG. 6, when Vpp is applied to memory gate electrode 27, source / drain region 29 does not exist near memory gate electrode 27. Therefore, even if Vpp is applied,
The memory gate insulating film 23 is not damaged by electric field concentration.

【0013】しかしながら、アドレスゲート電極15と
メモリゲート電極27とは、絶縁分離を行う必要があ
る。
However, the address gate electrode 15 and the memory gate electrode 27 need to be insulated and separated.

【0014】このためアドレスゲート電極15とメモリ
ゲート電極27との間には、必ず絶縁分離膜に相当する
隙間、すなわちアドレスゲート絶縁膜13の膜厚に対応
する隙間が存在する。
Therefore, a gap corresponding to the insulating separation film, that is, a gap corresponding to the film thickness of the address gate insulating film 13 always exists between the address gate electrode 15 and the memory gate electrode 27.

【0015】この結果、アドレスゲート電極15下の半
導体基板11と、メモリゲート電極27下の半導体基板
11との境界領域には、チャネルが形成されない領域
(図示せず)が、わずかながら存在することになる。
As a result, in the boundary region between the semiconductor substrate 11 under the address gate electrode 15 and the semiconductor substrate 11 under the memory gate electrode 27, there is a small region (not shown) where no channel is formed. become.

【0016】メモリゲート電極27にVppを印加して
も、記憶している情報を変化させたくないとき、すなわ
ち書き込み阻止を行いたいときは、たとえばアドレスゲ
ート電極15にVpp、ソースドレイン領域29にもV
pp、半導体基板11には零ボルトをそれぞれ印加す
る。
When it is desired not to change the stored information even if Vpp is applied to the memory gate electrode 27, that is, to prevent writing, for example, Vpp is applied to the address gate electrode 15 and the source / drain region 29 is also applied. V
pp and 0 V are applied to the semiconductor substrate 11, respectively.

【0017】このようにすることにより、メモリゲート
電極27下の半導体基板11表面に形成するチャネル領
域との電位差が最小となり、書き込みは行われない。
By doing so, the potential difference with the channel region formed on the surface of the semiconductor substrate 11 under the memory gate electrode 27 is minimized, and writing is not performed.

【0018】しかしながら、アドレスゲート電極15下
の半導体基板11と、メモリゲート電極27下の半導体
基板11との境界領域に存在する空乏層により、電圧降
下が若干生じる。
However, the depletion layer existing in the boundary region between the semiconductor substrate 11 under the address gate electrode 15 and the semiconductor substrate 11 under the memory gate electrode 27 causes a slight voltage drop.

【0019】このためメモリゲート電極27と、このメ
モリゲート電極27下のチャネル領域との間に電位差を
生じ、ごく弱い書き込みが行われる。
Therefore, a potential difference is generated between the memory gate electrode 27 and the channel region under the memory gate electrode 27, and extremely weak writing is performed.

【0020】この結果、半導体不揮発性記憶装置の信頼
性が損なわれるという課題がある。
As a result, there is a problem that the reliability of the semiconductor nonvolatile memory device is impaired.

【0021】この課題を解決するために、たとえば特開
平3−177074号公報に記載の半導体不揮発性記憶
装置の製造方法が提案されている。この公報に記載の製
造方法を図7から図11の断面図を用いて説明する。
In order to solve this problem, for example, a method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device has been proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-177074. The manufacturing method described in this publication will be described with reference to the sectional views of FIGS.

【0022】まず図7に示すように、導電型がP型の半
導体基板11に、アドレスゲート絶縁膜13を介して、
2つのアドレスゲート電極15を形成する。このアドレ
スゲート電極15には、高濃度にリンを導入する。
First, as shown in FIG. 7, a semiconductor substrate 11 having a P-type conductivity is provided with an address gate insulating film 13 interposed therebetween.
Two address gate electrodes 15 are formed. A high concentration of phosphorus is introduced into the address gate electrode 15.

【0023】その後、イオン注入法を用いて、アドレス
ゲート電極15の整合した領域の半導体基板11にN型
の不純物としてリンを導入して、半導体基板11と逆導
電型の第1の不純物導入領域41を形成する。
Then, ion implantation is used to introduce phosphorus as an N-type impurity into the semiconductor substrate 11 in the aligned region of the address gate electrode 15 to form a first impurity introduction region of the opposite conductivity type to the semiconductor substrate 11. 41 is formed.

【0024】つぎに図8に示すように、酸化処理を行
い、半導体基板11表面とアドレスゲート電極15の表
面とに酸化膜45を形成する。
Next, as shown in FIG. 8, an oxidation process is performed to form an oxide film 45 on the surface of the semiconductor substrate 11 and the surface of the address gate electrode 15.

【0025】この酸化膜45は、アドレスゲート電極1
5の表面ではリンを含む酸化シリコン膜となり、半導体
基板11表面では酸化シリコン膜となる。酸化膜45の
厚さは、アドレスゲート電極15の表面のリンを含む酸
化シリコン膜が、半導体基板11の表面の酸化シリコン
膜より数倍厚くなる。
This oxide film 45 is formed on the address gate electrode 1
A silicon oxide film containing phosphorus is formed on the surface of No. 5, and a silicon oxide film is formed on the surface of the semiconductor substrate 11. Regarding the thickness of the oxide film 45, the silicon oxide film containing phosphorus on the surface of the address gate electrode 15 is several times thicker than the silicon oxide film on the surface of the semiconductor substrate 11.

【0026】その後、イオン注入法を用いて、第1の不
純物導入領域41と逆導電型を有する不純物であるボロ
ンを半導体基板11に導入する。
After that, boron, which is an impurity having a conductivity type opposite to that of the first impurity introduction region 41, is introduced into the semiconductor substrate 11 by the ion implantation method.

【0027】この結果、アドレスゲート電極15の側面
に形成した酸化膜45の整合した領域の半導体基板11
に第2の不純物導入領域41を形成する。アドレスゲー
ト電極15側面の酸化膜45下の領域には、ボロンは導
入されないので、第1の不純物導入領域41は残存す
る。
As a result, the semiconductor substrate 11 in the region where the oxide film 45 formed on the side surface of the address gate electrode 15 is aligned.
A second impurity introduction region 41 is formed in the. Since boron is not introduced into the region below the oxide film 45 on the side surface of the address gate electrode 15, the first impurity introduction region 41 remains.

【0028】つぎに図9に示すように、半導体基板11
上の酸化膜45をフッ酸水溶液を用いて除去する。前述
のように、アドレスゲート電極15表面の酸化膜45
は、半導体基板11上の酸化膜45より膜厚が厚い。こ
のため、半導体基板11上の酸化膜45を、フッ酸水溶
液を用いて除去しても、アドレスゲート電極15表面の
酸化膜45は、除去されずに残存する。
Next, as shown in FIG. 9, the semiconductor substrate 11
The upper oxide film 45 is removed using a hydrofluoric acid aqueous solution. As described above, the oxide film 45 on the surface of the address gate electrode 15 is formed.
Is thicker than the oxide film 45 on the semiconductor substrate 11. Therefore, even if the oxide film 45 on the semiconductor substrate 11 is removed using a hydrofluoric acid aqueous solution, the oxide film 45 on the surface of the address gate electrode 15 remains without being removed.

【0029】つぎに図10に示すように、メモリゲート
絶縁膜23を形成する。このメモリゲート絶縁膜23
は、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜と酸化シリコン
膜、あるいは酸化シリコン膜と窒化シリコン膜との積層
膜で構成する。
Next, as shown in FIG. 10, a memory gate insulating film 23 is formed. This memory gate insulating film 23
Is composed of a silicon oxide film, a silicon nitride film and a silicon oxide film, or a laminated film of a silicon oxide film and a silicon nitride film.

【0030】その後、多結晶シリコン膜からなるメモリ
ゲート電極材料25を形成する。
After that, a memory gate electrode material 25 made of a polycrystalline silicon film is formed.

【0031】つぎに図11に示すように、メモリゲート
電極材料25とメモリゲート絶縁膜23とをエッチング
して、メモリゲート電極27とメモリゲート絶縁膜23
とをパターニングする。
Next, as shown in FIG. 11, the memory gate electrode material 25 and the memory gate insulating film 23 are etched to form the memory gate electrode 27 and the memory gate insulating film 23.
And pattern.

【0032】その後、半導体基板11にN型の不純物と
して砒素を導入し、ソースドレイン領域29を形成す
る。
After that, arsenic is introduced into the semiconductor substrate 11 as an N-type impurity to form source / drain regions 29.

【0033】[0033]

【発明が解決しようとする課題】図7から図11を用い
て説明した半導体不揮発性記憶装置の製造方法において
は、アドレスゲート電極15とメモリゲート電極27と
が重なった領域の下の半導体基板11には、この半導体
基板11と逆導電型の第1の不純物導入領域41を形成
している。このため充分な書き込み阻止性能が得られる
という効果を備えている。
In the method of manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device described with reference to FIGS. 7 to 11, the semiconductor substrate 11 below the region where the address gate electrode 15 and the memory gate electrode 27 overlap each other. In this region, a first impurity introduction region 41 having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate 11 is formed. Therefore, there is an effect that sufficient write blocking performance can be obtained.

【0034】しかしながら図7から図11に示す半導体
不揮発性記憶装置の製造方法においては、アドレスゲー
ト電極15とメモリゲート電極27とが重なった領域の
半導体基板11に第1の不純物導入領域41を形成する
ために、2回のイオン注入工程を必要とする。
However, in the method of manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device shown in FIGS. 7 to 11, the first impurity introduction region 41 is formed in the semiconductor substrate 11 in the region where the address gate electrode 15 and the memory gate electrode 27 overlap. To do so, two ion implantation steps are required.

【0035】すなわち、アドレスゲート電極15の側壁
下の半導体基板11に形成する第1の不純物導入領域4
1を形成するための第1のイオン注入工程(図7)と、
アドレスゲート電極15とメモリゲート電極27とが重
なった領域の半導体基板11に形成した第1の不純物導
入領域41以外の不純物を補償して、第2の不純物導入
領域43を形成するための第2のイオン注入工程(図
8)との、2回のイオン注入工程を行う必要がある。
That is, the first impurity introduction region 4 formed in the semiconductor substrate 11 below the side wall of the address gate electrode 15.
A first ion implantation step (FIG. 7) for forming 1;
Second for forming the second impurity introduction region 43 by compensating for impurities other than the first impurity introduction region 41 formed in the semiconductor substrate 11 in the region where the address gate electrode 15 and the memory gate electrode 27 overlap each other. The ion implantation step (FIG. 8) and the ion implantation step of FIG.

【0036】本発明の目的は、上記課題を解決して、1
回のイオン注入工程でアドレスゲート電極側壁下の半導
体基板に、この半導体基板と逆導電型を有する不純物導
入領域を形成することが可能な半導体不揮発性記憶装置
の製造方法を提供することにある。
The object of the present invention is to solve the above problems by
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device capable of forming an impurity introduction region having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate under the side wall of the address gate electrode in a single ion implantation step.

【0037】上記目的を達成するために、本発明の半導
体不揮発性記憶装置の製造方法は下記記載の工程を採用
する。
In order to achieve the above object, the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device of the present invention employs the following steps.

【0038】本発明の半導体不揮発性記憶装置の製造方
法は、第1導電型の半導体基板にアドレスゲート絶縁膜
を介して一対のアドレスゲート電極を形成し、全面に減
圧雰囲気中での化学気相成長法により気相成長膜を形成
する工程と、アドレスゲート電極の側壁の気相成長膜を
選択的に除去して側壁開口を形成し、側壁開口内の半導
体基板にイオン注入法により第2導電型の不純物を導入
して不純物領域を形成する工程と、メモリゲート絶縁膜
とメモリゲート電極材料とを形成する工程と、ホトエッ
チングによりメモリゲート電極を形成し、さらに第2導
電型の不純物を半導体基板に導入してソースドレイン領
域を形成する工程とを有することを特徴とする。
According to the method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, a pair of address gate electrodes are formed on a first conductivity type semiconductor substrate through an address gate insulating film, and the entire surface is subjected to chemical vapor deposition in a reduced pressure atmosphere. A step of forming a vapor phase growth film by a growth method, and a side wall opening is formed by selectively removing the vapor phase growth film on the side wall of the address gate electrode, and a second conductive film is formed in the side wall opening by an ion implantation method. Type impurity is introduced to form an impurity region, a memory gate insulating film and a memory gate electrode material are formed, a memory gate electrode is formed by photoetching, and a second conductivity type impurity is added to the semiconductor. Forming a source / drain region on the substrate.

【0039】[0039]

【実施例】以下図面を用いて本発明における半導体不揮
発性記憶装置の製造方法を説明する。図1から図4は本
発明の半導体不揮発性記憶装置の製造方法を工程順に示
す断面図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 are cross-sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device of the present invention in the order of steps.

【0040】まず図1に示すように、導電型がP型のシ
リコンからなる半導体基板11を酸素雰囲気中で熱処理
を行うことにより、酸化シリコン膜からなる膜厚35n
mのアドレスゲート絶縁膜13を形成する。
First, as shown in FIG. 1, a semiconductor substrate 11 made of silicon having a conductivity type of P is heat-treated in an oxygen atmosphere to form a film having a thickness of 35 n made of a silicon oxide film.
An address gate insulating film 13 of m is formed.

【0041】その後、モノシランを反応ガスとする化学
気相成長法により、多結晶シリコン膜からなる膜厚40
0nmのアドレスゲート電極材料14を形成する。
After that, a film thickness 40 of a polycrystalline silicon film is formed by a chemical vapor deposition method using monosilane as a reaction gas.
An address gate electrode material 14 of 0 nm is formed.

【0042】その後、このアドレスゲート電極材料14
に、たとえば不活性ガス希釈の酸素とホスフィン(PH
3 )との混合ガス雰囲気中で熱処理を行い、多結晶シリ
コン膜からなるアドレスゲート電極材料14にN型の不
純物であるリンを導入する。
Thereafter, this address gate electrode material 14
For example, oxygen and phosphine (PH
Heat treatment is performed in a mixed gas atmosphere with 3 ) to introduce phosphorus, which is an N-type impurity, into the address gate electrode material 14 made of a polycrystalline silicon film.

【0043】その後、感光性樹脂(図示せず)を全面に
回転塗布法により形成し、所定のホトマスクを用いて露
光、現像処理を行い感光性樹脂をパターニングし、さら
にこのパターニングした感光性樹脂をエッチングマスク
として、アドレスゲート電極材料14をエッチングす
る、いわゆるホトエッチングにより、アドレスゲート電
極15を形成する。
After that, a photosensitive resin (not shown) is formed on the entire surface by a spin coating method, exposed and developed using a predetermined photomask to pattern the photosensitive resin, and the patterned photosensitive resin is applied. The address gate electrode 15 is formed by so-called photo-etching in which the address gate electrode material 14 is etched as an etching mask.

【0044】この多結晶シリコン膜からなるアドレスゲ
ート電極材料14のエッチングは、六フッ化イオウ(S
6 )をエッチングガスとして用いる異方性イオンエッ
チング法により行う。
The etching of the address gate electrode material 14 made of this polycrystalline silicon film is performed by sulfur hexafluoride (S
An anisotropic ion etching method using F 6 ) as an etching gas is used.

【0045】その後、減圧雰囲気中の化学気相成長法、
たとえばプラズマ化学気相成長法により、気相成長膜1
7として、膜厚が400nmの窒化シリコン膜を全面に
形成する。
After that, a chemical vapor deposition method in a reduced pressure atmosphere,
For example, by the plasma chemical vapor deposition method, the vapor deposition film 1
As 7, a silicon nitride film having a film thickness of 400 nm is formed on the entire surface.

【0046】この窒化シリコン膜からなる気相成長膜1
7を化学気相成長法で形成するときの反応ガスとして
は、アンモニアとジクロルシランとの混合ガスを用い
る。
Vapor phase growth film 1 made of this silicon nitride film
A mixed gas of ammonia and dichlorosilane is used as a reaction gas when forming 7 by the chemical vapor deposition method.

【0047】つぎに図2に示すように、窒化シリコン膜
からなる気相成長膜17を、エッチングマスクなしにエ
ッチングして、側壁開口19を形成する。
Next, as shown in FIG. 2, the vapor phase growth film 17 made of a silicon nitride film is etched without an etching mask to form sidewall openings 19.

【0048】この気相成長膜17のエッチングは、反応
性イオンエッチング装置を用い、反応ガスとして六フッ
化イオウとヘリウムと三フッ化メタンとの混合ガスを用
いて行う。
The vapor phase growth film 17 is etched by using a reactive ion etching device and a mixed gas of sulfur hexafluoride, helium and trifluoromethane as a reaction gas.

【0049】前述のエッチング条件でエッチングする
と、気相成長膜17は、平面部17aと側壁部17bと
でエッチング速度は大きく異なり、側壁部17bのほう
が平面部17aに比較して、10倍以上エッチング速度
が大きい。
When the vapor phase growth film 17 is etched under the above-described etching conditions, the etching rates of the flat surface portion 17a and the side wall portion 17b are significantly different, and the side wall portion 17b is etched 10 times or more as compared with the flat surface portion 17a. The speed is high.

【0050】この結果、気相成長膜17の側壁部17b
が優先的にエッチングされ、側壁開口19を形成するこ
とができる。
As a result, the side wall portion 17b of the vapor phase growth film 17 is formed.
Can be preferentially etched to form sidewall openings 19.

【0051】この気相成長膜17が、平面部17aと側
壁部17bとでエッチング速度が大きく異なる現象は、
以下に記載する理由による。
The phenomenon in which the etching rate of the vapor phase growth film 17 differs greatly between the flat surface portion 17a and the side wall portion 17b is as follows.
The reason is as follows.

【0052】すなわち減圧雰囲気中での化学気相成長法
においては、被膜堆積に関与する活性種は、一定方向か
ら半導体基板11に到達する。このため平面部17aと
側壁部17bとでは、気相成長膜17の被膜堆積機構に
違いが生じ、平面部17aと側壁部17bとでエッチン
グ速度が異なる現象が発生する。
That is, in the chemical vapor deposition method in a reduced pressure atmosphere, the active species involved in film deposition reach the semiconductor substrate 11 from a fixed direction. Therefore, the flat surface portion 17a and the side wall portion 17b have different film deposition mechanisms of the vapor phase growth film 17, and a phenomenon occurs in which the flat surface portion 17a and the side wall portion 17b have different etching rates.

【0053】なお側壁開口19の開口寸法は、気相成長
膜17の膜厚によって制御することができる。
The opening size of the side wall opening 19 can be controlled by the film thickness of the vapor phase growth film 17.

【0054】その後、イオン注入法により導電型がN型
の不純物として、たとえば砒素を側壁開口19を介して
半導体基板11に導入し、不純物領域21を形成する。
イオン注入法による砒素のイオン注入量は、1013から
1014atoms/cm2 程度とする。
After that, arsenic, for example, as an N type conductivity type impurity is introduced into the semiconductor substrate 11 through the side wall opening 19 by the ion implantation method to form the impurity region 21.
The ion implantation amount of arsenic by the ion implantation method is set to about 10 13 to 10 14 atoms / cm 2 .

【0055】その後、気相成長膜17を除去する。この
窒化シリコン膜からなる気相成長膜17の除去は、加熱
したリン酸を用いて行う。
After that, the vapor growth film 17 is removed. The vapor phase growth film 17 made of the silicon nitride film is removed using heated phosphoric acid.

【0056】つぎに図3に示すように、酸化シリコン膜
と窒化シリコン膜と酸化シリコン膜とからなるメモリゲ
ート絶縁膜23を形成する。
Next, as shown in FIG. 3, a memory gate insulating film 23 composed of a silicon oxide film, a silicon nitride film and a silicon oxide film is formed.

【0057】半導体基板11上に形成する第1層のメモ
リゲート絶縁膜23である酸化シリコン膜は、酸化雰囲
気中で温度900℃で熱処理を行い、半導体基板11上
で膜厚が2.1nmの酸化シリコン膜からなる第1層の
メモリゲート絶縁膜23を形成する。
The silicon oxide film which is the first layer memory gate insulating film 23 formed on the semiconductor substrate 11 is heat-treated at a temperature of 900 ° C. in an oxidizing atmosphere to have a film thickness of 2.1 nm on the semiconductor substrate 11. A first layer memory gate insulating film 23 made of a silicon oxide film is formed.

【0058】第2層のメモリゲート絶縁膜23である窒
化シリコン膜は、アンモニアとジクロルシランとを反応
ガスとする化学気相成長法により、膜厚が14nmの窒
化シリコン膜からなる第2層のメモリゲート絶縁膜23
を形成する。
The silicon nitride film, which is the memory gate insulating film 23 of the second layer, is formed by a chemical vapor deposition method using ammonia and dichlorosilane as a reaction gas, and the second layer memory is a silicon nitride film having a thickness of 14 nm. Gate insulating film 23
To form.

【0059】第3層のメモリゲート絶縁膜23である酸
化シリコン膜は、第2層のメモリゲート絶縁膜である窒
化シリコン膜を水蒸気酸化雰囲気中で温度1000℃の
熱処理を行い、膜厚が5nmの酸化シリコン膜からなる
第3層のメモリゲート絶縁膜23を形成する。
The silicon oxide film, which is the memory gate insulating film 23 of the third layer, has a film thickness of 5 nm by heat-treating the silicon nitride film, which is the memory gate insulating film of the second layer, at a temperature of 1000 ° C. in a steam oxidizing atmosphere. Forming a third layer of memory gate insulating film 23 of the silicon oxide film.

【0060】その後、モノシランを反応ガスとする化学
気相成長法により、400nmの膜厚を有する多結晶シ
リコン膜からなるメモリゲート電極材料25を形成す
る。
After that, a memory gate electrode material 25 made of a polycrystalline silicon film having a film thickness of 400 nm is formed by a chemical vapor deposition method using monosilane as a reaction gas.

【0061】つぎに図4に示すように、メモリゲート電
極材料25の上の全面に感光性樹脂(図示せず)を回転
塗布法により形成し、この感光性樹脂をアドレスゲート
電極15を跨ぐような形状にパターニングし、このパタ
ーニングした感光性樹脂をエッチングマスクとして用い
てメモリゲート電極材料25をエッチングして、メモリ
ゲート電極27を形成する。
Next, as shown in FIG. 4, a photosensitive resin (not shown) is formed on the entire surface of the memory gate electrode material 25 by a spin coating method so that the photosensitive resin may straddle the address gate electrode 15. Then, the memory gate electrode material 25 is etched by using the patterned photosensitive resin as an etching mask to form the memory gate electrode 27.

【0062】このメモリゲート電極27のエッチング
は、六フッ化イオウをエッチングガスとする異方性エッ
チングにて行い、メモリゲート絶縁膜23もメモリゲー
ト電極27と同一パターン形状でエッチングする。
The memory gate electrode 27 is etched by anisotropic etching using sulfur hexafluoride as an etching gas, and the memory gate insulating film 23 is also etched in the same pattern shape as the memory gate electrode 27.

【0063】その後、アドレスゲート電極15とメモリ
ゲート電極27との整合した領域の半導体基板11に、
N型の不純物として、たとえば砒素をイオン注入法によ
り導入して、ソースドレイン領域29を形成する。
Then, on the semiconductor substrate 11 in the region where the address gate electrode 15 and the memory gate electrode 27 are aligned,
As the N-type impurity, for example, arsenic is introduced by the ion implantation method to form the source / drain region 29.

【0064】ソースドレイン領域29を形成するための
イオン注入量としては、2×1015/cm2 程度の注入
量とする。
The ion implantation amount for forming the source / drain region 29 is about 2 × 10 15 / cm 2 .

【0065】その後は図示しないが、リンとボロンとを
添加した酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜を化学気相
成長法により形成し、ホトエッチング技術により、この
層間絶縁膜に接続穴を形成し、その後、シリコンを加え
たアルミニウムをスパッタリング法により形成し、ホト
エッチング技術により配線を形成することによって、半
導体不揮発性記憶装置を形成する。
After that, although not shown, an interlayer insulating film made of a silicon oxide film to which phosphorus and boron are added is formed by a chemical vapor deposition method, and a connection hole is formed in this interlayer insulating film by a photoetching technique. After that, aluminum to which silicon is added is formed by a sputtering method, and wiring is formed by a photoetching technique, so that a semiconductor nonvolatile memory device is formed.

【0066】なお以上の説明においては、メモリゲート
絶縁膜23として、酸化シリコン膜と窒化シリコン膜と
酸化シリコン膜との三層からなるメモリゲート絶縁膜を
形成する実施例で説明したが、第1層のメモリゲート絶
縁膜として酸化シリコン膜を用い、第2層のメモリゲー
ト絶縁膜として窒化シリコン膜を用いて、二層構造から
なるメモリゲート絶縁膜を形成し、この窒化シリコン膜
上にメモリゲート電極27を形成しても良い。
In the above description, the memory gate insulating film 23 is a memory gate insulating film having three layers of a silicon oxide film, a silicon nitride film and a silicon oxide film. A silicon oxide film is used as the first layer memory gate insulating film, and a silicon nitride film is used as the second layer memory gate insulating film to form a memory gate insulating film having a two-layer structure, and the memory gate is formed on the silicon nitride film. The electrode 27 may be formed.

【0067】さらに以上の説明においては、気相成長膜
17としては、窒化シリコン膜を用いる実施例で説明し
たが、減圧雰囲気中の気相成長法で形成した酸化シリコ
ン膜も適用できる。なおこの減圧雰囲気中の化学気相成
長法によって形成した酸化シリコン膜においても、平面
部に比較して側壁部のエッチング速度は、10倍以上早
くなる。
Further, in the above description, the silicon nitride film is used as the vapor phase growth film 17, but a silicon oxide film formed by the vapor phase growth method in a reduced pressure atmosphere can also be applied. Even in the silicon oxide film formed by the chemical vapor deposition method in the reduced pressure atmosphere, the etching rate of the side wall portion is 10 times or more higher than that of the flat surface portion.

【0068】さらに気相成長膜17をエッチングして側
壁開口19を形成するエッチング処理としては、反応性
イオンエッチング装置を用いるドライエッチングで説明
したが、ウェットエッチングでも気相成長膜17をエッ
チングして、側壁開口19を形成することが可能であ
る。
Further, as the etching process for etching the vapor phase growth film 17 to form the side wall opening 19, the dry etching using the reactive ion etching apparatus has been described, but the vapor phase growth film 17 is also etched by wet etching. It is possible to form the side wall opening 19.

【0069】たとえば窒化シリコン膜からなる気相成長
膜17のウェットエッチングは、リン酸を用いて行い、
酸化シリコン膜からなる気相成長膜17のウェットエッ
チングは、フッ酸系のエッチング液を用いて行い、気相
成長膜17をエッチングして側壁開口19を形成するこ
とができる。
Wet etching of the vapor phase growth film 17 made of, for example, a silicon nitride film is performed using phosphoric acid,
Wet etching of the vapor growth film 17 made of a silicon oxide film can be performed using a hydrofluoric acid-based etching solution, and the vapor growth film 17 can be etched to form the sidewall opening 19.

【0070】この気相成長膜17のエッチングは、ウェ
ットエッチングで行うほうが半導体基板11に損傷が発
生しない。
The etching of the vapor phase growth film 17 is preferably performed by wet etching so that the semiconductor substrate 11 is not damaged.

【0071】またさらにNチャネル型を形成する例で説
明したが、Pチャネル型とするときは、半導体基板11
として導電型がN型のシリコンからなる半導体基板を用
い、さらにジボランと酸素と窒素との混合雰囲気中で熱
処理を行うことにより、多結晶シリコン膜にボロンを導
入すれば良い。
Although an example of forming the N-channel type has been described, when the P-channel type is used, the semiconductor substrate 11 is used.
As a semiconductor substrate made of silicon having an N conductivity type, boron is introduced into the polycrystalline silicon film by heat treatment in a mixed atmosphere of diborane, oxygen and nitrogen.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
半導体不揮発性記憶装置の製造方法によれば、1回のイ
オン注入工程でアドレスゲート電極とメモリゲート電極
とが重なった領域の半導体基板に、この半導体基板と逆
導電型の不純物領域を形成することが可能となる。
As is apparent from the above description, according to the method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, the semiconductor in the region where the address gate electrode and the memory gate electrode overlap in one ion implantation step. It is possible to form an impurity region having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate on the substrate.

【0073】この結果、弱い書き込みが行われるという
現象の発生を防止することが可能となり、半導体不揮発
性記憶装置の信頼性は向上する。
As a result, it is possible to prevent the phenomenon that weak writing is performed, and the reliability of the semiconductor nonvolatile memory device is improved.

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

【図1】本発明の半導体不揮発性記憶装置の製造方法を
示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device of the present invention.

【図2】本発明の半導体不揮発性記憶装置の製造方法を
示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention.

【図3】本発明の半導体不揮発性記憶装置の製造方法を
示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention.

【図4】本発明の半導体不揮発性記憶装置の製造方法を
示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention.

【図5】従来例における半導体不揮発性記憶装置を示す
断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a semiconductor nonvolatile memory device in a conventional example.

【図6】従来例における半導体不揮発性記憶装置を示す
断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a semiconductor nonvolatile memory device in a conventional example.

【図7】従来例における半導体不揮発性記憶装置の製造
方法を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device in the conventional example.

【図8】従来例における半導体不揮発性記憶装置の製造
方法を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device in the conventional example.

【図9】従来例における半導体不揮発性記憶装置の製造
方法を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device in the conventional example.

【図10】従来例における半導体不揮発性記憶装置の製
造方法を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device in the conventional example.

【図11】従来例における半導体不揮発性記憶装置の製
造方法を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor nonvolatile memory device in the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

13 アドレスゲート絶縁膜 15 アドレスゲート電極 17 気相成長膜 19 側壁開口 21 不純物領域 23 メモリゲート絶縁膜 27 メモリゲート電極 29 ソースドレイン領域 13 Address Gate Insulating Film 15 Address Gate Electrode 17 Vapor Growth Film 19 Sidewall Opening 21 Impurity Region 23 Memory Gate Insulating Film 27 Memory Gate Electrode 29 Source / Drain Region

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型の半導体基板にアドレスゲー
ト絶縁膜を介して一対のアドレスゲート電極を形成し、
全面に減圧雰囲気中での化学気相成長法により気相成長
膜を形成する工程と、アドレスゲート電極の側壁の気相
成長膜を選択的に除去して側壁開口を形成し、側壁開口
内の半導体基板にイオン注入法により第2導電型の不純
物を導入して不純物領域を形成する工程と、メモリゲー
ト絶縁膜とメモリゲート電極材料とを形成する工程と、
ホトエッチングによりメモリゲート電極を形成し、第2
導電型の不純物を半導体基板に導入してソースドレイン
領域を形成する工程とを有することを特徴とする半導体
不揮発性記憶装置の製造方法。
1. A pair of address gate electrodes are formed on a first conductive type semiconductor substrate with an address gate insulating film interposed therebetween.
A step of forming a vapor deposition film on the entire surface by a chemical vapor deposition method in a reduced pressure atmosphere, and a vapor deposition film on the side wall of the address gate electrode is selectively removed to form a side wall opening. Introducing a second conductivity type impurity into the semiconductor substrate by an ion implantation method to form an impurity region; forming a memory gate insulating film and a memory gate electrode material;
The memory gate electrode is formed by photoetching, and the second
A step of introducing a conductive type impurity into a semiconductor substrate to form a source / drain region, a method for manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006070475A1 (en) * 2004-12-28 2006-07-06 Spansion Llc Semiconductor device
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EP1840960A4 (en) * 2004-12-28 2008-06-04 Spansion Llc Semiconductor device
JPWO2006070475A1 (en) * 2004-12-28 2008-08-07 スパンション エルエルシー Semiconductor device
US7675107B2 (en) 2004-12-28 2010-03-09 Spansion Llc Non-volatile SONOS-type memory device
KR100955720B1 (en) * 2004-12-28 2010-05-03 스펜션 엘엘씨 Semiconductor device
JP4895823B2 (en) * 2004-12-28 2012-03-14 スパンション エルエルシー Semiconductor device

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