JPH0637325A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents
半導体集積回路装置の製造方法Info
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- JPH0637325A JPH0637325A JP4187857A JP18785792A JPH0637325A JP H0637325 A JPH0637325 A JP H0637325A JP 4187857 A JP4187857 A JP 4187857A JP 18785792 A JP18785792 A JP 18785792A JP H0637325 A JPH0637325 A JP H0637325A
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Landscapes
- Semiconductor Memories (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 不揮発性記憶素子を有する半導体集積回路装
置の動作速度の高速化を高める。また、前記半導体集積
回路装置の集積度を高める。 【構成】 前記半導体集積回路装置の製造方法におい
て、基板1の非活性領域の表面上にフィールド絶縁膜4
を形成する工程と、基板1の活性領域の表面上に、フィ
ールド絶縁膜4の表面の位置と同等若しくはそれに比べ
て表面の位置が低い第1ゲート材6Aを形成する工程
と、第1ゲート材6A上に第2ゲート材9Aを形成する
工程と、第2ゲート材9Aに活性領域においてゲート長
を規定し、非活性領域においてワード線幅を規定するパ
ターンニング、第1ゲート材6に活性領域においてゲー
ト長を規定するパターンニングの夫々を順次行い、第2
ゲート材9Aで制御ゲート電極9及びワード線9(WL)
を形成すると共に、第1ゲート材6Aで電荷蓄積ゲート
電極6を形成する工程とを備える。
置の動作速度の高速化を高める。また、前記半導体集積
回路装置の集積度を高める。 【構成】 前記半導体集積回路装置の製造方法におい
て、基板1の非活性領域の表面上にフィールド絶縁膜4
を形成する工程と、基板1の活性領域の表面上に、フィ
ールド絶縁膜4の表面の位置と同等若しくはそれに比べ
て表面の位置が低い第1ゲート材6Aを形成する工程
と、第1ゲート材6A上に第2ゲート材9Aを形成する
工程と、第2ゲート材9Aに活性領域においてゲート長
を規定し、非活性領域においてワード線幅を規定するパ
ターンニング、第1ゲート材6に活性領域においてゲー
ト長を規定するパターンニングの夫々を順次行い、第2
ゲート材9Aで制御ゲート電極9及びワード線9(WL)
を形成すると共に、第1ゲート材6Aで電荷蓄積ゲート
電極6を形成する工程とを備える。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置に
関し、特に、半導体基板の活性領域の表面上に電荷蓄積
ゲート電極(フローティングゲート電極)及びこの上部に
制御ゲート電極(コントロールゲート電極)が形成される
不揮発性記憶素子を有する半導体集積回路装置に適用し
て有効な技術に関するものである。
関し、特に、半導体基板の活性領域の表面上に電荷蓄積
ゲート電極(フローティングゲート電極)及びこの上部に
制御ゲート電極(コントロールゲート電極)が形成される
不揮発性記憶素子を有する半導体集積回路装置に適用し
て有効な技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体集積回路装置として、例えばEP
ROM(Erasable Programmable Read Only Memor
y)がある。このEPROMは、データの書き込みを電気
的に行い、その書き込んだデータを紫外線の照射により
消去できる紫外線消去型不揮発性記憶素子で構成され
る。
ROM(Erasable Programmable Read Only Memor
y)がある。このEPROMは、データの書き込みを電気
的に行い、その書き込んだデータを紫外線の照射により
消去できる紫外線消去型不揮発性記憶素子で構成され
る。
【0003】前記EPROMに塔載される紫外線消去型
不揮発性素子は、半導体基板の活性領域(素子形成領域)
の表面上に第1ゲート絶縁膜を介して電荷蓄積ゲート電
極(フローティングゲート電極)が形成され、この電荷
蓄積ゲート電極の上部に第2ゲート絶縁膜を介して制御
ゲート電極(コントロールゲート電極)が形成される。こ
の制御ゲート電極は、半導体基板の非活性領域(素子分
離領域)の表面上に形成されたフィールド絶縁膜上を延
在するワード線と一体に形成される。
不揮発性素子は、半導体基板の活性領域(素子形成領域)
の表面上に第1ゲート絶縁膜を介して電荷蓄積ゲート電
極(フローティングゲート電極)が形成され、この電荷
蓄積ゲート電極の上部に第2ゲート絶縁膜を介して制御
ゲート電極(コントロールゲート電極)が形成される。こ
の制御ゲート電極は、半導体基板の非活性領域(素子分
離領域)の表面上に形成されたフィールド絶縁膜上を延
在するワード線と一体に形成される。
【0004】以下、前記紫外線消去型不揮発性記憶素子
の一般的な製造方法について簡単に説明する。
の一般的な製造方法について簡単に説明する。
【0005】まず、半導体基板の非活性領域の表面上
に、この半導体基板の活性領域の周囲を規定するフィー
ルド絶縁膜を形成する。フィールド絶縁膜は、周知の選
択熱酸化法で形成される。
に、この半導体基板の活性領域の周囲を規定するフィー
ルド絶縁膜を形成する。フィールド絶縁膜は、周知の選
択熱酸化法で形成される。
【0006】次に、前記半導体基板の活性領域の表面上
に第1ゲート絶縁膜を形成する。
に第1ゲート絶縁膜を形成する。
【0007】次に、前記ゲート絶縁膜上及びフィールド
絶縁膜上を含む半導体基板の全面上に電荷蓄積ゲート電
極となる第1ゲート材を形成する。
絶縁膜上を含む半導体基板の全面上に電荷蓄積ゲート電
極となる第1ゲート材を形成する。
【0008】次に、前記第1ゲート材にゲート幅を規定
するパターンニングを施し、フィールド絶縁膜上の第1
ゲート材を除去して他の活性領域のゲート材と分離す
る。この第1ゲート材は、パターンニング時のマスクの
合せズレを考慮して、ゲート幅を規定するパターンニン
グがフィールド絶縁膜上で行われ、その端部がフィール
ド絶縁膜上に残存する。
するパターンニングを施し、フィールド絶縁膜上の第1
ゲート材を除去して他の活性領域のゲート材と分離す
る。この第1ゲート材は、パターンニング時のマスクの
合せズレを考慮して、ゲート幅を規定するパターンニン
グがフィールド絶縁膜上で行われ、その端部がフィール
ド絶縁膜上に残存する。
【0009】次に、前記第1ゲート材の表面上に第2ゲ
ート絶縁膜を形成する。
ート絶縁膜を形成する。
【0010】次に、第2ゲート絶縁膜上及びフィールド
絶縁膜上を含む半導体基板の全面上に制御ゲート電極と
なる第2ゲート材を形成する。この第2ゲート材は、例
えば多結晶珪素膜上に高融点金属シリサイド膜を積層し
た複合膜で形成される。
絶縁膜上を含む半導体基板の全面上に制御ゲート電極と
なる第2ゲート材を形成する。この第2ゲート材は、例
えば多結晶珪素膜上に高融点金属シリサイド膜を積層し
た複合膜で形成される。
【0011】次に、前記第2ゲート材に、活性領域にお
いてゲート長を規定し、非活性領域においてワード線幅
を規定するパターンニング、前記第1ゲート材に、活性
領域においてゲート長を規定するパターンニングの夫々
を順次行い、第2ゲート材で制御ゲート電極及びワード
線を形成すると共に、第1ゲート材で電荷蓄積ゲート電
極を形成する。この後、制御ゲート電極、電荷蓄積ゲー
ト電極の夫々を不純物導入マスクとして使用し、半導体
基板の活性領域の表面部に不純物を導入してソース領域
及びドレイン領域を形成することにより、紫外線消去型
不揮発性記憶素子がほぼ完成する。
いてゲート長を規定し、非活性領域においてワード線幅
を規定するパターンニング、前記第1ゲート材に、活性
領域においてゲート長を規定するパターンニングの夫々
を順次行い、第2ゲート材で制御ゲート電極及びワード
線を形成すると共に、第1ゲート材で電荷蓄積ゲート電
極を形成する。この後、制御ゲート電極、電荷蓄積ゲー
ト電極の夫々を不純物導入マスクとして使用し、半導体
基板の活性領域の表面部に不純物を導入してソース領域
及びドレイン領域を形成することにより、紫外線消去型
不揮発性記憶素子がほぼ完成する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、前述のE
PROM(半導体集積回路装置)について検討した結果、
以下の問題点を見出した。
PROM(半導体集積回路装置)について検討した結果、
以下の問題点を見出した。
【0013】前記EPROMにおいて、紫外線消去型不
揮発性記憶素子の電荷蓄積ゲート電極は、マスクの合せ
ズレを考慮して、第1ゲート材にゲート幅を規定するパ
ターンニングをフィールド絶縁膜上で行っているので、
フィールド絶縁膜と第1ゲート材のゲート幅方向の端部
との間で段差を生じる。このため、第2ゲート材を形成
する際、前記段差部において第2ゲート材のステップカ
バレッジが低下し、この第2ゲート材で形成されるワー
ド線の抵抗値が増大し、EPROM(半導体集積回路装
置)の動作速度が低下するという問題があった。
揮発性記憶素子の電荷蓄積ゲート電極は、マスクの合せ
ズレを考慮して、第1ゲート材にゲート幅を規定するパ
ターンニングをフィールド絶縁膜上で行っているので、
フィールド絶縁膜と第1ゲート材のゲート幅方向の端部
との間で段差を生じる。このため、第2ゲート材を形成
する際、前記段差部において第2ゲート材のステップカ
バレッジが低下し、この第2ゲート材で形成されるワー
ド線の抵抗値が増大し、EPROM(半導体集積回路装
置)の動作速度が低下するという問題があった。
【0014】また、前記紫外線消去型不揮発性記憶素子
の電荷蓄積ゲート電極は、第1ゲート材にゲート幅を規
定するパターンニングをフィールド絶縁膜上で行ってい
るので、このパターンニング時のマスクとフィールド絶
縁膜との合せズレに相当する合せ寸法分、フィールド絶
縁膜のゲート幅方向の占有面積が増大するという問題が
あった。このフィールド絶縁膜のゲート幅方向の占有面
積の増大は、EPROM(半導体集積回路装置)の集積度
の低下を意味する。
の電荷蓄積ゲート電極は、第1ゲート材にゲート幅を規
定するパターンニングをフィールド絶縁膜上で行ってい
るので、このパターンニング時のマスクとフィールド絶
縁膜との合せズレに相当する合せ寸法分、フィールド絶
縁膜のゲート幅方向の占有面積が増大するという問題が
あった。このフィールド絶縁膜のゲート幅方向の占有面
積の増大は、EPROM(半導体集積回路装置)の集積度
の低下を意味する。
【0015】本発明の目的は、不揮発性記憶素子を有す
る半導体集積回路装置の動作速度の高速化を高めること
が可能な技術を提供することにある。
る半導体集積回路装置の動作速度の高速化を高めること
が可能な技術を提供することにある。
【0016】本発明の他の目的は、前記半導体集積回路
装置の非活性領域の占有面積を縮小し、集積度を高める
ことが可能な技術を提供することにある。
装置の非活性領域の占有面積を縮小し、集積度を高める
ことが可能な技術を提供することにある。
【0017】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らか
になるであろう。
【0018】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【0019】半導体基板の非活性領域の表面上にフィー
ルド絶縁膜が形成され、このフィールド絶縁膜で周囲を
規定された前記半導体基板の活性領域の表面上に電荷蓄
積ゲート電極及びこの上部に制御ゲート電極が形成さ
れ、前記制御ゲート電極が前記フィールド絶縁膜上を延
在するワード線と一体に形成される不揮発性記憶素子を
有する半導体集積回路装置の製造方法において、下記の
製造工程(イ)乃至(ニ)を備える。
ルド絶縁膜が形成され、このフィールド絶縁膜で周囲を
規定された前記半導体基板の活性領域の表面上に電荷蓄
積ゲート電極及びこの上部に制御ゲート電極が形成さ
れ、前記制御ゲート電極が前記フィールド絶縁膜上を延
在するワード線と一体に形成される不揮発性記憶素子を
有する半導体集積回路装置の製造方法において、下記の
製造工程(イ)乃至(ニ)を備える。
【0020】(イ)前記半導体基板の非活性領域の表面
上に、この半導体基板の活性領域の表面の位置に比ベて
表面の位置が前記半導体基板の活性領域の表面に対して
垂直方向に高いフィールド絶縁膜を形成する工程、
(ロ)前記半導体基板の活性領域の表面上に、前記フィ
ールド絶縁膜の表面の位置と同等若しくはそれに比ベて
表面の位置が低く、前記活性領域に埋込まれた第1ゲー
ト材を形成する工程、(ハ)前記第1ゲート材の上部及
びフィールド絶縁膜の上部を含む半導体基板の全面上に
第2ゲート材を形成する工程、(ニ)前記第2ゲート材
に活性領域においてゲート長を規定し、非活性領域にお
いてワード線幅を規定するパターンニング、前記第1ゲ
ート材に活性領域においてゲート長を規定するパターン
ニングの夫々を順次行い、前記第2ゲート材で制御ゲー
ト電極及びワード線を形成すると共に、第1ゲート材で
電荷蓄積ゲート電極を形成する工程。
上に、この半導体基板の活性領域の表面の位置に比ベて
表面の位置が前記半導体基板の活性領域の表面に対して
垂直方向に高いフィールド絶縁膜を形成する工程、
(ロ)前記半導体基板の活性領域の表面上に、前記フィ
ールド絶縁膜の表面の位置と同等若しくはそれに比ベて
表面の位置が低く、前記活性領域に埋込まれた第1ゲー
ト材を形成する工程、(ハ)前記第1ゲート材の上部及
びフィールド絶縁膜の上部を含む半導体基板の全面上に
第2ゲート材を形成する工程、(ニ)前記第2ゲート材
に活性領域においてゲート長を規定し、非活性領域にお
いてワード線幅を規定するパターンニング、前記第1ゲ
ート材に活性領域においてゲート長を規定するパターン
ニングの夫々を順次行い、前記第2ゲート材で制御ゲー
ト電極及びワード線を形成すると共に、第1ゲート材で
電荷蓄積ゲート電極を形成する工程。
【0021】
【作用】上述した手段によれば、フィールド絶縁膜間に
第1ゲート材を埋め込み、第1ゲート材のゲート幅方向
の端部の表面の位置とフィールド絶縁膜の表面の位置と
がほぼ一致した平坦化を図ることができるので、電荷蓄
積ゲート電極のゲート幅方向の端部とフィールド絶縁膜
との間で生じる段差を緩和し、この段差部での第2ゲー
ト材のステップカバレッジを高めることができ、ワード
線の抵抗値を低減することができる。この結果、半導体
集積回路装置の動作速度の高速化を高めることができ
る。
第1ゲート材を埋め込み、第1ゲート材のゲート幅方向
の端部の表面の位置とフィールド絶縁膜の表面の位置と
がほぼ一致した平坦化を図ることができるので、電荷蓄
積ゲート電極のゲート幅方向の端部とフィールド絶縁膜
との間で生じる段差を緩和し、この段差部での第2ゲー
ト材のステップカバレッジを高めることができ、ワード
線の抵抗値を低減することができる。この結果、半導体
集積回路装置の動作速度の高速化を高めることができ
る。
【0022】また、第1ゲート材のゲート幅方向の端部
がフィールド絶縁膜に対して自己整合で形成され、第1
ゲート材にゲート幅を規定するパターンニングを施す際
のマスクとフィールド絶縁膜とのマスク合せ寸法を廃止
できるので、このマスク合せ寸法に相当する分、フィー
ルド絶縁膜のゲート幅方向の占有面積を縮小することが
できる。この結果、半導体集積回路装置の集積度を高め
ることができる。
がフィールド絶縁膜に対して自己整合で形成され、第1
ゲート材にゲート幅を規定するパターンニングを施す際
のマスクとフィールド絶縁膜とのマスク合せ寸法を廃止
できるので、このマスク合せ寸法に相当する分、フィー
ルド絶縁膜のゲート幅方向の占有面積を縮小することが
できる。この結果、半導体集積回路装置の集積度を高め
ることができる。
【0023】以下、本発明の構成について、EPROM
に本発明を適用した、本発明の一実施例とともに説明す
る。
に本発明を適用した、本発明の一実施例とともに説明す
る。
【0024】なお、実施例を説明するための全図におい
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
て、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
【0025】
【実施例】本発明の一実施例であるEPROM(半導体
集積回路装置)の概略構成を図1(要部平面図)、図2
(図1に示すA−A切断線で切った要部断面図)及び図
3(図1に示すB−B切断線で切った要部断面図)で示
す。
集積回路装置)の概略構成を図1(要部平面図)、図2
(図1に示すA−A切断線で切った要部断面図)及び図
3(図1に示すB−B切断線で切った要部断面図)で示
す。
【0026】図1に示すように、本実施例のEPROM
は、例えば単結晶珪素からなるp-型半導体基板1を主体
にして構成される。このp-型半導体基板1のメモリセル
形成領域には、データの書き込みを電気的に行い、その
書き込んだデータを紫外線の照射により消去できる紫外
線消去型不揮発性記憶素子(メモリセル)Qeが複数個
配置される。この複数個の紫外線消去型不揮発性記憶素
子Qeの夫々は、ワード線9(WL)とデータ線14(D
L)とが交差する領域の夫々に夫々毎に配置される。
は、例えば単結晶珪素からなるp-型半導体基板1を主体
にして構成される。このp-型半導体基板1のメモリセル
形成領域には、データの書き込みを電気的に行い、その
書き込んだデータを紫外線の照射により消去できる紫外
線消去型不揮発性記憶素子(メモリセル)Qeが複数個
配置される。この複数個の紫外線消去型不揮発性記憶素
子Qeの夫々は、ワード線9(WL)とデータ線14(D
L)とが交差する領域の夫々に夫々毎に配置される。
【0027】前記p-型半導体基板1のメモリセル形成領
域には、図2及び図3に示すように、p-型半導体基板1
の表面部にp型ウエル領域2が構成される。このp-型半
導体基板1の非活性領域(素子分離領域)の表面上即ちp
型ウエル領域2の非活性領域の表面上にはフィールド絶
縁膜4が形成される。また、p型ウエル領域2の非活性
領域の表面部であってフィールド絶縁膜4下には、チャ
ネルストッパ領域であるp+型半導体領域3が形成され
る。フィールド絶縁膜4及びp+型半導体領域3は、p型
ウエル領域2の活性領域(素子形成領域)の周囲を規定
し、他の活性領域と電気的に分離している。フィールド
絶縁膜4は、例えば周知の選択熱酸化法で形成された酸
化珪素膜で形成される。
域には、図2及び図3に示すように、p-型半導体基板1
の表面部にp型ウエル領域2が構成される。このp-型半
導体基板1の非活性領域(素子分離領域)の表面上即ちp
型ウエル領域2の非活性領域の表面上にはフィールド絶
縁膜4が形成される。また、p型ウエル領域2の非活性
領域の表面部であってフィールド絶縁膜4下には、チャ
ネルストッパ領域であるp+型半導体領域3が形成され
る。フィールド絶縁膜4及びp+型半導体領域3は、p型
ウエル領域2の活性領域(素子形成領域)の周囲を規定
し、他の活性領域と電気的に分離している。フィールド
絶縁膜4は、例えば周知の選択熱酸化法で形成された酸
化珪素膜で形成される。
【0028】前記p型ウエル領域2の活性領域の表面部
には、紫外線消去型不揮発性記憶素子Qeが構成され
る。つまり、紫外線消去型不揮発性記憶素子Qeは、p
型ウエル領域(チャネル形成領域)2、第1ゲート絶縁膜
5、電荷蓄積ゲート電極(フローティングゲート電極)
6、第2ゲート絶縁膜8、制御ゲート電極(コントロー
ルゲート電極)9、ソース領域及びドレイン領域である
一対のn+型半導体領域10で構成される。つまり、紫外
線消去型不揮発性記憶素子Qeは、nチャネル電界効果
トランジスタで構成される。
には、紫外線消去型不揮発性記憶素子Qeが構成され
る。つまり、紫外線消去型不揮発性記憶素子Qeは、p
型ウエル領域(チャネル形成領域)2、第1ゲート絶縁膜
5、電荷蓄積ゲート電極(フローティングゲート電極)
6、第2ゲート絶縁膜8、制御ゲート電極(コントロー
ルゲート電極)9、ソース領域及びドレイン領域である
一対のn+型半導体領域10で構成される。つまり、紫外
線消去型不揮発性記憶素子Qeは、nチャネル電界効果
トランジスタで構成される。
【0029】前記第1ゲート絶縁膜5は、p型ウエル領
域2の活性領域の表面上に形成される。電荷蓄積ゲート
電極6は、第1ゲート絶縁膜5上に形成され、製造工程
において第1層目ゲート配線形成工程により形成され
る。第2ゲート絶縁膜8は電荷蓄積ゲート電極6上に形
成される。制御ゲート電極9は、第2ゲート絶縁膜8上
に形成され、例えば多結晶珪素膜9a上に高融点金属シ
リサイド膜9bを積層した複合膜で形成される。この制
御ゲート電極9は、製造工程において第2層目ゲート配
線形成工程により形成される。制御ゲート電極9は、フ
ィールド絶縁膜4上を延在するワート線9(WL)と一
体に形成される。
域2の活性領域の表面上に形成される。電荷蓄積ゲート
電極6は、第1ゲート絶縁膜5上に形成され、製造工程
において第1層目ゲート配線形成工程により形成され
る。第2ゲート絶縁膜8は電荷蓄積ゲート電極6上に形
成される。制御ゲート電極9は、第2ゲート絶縁膜8上
に形成され、例えば多結晶珪素膜9a上に高融点金属シ
リサイド膜9bを積層した複合膜で形成される。この制
御ゲート電極9は、製造工程において第2層目ゲート配
線形成工程により形成される。制御ゲート電極9は、フ
ィールド絶縁膜4上を延在するワート線9(WL)と一
体に形成される。
【0030】前記ソース領域及びドレイン領域である一
対のn+型半導体領域10は、p型ウエル領域2の表面部
に形成される。この一対のn+型半導体領域10のうち、
ドレイン領域を形成するn+型半導体領域10には、デー
タ線14(DL)とのオーミック接続を目的として、n+型
半導体領域13が一体に形成される。
対のn+型半導体領域10は、p型ウエル領域2の表面部
に形成される。この一対のn+型半導体領域10のうち、
ドレイン領域を形成するn+型半導体領域10には、デー
タ線14(DL)とのオーミック接続を目的として、n+型
半導体領域13が一体に形成される。
【0031】前記n+型半導体領域13には、層間絶縁膜
11上を延在し、この層間絶縁膜11に形成された接続
孔12を通してデータ線14(DL)が接続される。つま
り、データ線14(DL)は、n+型半導体領域13を介し
てドレイン領域であるn+型半導体領域10に接続され
る。層間絶縁膜11は、ワード線9(WL)とデータ線1
4(DL)とを電気的に分離している。
11上を延在し、この層間絶縁膜11に形成された接続
孔12を通してデータ線14(DL)が接続される。つま
り、データ線14(DL)は、n+型半導体領域13を介し
てドレイン領域であるn+型半導体領域10に接続され
る。層間絶縁膜11は、ワード線9(WL)とデータ線1
4(DL)とを電気的に分離している。
【0032】前記電荷蓄積ゲート電極6は、図3に示す
ように、フィールド絶縁膜(非活性領域)間に埋め込ま
れている。この電荷蓄積ゲート電極6のゲート幅方向の
端部の表面の位置は、p-型半導体基板1の活性領域の表
面即ちp型ウエル領域2の活性領域の表面に対して垂直
方向に、フィールド絶縁膜4の表面の位置と同等若しく
はそれに比べて低く形成される。つまり、紫外線消去型
不揮発性記憶素子Qeは、電荷蓄積ゲート電極6のゲー
ト幅方向の端部の表面の位置とフィールド絶縁膜4の表
面の位置とがほぼ一致した平坦化を図っている。このよ
うに構成される紫外線消去型不揮発性記憶素子Qeは、
電荷蓄積ゲート電極6のゲート幅方向の端部の表面の位
置とフィールド絶縁膜4の表面の位置とがほぼ一致して
いるので、ゲート電極6のゲート幅方向の端部とフィー
ルド絶縁膜4との間で生じる段差を緩和している。
ように、フィールド絶縁膜(非活性領域)間に埋め込ま
れている。この電荷蓄積ゲート電極6のゲート幅方向の
端部の表面の位置は、p-型半導体基板1の活性領域の表
面即ちp型ウエル領域2の活性領域の表面に対して垂直
方向に、フィールド絶縁膜4の表面の位置と同等若しく
はそれに比べて低く形成される。つまり、紫外線消去型
不揮発性記憶素子Qeは、電荷蓄積ゲート電極6のゲー
ト幅方向の端部の表面の位置とフィールド絶縁膜4の表
面の位置とがほぼ一致した平坦化を図っている。このよ
うに構成される紫外線消去型不揮発性記憶素子Qeは、
電荷蓄積ゲート電極6のゲート幅方向の端部の表面の位
置とフィールド絶縁膜4の表面の位置とがほぼ一致して
いるので、ゲート電極6のゲート幅方向の端部とフィー
ルド絶縁膜4との間で生じる段差を緩和している。
【0033】前記データ線14(DL)上を含むp-型半導
体基板1の全面上には、最終保護膜(図示せず)が形成さ
れる。
体基板1の全面上には、最終保護膜(図示せず)が形成さ
れる。
【0034】次に、前記EPROMの製造方法につい
て、図4乃至図7(各製造工程毎に示す要部断面図)を
用いて簡単に説明する。
て、図4乃至図7(各製造工程毎に示す要部断面図)を
用いて簡単に説明する。
【0035】まず、単結晶珪素からなるp-型半導体基板
1を用意する。
1を用意する。
【0036】次に、メモリセル形成領域において、前記
p-型半導体基板1の表面部にp型ウエル2領域を形成す
る。
p-型半導体基板1の表面部にp型ウエル2領域を形成す
る。
【0037】次に、前記p-型半導体基板1の非活性領域
の表面上即ちp型ウエル領域2の非活性領域の表面上に
フィールド絶縁膜4を形成すると共に、このフィールド
絶縁膜4下のp型ウエル領域2の表面部にチャネルスト
ッパ領域であるp+型半導体領域3を形成する。フィール
ド絶縁膜4及びp+型半導体領域3は、p型ウエル領域2
の活性領域の周囲を規定し、他の活性領域と電気的に分
離する。フィールド絶縁膜4は、例えば周知の選択熱酸
化法で形成され、その表面の位置がp型ウエル領域2の
活性領域の表面(p-型半導体基板1の活性領域の表面)の
位置に比ベてこの活性領域の表面に対して垂直方向に高
く形成される。
の表面上即ちp型ウエル領域2の非活性領域の表面上に
フィールド絶縁膜4を形成すると共に、このフィールド
絶縁膜4下のp型ウエル領域2の表面部にチャネルスト
ッパ領域であるp+型半導体領域3を形成する。フィール
ド絶縁膜4及びp+型半導体領域3は、p型ウエル領域2
の活性領域の周囲を規定し、他の活性領域と電気的に分
離する。フィールド絶縁膜4は、例えば周知の選択熱酸
化法で形成され、その表面の位置がp型ウエル領域2の
活性領域の表面(p-型半導体基板1の活性領域の表面)の
位置に比ベてこの活性領域の表面に対して垂直方向に高
く形成される。
【0038】次に、前記p型ウエル領域の活性領域の表
面上に、図4に示すように、第1ゲート絶縁膜5を形成
する。この第1ゲート絶縁膜5は例えば熱酸化法で形成
された酸化珪素膜で形成される。
面上に、図4に示すように、第1ゲート絶縁膜5を形成
する。この第1ゲート絶縁膜5は例えば熱酸化法で形成
された酸化珪素膜で形成される。
【0039】次に、前記第1ゲート絶縁膜5上及びフィ
ールド絶縁膜4上を含む基板の全面上に第1ゲート材6
Aを形成する。第1ゲート材6Aは例えばCVD法で堆
積した多結晶珪素膜で形成される。この多結晶珪素膜に
は、その堆積中又は堆積後に抵抗値を低減する不純物が
導入される。
ールド絶縁膜4上を含む基板の全面上に第1ゲート材6
Aを形成する。第1ゲート材6Aは例えばCVD法で堆
積した多結晶珪素膜で形成される。この多結晶珪素膜に
は、その堆積中又は堆積後に抵抗値を低減する不純物が
導入される。
【0040】次に、前記第1ゲート材6A上の全面に、
図5に示すように、平面が平坦化されたマスク7を形成
する。マスク7は、例えばレジストを回転塗布法で塗布
し、平坦化を施した後、ベーク処理を施して形成された
レジスト膜で形成される。このレジスト膜は、前記第1
ゲート材6Aのエッチングレートとほぼ等しい材料で形
成される。
図5に示すように、平面が平坦化されたマスク7を形成
する。マスク7は、例えばレジストを回転塗布法で塗布
し、平坦化を施した後、ベーク処理を施して形成された
レジスト膜で形成される。このレジスト膜は、前記第1
ゲート材6Aのエッチングレートとほぼ等しい材料で形
成される。
【0041】次に、前記マスク7、第1ゲート材6Aの
夫々に、このマスク7と第1ゲート材6Aとのエッチン
グ速度がほぼ等しい条件で、RIE等の異方性エッチン
グを順次行い、フィールド絶縁膜4上の第1ゲート材6
Aが除去されるので(フィールド絶縁膜4の表面が露出
するまで)エッチバック処理を施して、図6に示すよう
に、フィールド絶縁膜4間に第1ゲート材6Aを埋め込
む。このエッチバック処理は、埋め込まれた第1ゲート
材6Aのゲート幅方向の端部(フィールド絶縁膜4側の
端部)の表面の位置がp型ウエル領域2の活性領域の表
面に対して垂直方向にフィールド絶縁膜4の表面の位置
と同等若しくはそれに比べて低くなるように行う。この
工程において、第1ゲート材6Aのゲート幅方向の端部
がフィールド絶縁膜4に対して自己整合で形成され、第
1ゲート材6Aのゲート幅方向の端部の表面の位置とフ
ィールド絶縁膜4の表面の位置とがほぼ一致した平坦化
を図ることができ、第1ゲート材6Aのゲート幅方向の
端部とフィールド絶縁膜4との間で生じる段差を緩和で
きる。また、第1ゲート材のゲート幅方向の端部がフィ
ールド絶縁膜に対して自己整合で形成され、第1ゲート
材にゲート幅を規定するパターンニングを施す際のマス
クとフィールド絶縁膜4とのマスク合せ寸法を廃止でき
るので、このマスク合せ寸法に相当する分、フィールド
絶縁膜4のゲート幅方向の占有面積を縮小できる。
夫々に、このマスク7と第1ゲート材6Aとのエッチン
グ速度がほぼ等しい条件で、RIE等の異方性エッチン
グを順次行い、フィールド絶縁膜4上の第1ゲート材6
Aが除去されるので(フィールド絶縁膜4の表面が露出
するまで)エッチバック処理を施して、図6に示すよう
に、フィールド絶縁膜4間に第1ゲート材6Aを埋め込
む。このエッチバック処理は、埋め込まれた第1ゲート
材6Aのゲート幅方向の端部(フィールド絶縁膜4側の
端部)の表面の位置がp型ウエル領域2の活性領域の表
面に対して垂直方向にフィールド絶縁膜4の表面の位置
と同等若しくはそれに比べて低くなるように行う。この
工程において、第1ゲート材6Aのゲート幅方向の端部
がフィールド絶縁膜4に対して自己整合で形成され、第
1ゲート材6Aのゲート幅方向の端部の表面の位置とフ
ィールド絶縁膜4の表面の位置とがほぼ一致した平坦化
を図ることができ、第1ゲート材6Aのゲート幅方向の
端部とフィールド絶縁膜4との間で生じる段差を緩和で
きる。また、第1ゲート材のゲート幅方向の端部がフィ
ールド絶縁膜に対して自己整合で形成され、第1ゲート
材にゲート幅を規定するパターンニングを施す際のマス
クとフィールド絶縁膜4とのマスク合せ寸法を廃止でき
るので、このマスク合せ寸法に相当する分、フィールド
絶縁膜4のゲート幅方向の占有面積を縮小できる。
【0042】次に、前記第1ゲート材6A上に第2ゲー
ト絶縁膜8を形成する。この第2ゲート絶縁膜8は、例
えば熱酸化法で形成した酸化珪素膜で形成される。な
お、第2ゲート絶縁膜8は、熱酸化珪素膜(SiO2)、窒
化珪素膜(Si3N4)、熱酸化珪素膜(SiO2)の夫々を順
次積層した複合膜で形成してもよい。
ト絶縁膜8を形成する。この第2ゲート絶縁膜8は、例
えば熱酸化法で形成した酸化珪素膜で形成される。な
お、第2ゲート絶縁膜8は、熱酸化珪素膜(SiO2)、窒
化珪素膜(Si3N4)、熱酸化珪素膜(SiO2)の夫々を順
次積層した複合膜で形成してもよい。
【0043】次に、前記第2ゲート絶縁膜8上及びフィ
ールド絶縁膜4上を含む基板の全面上に、図7に示すよ
うに、第2ゲート材9Aを形成する。この第2ゲート材
9Aは、例えばCVD法で堆積した多結晶珪素膜9a上
に例えばスパッタ法で堆積した高融点金属シリサイド膜
9bを積層した複合膜で形成される。多結晶珪素膜9a
には、その堆積中又は堆積後に抵抗値を低減する不純物
導入される。高融点金属シリサイド膜9bは例えばWS
i2膜で形成される。なお、高融点金属シリサイド膜9b
は、MoSi2 膜、TaSi2 膜、TiSi2 膜等で形成して
もよい。また、第2ゲート材9Aは、多結晶珪素膜9a
上に高融点金属(Mo,Ta,Ti,W)膜を積層した複合
膜で形成してもよい。また、第2ゲート材9Aは、高融
点金属膜若しくは高融点金属シリサイド膜、或は多結晶
珪素膜等の単層膜で形成してもよい。この工程におい
て、第1ゲート材6Aのゲート幅方向の端部とフィール
ド絶縁膜4との間で生じる段差が緩和されているので、
この段差部での第2ゲート材9Aのステップカバレッジ
が高められる。
ールド絶縁膜4上を含む基板の全面上に、図7に示すよ
うに、第2ゲート材9Aを形成する。この第2ゲート材
9Aは、例えばCVD法で堆積した多結晶珪素膜9a上
に例えばスパッタ法で堆積した高融点金属シリサイド膜
9bを積層した複合膜で形成される。多結晶珪素膜9a
には、その堆積中又は堆積後に抵抗値を低減する不純物
導入される。高融点金属シリサイド膜9bは例えばWS
i2膜で形成される。なお、高融点金属シリサイド膜9b
は、MoSi2 膜、TaSi2 膜、TiSi2 膜等で形成して
もよい。また、第2ゲート材9Aは、多結晶珪素膜9a
上に高融点金属(Mo,Ta,Ti,W)膜を積層した複合
膜で形成してもよい。また、第2ゲート材9Aは、高融
点金属膜若しくは高融点金属シリサイド膜、或は多結晶
珪素膜等の単層膜で形成してもよい。この工程におい
て、第1ゲート材6Aのゲート幅方向の端部とフィール
ド絶縁膜4との間で生じる段差が緩和されているので、
この段差部での第2ゲート材9Aのステップカバレッジ
が高められる。
【0044】次に、前記第2ゲート材9Aに活性領域に
おいてゲート長を規定し、非活性領域においてワード線
幅を規定するパターンニング、前記第1ゲート材6に活
性領域においてゲート長を規定するパターンニングの夫
々を異方性エッチングで順次行い、前記第2ゲート材9
Aで制御ゲート電極9及びワート線9(WL)を形成する
と共に、第1ゲート材6で電荷蓄積ゲート電極6を形成
する。
おいてゲート長を規定し、非活性領域においてワード線
幅を規定するパターンニング、前記第1ゲート材6に活
性領域においてゲート長を規定するパターンニングの夫
々を異方性エッチングで順次行い、前記第2ゲート材9
Aで制御ゲート電極9及びワート線9(WL)を形成する
と共に、第1ゲート材6で電荷蓄積ゲート電極6を形成
する。
【0045】次に、前記制御ゲート電極9及び電荷蓄積
ゲート電極6を不純物導入マスクとして使用し、p型ウ
エル領域2の活性領域の表面部にイオン打込み法でn型
不純物を導入して、ソース領域及びドレイン領域である
n+型半導体領域10を形成する。
ゲート電極6を不純物導入マスクとして使用し、p型ウ
エル領域2の活性領域の表面部にイオン打込み法でn型
不純物を導入して、ソース領域及びドレイン領域である
n+型半導体領域10を形成する。
【0046】次に、制御ゲート電極9上及びフィールド
絶縁膜4上を含む基板の全面上に層間絶縁膜11を形成
する。この層間絶縁膜11は例えばPSG膜で形成され
る。
絶縁膜4上を含む基板の全面上に層間絶縁膜11を形成
する。この層間絶縁膜11は例えばPSG膜で形成され
る。
【0047】次に、前記層間絶縁膜11に接続孔12を
形成する。この後、前記接続孔12を通して、p型ウエ
ル領域2の活性領域の表面部にイオン打込み法でn型不
純物を導入し、ドレイン領域であるn+型半導体領域10
と一体に形成されるn+型半導体領域13を形成する。
形成する。この後、前記接続孔12を通して、p型ウエ
ル領域2の活性領域の表面部にイオン打込み法でn型不
純物を導入し、ドレイン領域であるn+型半導体領域10
と一体に形成されるn+型半導体領域13を形成する。
【0048】次に、前記接続孔12上を含む層間絶縁膜
11上の全面に例えばスパッタ法で堆積したアルミニウ
ム膜を形成する。この後、前記アルミニウム膜に所定の
パターンニングを施し、n+型半導体領域13に接続孔1
2を通して接続されるデータ線14(DL)を形成する。
11上の全面に例えばスパッタ法で堆積したアルミニウ
ム膜を形成する。この後、前記アルミニウム膜に所定の
パターンニングを施し、n+型半導体領域13に接続孔1
2を通して接続されるデータ線14(DL)を形成する。
【0049】次に、前記データ線14(DL)上を含む層
間絶縁膜11上の全面に例えばポリイミド系樹脂膜で形
成される最終保護膜を形成することにより、本実施例の
EPROMがほぼ完成する。
間絶縁膜11上の全面に例えばポリイミド系樹脂膜で形
成される最終保護膜を形成することにより、本実施例の
EPROMがほぼ完成する。
【0050】以上の説明から明らかなように、本実施例
によれば、以下の効果が得られる。
によれば、以下の効果が得られる。
【0051】すなわち、p-型半導体基板1(p型ウエル
領域2)の非活性領域の表面上にフィールド絶縁膜4が
形成され、このフィールド絶縁膜4で周囲を規定された
前記p-型半導体基板1の活性領域の表面上に電荷蓄積ゲ
ート電極6及びこの上部に制御ゲート電極9が形成さ
れ、前記制御ゲート電極9がフィールド絶縁膜4上を延
在するワード線9(WL)と一体に形成される紫外線消去
型不揮発性記憶素子Qeを有するEPROM(半導体集
積回路装置)の製造方法において、フィールド絶縁膜4
間に第1ゲート材6Aを埋め込み、第1ゲート材6Aの
ゲート幅方向の端部の表面の位置とフィールド絶縁膜4
の表面の位置とがほぼ一致した平坦化を図ることができ
るので、電荷蓄積ゲート電極6のゲート幅方向の端部と
フィールド絶縁膜4との間で生じる段差を緩和し、この
段差部での第2ゲート材9Aのステップカバレッジを高
めることができ、ワード線9(WL)の抵抗値を低減する
ことができる。この結果、EPROM(半導体集積回路
装置)の動作速度の高速化を高めることができる。
領域2)の非活性領域の表面上にフィールド絶縁膜4が
形成され、このフィールド絶縁膜4で周囲を規定された
前記p-型半導体基板1の活性領域の表面上に電荷蓄積ゲ
ート電極6及びこの上部に制御ゲート電極9が形成さ
れ、前記制御ゲート電極9がフィールド絶縁膜4上を延
在するワード線9(WL)と一体に形成される紫外線消去
型不揮発性記憶素子Qeを有するEPROM(半導体集
積回路装置)の製造方法において、フィールド絶縁膜4
間に第1ゲート材6Aを埋め込み、第1ゲート材6Aの
ゲート幅方向の端部の表面の位置とフィールド絶縁膜4
の表面の位置とがほぼ一致した平坦化を図ることができ
るので、電荷蓄積ゲート電極6のゲート幅方向の端部と
フィールド絶縁膜4との間で生じる段差を緩和し、この
段差部での第2ゲート材9Aのステップカバレッジを高
めることができ、ワード線9(WL)の抵抗値を低減する
ことができる。この結果、EPROM(半導体集積回路
装置)の動作速度の高速化を高めることができる。
【0052】また、第1ゲート材6Aのゲート幅方向の
端部がフィールド絶縁膜4に対して自己整合で形成さ
れ、第1ゲート材6Aにゲート幅を規定するパターンニ
ングを施す際のマスクとフィールド絶縁膜4とのマスク
合せ寸法を廃止できるので、このマスク合せ寸法に相当
する分、フィールド絶縁膜4のゲート幅方向の占有面積
を縮小することができる。この結果、EPROM(半導
体集積回路装置)の集積度を高めることができる。
端部がフィールド絶縁膜4に対して自己整合で形成さ
れ、第1ゲート材6Aにゲート幅を規定するパターンニ
ングを施す際のマスクとフィールド絶縁膜4とのマスク
合せ寸法を廃止できるので、このマスク合せ寸法に相当
する分、フィールド絶縁膜4のゲート幅方向の占有面積
を縮小することができる。この結果、EPROM(半導
体集積回路装置)の集積度を高めることができる。
【0053】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
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
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
ない範囲において種々変更可能であることは勿論であ
る。
【0054】例えば、本発明は、FLOTOX(Floati
ng-gate Tunnel Oxide)構造の不揮発性記憶素子を有
する半導体集積回路装置に適用することができる。
ng-gate Tunnel Oxide)構造の不揮発性記憶素子を有
する半導体集積回路装置に適用することができる。
【0055】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下
記のとおりである。
【0056】不揮発性記憶素子を有する半導体集積回路
装置の動作速度の高速化を図ることができる。
装置の動作速度の高速化を図ることができる。
【0057】また、不揮発性記憶素子を有する半導体集
積回路装置の集積度を高めることができる。
積回路装置の集積度を高めることができる。
【図1】 本発明の一実施例であるEPROM(半導体
集積回路装置)の概略構成を示す要部平面図、
集積回路装置)の概略構成を示す要部平面図、
【図2】 図1に示すA−A切断線で切った要部断面
図、
図、
【図3】 図1に示すB−B切断線で切った要部断面
図、
図、
【図4】 前記EPROMの第1製造工程での要部断面
図、
図、
【図5】 前記EPROMの第2製造工程での要部断面
図、
図、
【図6】 前記EPROMの第3製造工程での要部断面
図、
図、
【図7】 前記EPROMの第4製造工程での要部断面
図。
図。
1…p-型半導体基板1、2…p型ウエル領域、3…p+型
半導体領域、4…フィールド絶縁膜、5…第1ゲート絶
縁膜、6…電荷蓄積ゲート電極(フローティングゲート
電極)、6A…第1ゲート材、8…第2ゲート絶縁膜、
9…制御ゲート電極(コントロールゲート電極)、9(W
L)…ワード線、9A…第2ゲート材、10…n+型半導
体領域、11…層間絶縁膜、12…接続孔、14(DL)
…データ線、Qe…紫外線消去型不揮発性記憶素子。
半導体領域、4…フィールド絶縁膜、5…第1ゲート絶
縁膜、6…電荷蓄積ゲート電極(フローティングゲート
電極)、6A…第1ゲート材、8…第2ゲート絶縁膜、
9…制御ゲート電極(コントロールゲート電極)、9(W
L)…ワード線、9A…第2ゲート材、10…n+型半導
体領域、11…層間絶縁膜、12…接続孔、14(DL)
…データ線、Qe…紫外線消去型不揮発性記憶素子。
Claims (1)
- 【請求項1】 半導体基板の非活性領域の表面上にフィ
ールド絶縁膜が形成され、このフィールド絶縁膜で周囲
を規定された前記半導体基板の活性領域の表面上に電荷
蓄積ゲート電極及びこの上部に制御ゲート電極が形成さ
れ、前記制御ゲート電極が前記フィールド絶縁膜上を延
在するワード線と一体に形成される不揮発性記憶素子を
有する半導体集積回路装置の製造方法において、下記の
製造工程(イ)乃至(ニ)を備えたことを特徴とする半
導体集積回路装置の製造方法。 (イ)前記半導体基板の非活性領域の表面上に、この半
導体基板の活性領域の表面の位置に比ベて表面の位置が
前記半導体基板の活性領域の表面に対して垂直方向に高
いフィールド絶縁膜を形成する工程、 (ロ)前記半導体基板の活性領域の表面上に、前記フィ
ールド絶縁膜の表面の位置と同等若しくはそれに比ベて
表面の位置が低く、前記活性領域に埋込まれた第1ゲー
ト材を形成する工程、 (ハ)前記第1ゲート材の上部及びフィールド絶縁膜の
上部を含む半導体基板の全面上に第2ゲート材を形成す
る工程、 (ニ)前記第2ゲート材に活性領域においてゲート長を
規定し、非活性領域においてワード線幅を規定するパタ
ーンニング、前記第1ゲート材に活性領域においてゲー
ト長を規定するパターンニングの夫々を順次行い、前記
第2ゲート材で制御ゲート電極及びワード線を形成する
と共に、第1ゲート材で電荷蓄積ゲート電極を形成する
工程。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4187857A JPH0637325A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4187857A JPH0637325A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0637325A true JPH0637325A (ja) | 1994-02-10 |
Family
ID=16213431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4187857A Pending JPH0637325A (ja) | 1992-07-15 | 1992-07-15 | 半導体集積回路装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0637325A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5948963A (en) * | 1997-05-20 | 1999-09-07 | Ngk Insulators, Ltd. | Gas sensor |
-
1992
- 1992-07-15 JP JP4187857A patent/JPH0637325A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5948963A (en) * | 1997-05-20 | 1999-09-07 | Ngk Insulators, Ltd. | Gas sensor |
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Date | Code | Title | Description |
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A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010717 |