JPH0738001A - Manufacture of semiconductor memory - Google Patents

Manufacture of semiconductor memory

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JPH0738001A
JPH0738001A JP17777193A JP17777193A JPH0738001A JP H0738001 A JPH0738001 A JP H0738001A JP 17777193 A JP17777193 A JP 17777193A JP 17777193 A JP17777193 A JP 17777193A JP H0738001 A JPH0738001 A JP H0738001A
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JP
Japan
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oxide film
layer
strip
silicon oxide
film
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP17777193A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Goto
寛 後藤
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JFE Engineering Corp
Original Assignee
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0738001A publication Critical patent/JPH0738001A/en
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Abstract

PURPOSE:To form a floating gate easily without lowering the degree of integration by forming a side-wall oxide film on the side wall of a polysilicon layer to be a floating gate, and providing a spacer oxide film additionally so as to cover the oxide film. CONSTITUTION:A parallel beltlike laminated part G composed of a polysilicon layer 5a, a silicon nitride film 8, and a silicon oxide film 11 is selectively formed on a thermal oxide film 4 formed on the surface of a semiconductor substrate 1. A side-wall oxide film 5d sacrificial is formed on the side wall of the polysilicon layer 5a of the first conductor layer of the beltlike laminated part G, and a spacer oxide film 7' is formed so as to cover the side-wall oxide film 5d. Consequently, it becomes possible to prevent the length of a gate or channel from shrinking, by suppressing the generation of gate bird's beaks in the next thermal oxidation process by this spacer oxide film 7'. Besides, gate sections G1-G4 are averaged by the spacer oxide film 7'.

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、ゲート長を小さく設定
することによって集積度を高めることができるととも
に、セルフアライメント法や熱酸化によって、フローテ
ィングゲートを形成し得る半導体記憶装置の製造方法に
関するものであり、例えば、ソース拡散層を共通とする
二つのトランジスタを最小単位とする不揮発性半導体記
憶装置の製造方法に好適であり、殊に、ソース・ドレイ
ン拡散層を配線層として用いるとともに、これらの拡散
層上に比較的厚い熱酸化膜を形成した半導体記憶装置の
製造方法に係るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor memory device in which a floating gate can be formed by a self-alignment method or thermal oxidation while increasing the degree of integration by setting a small gate length. And is suitable for, for example, a method for manufacturing a non-volatile semiconductor memory device having two transistors having a common source diffusion layer as a minimum unit. In particular, the source / drain diffusion layer is used as a wiring layer and The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor memory device in which a relatively thick thermal oxide film is formed on a diffusion layer.

【0002】[0002]

【従来の技術】図13(a)は、従来の不揮発性半導体
記憶装置を示す断面図であり、半導体基板1にフィール
ド酸化膜2が形成されている。そのフィールド酸化膜2
間に共通ソース拡散層3s とドレイン拡散層3d が形成
され、シリコン酸化膜(トンネル酸化膜)4の上に、フ
ローティングゲートであるポリシリコン層5a (ドープ
トポリシリコン等の導電体層)が形成されている。これ
らの拡散層の表面には比較的厚い熱酸化膜2a,2bが
形成され、その上に層間絶縁層6が形成されて配線層
(ワード線)7が形成されている。共通のソース拡散層
3sとその両側のドレイン拡散層3dと隣接するフロー
ティングゲートからなるトランジスタM11a,11b によ
るメモリセルが形成されている。そのメモリセルを用い
た不揮発性半導体記憶装置の等価回路図の一例が図13
(b)に示されている。W1 〜Wn はワード線であり、
1 がソース線及びB1 がビット線であり、トランジス
タM11a,11b …からなるメモリセルがマトリックス状
に配列されている。
2. Description of the Related Art FIG. 13A is a sectional view showing a conventional nonvolatile semiconductor memory device, in which a field oxide film 2 is formed on a semiconductor substrate 1. The field oxide film 2
A common source diffusion layer 3s and a drain diffusion layer 3d are formed between them, and a polysilicon layer 5a (a conductor layer such as doped polysilicon) which is a floating gate is formed on the silicon oxide film (tunnel oxide film) 4. Has been done. Relatively thick thermal oxide films 2a and 2b are formed on the surfaces of these diffusion layers, and an interlayer insulating layer 6 is formed thereon to form a wiring layer (word line) 7. A memory cell is formed by the transistors M 11a and M 11b each including a common source diffusion layer 3s and floating diffusion gates adjacent to the drain diffusion layers 3d on both sides thereof. An example of an equivalent circuit diagram of a nonvolatile semiconductor memory device using the memory cell is shown in FIG.
It is shown in (b). W 1 to Wn are word lines,
S 1 is a source line and B 1 is a bit line, and memory cells including transistors M 11a, M 11b ... Are arranged in a matrix.

【0003】次に、図14は、半導体記憶装置の他の例
を示し、そのゲート部の要部を断面図で示している。図
14(a)に示すように、半導体基板1には、レジスト
膜9をエッチングマスクとして、シリコン酸化膜4、ポ
リシリコン層5a及びシリコン窒化膜8が形成される。
続いて、図14(b)に示すように、レジスト膜9をマ
スクとしてドーパントがイオン注入され、ドレイン拡散
層(図示なし)及びソース拡散層3sが形成される。そ
の後、熱処理によってドレイン拡散層及びソース拡散層
3sの表面に比較的厚い熱酸化膜2bが形成され、続い
て、ワード線等の配線層10が形成される。その後、層
間絶縁層や金属配線層及び保護膜等が施され、ワイヤー
ボンデングがなされ、半導体記憶装置が形成される。
Next, FIG. 14 shows another example of the semiconductor memory device, and shows a cross-sectional view of the main part of the gate portion thereof. As shown in FIG. 14A, the silicon oxide film 4, the polysilicon layer 5a and the silicon nitride film 8 are formed on the semiconductor substrate 1 by using the resist film 9 as an etching mask.
Subsequently, as shown in FIG. 14B, dopant is ion-implanted using the resist film 9 as a mask to form a drain diffusion layer (not shown) and a source diffusion layer 3s. Then, a relatively thick thermal oxide film 2b is formed on the surfaces of the drain diffusion layer and the source diffusion layer 3s by heat treatment, and subsequently, the wiring layer 10 such as a word line is formed. After that, an interlayer insulating layer, a metal wiring layer, a protective film, and the like are applied, wire bonding is performed, and a semiconductor memory device is formed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上記のような半導体記
憶装置では、単位メモリセルの少なくとも一方が、図1
3に示されるような、ソース拡散層を共通とする二つの
トランジスタを含む半導体記憶装置では、単位メモリセ
ルが一個のトランジスタからなる半導体記憶装置と比較
して極めて大きな面積を要することになる。従って、こ
の種のメモリセルを含む半導体記憶装置では、歩留りを
低下させることなく、集積度を向上させることと、信頼
性を高めることが極めて重要な技術的課題である。
In the semiconductor memory device as described above, at least one of the unit memory cells has the structure shown in FIG.
A semiconductor memory device including two transistors having a common source diffusion layer as shown in 3 requires an extremely large area as compared with a semiconductor memory device in which a unit memory cell includes one transistor. Therefore, in a semiconductor memory device including this type of memory cell, it is a very important technical subject to improve the degree of integration and increase the reliability without lowering the yield.

【0005】殊に、この種の半導体記憶装置では、近接
するトランジスタの絶縁性を高める為に、ソース拡散層
3s及びドレイン拡散層3d の表面に、フローティング
ゲートの周囲を囲むように熱酸化膜2a,2bが形成さ
れる。しかし、このような製造工程では、図13(a)
に示されるように、熱酸化膜2a,2bが形成されると
同時に、フローティングゲートとなるポリシリコン層5
aの下にゲートバーズビークBが形成され易い欠点があ
る。即ち、ポリシリコン層5aの下に、ゲートバーズビ
ークBが入り込むように形成されたとすると、ゲート長
が狭くなり、素子の特性劣化をもたらすおそれがある。
従って、予めその損失分を見越してマスクのゲート長を
設定しなければならず、必要以上にゲート長を大きく設
定する必要があり、その結果、集積度が低下する欠点が
ある。
In particular, in this type of semiconductor memory device, in order to enhance the insulating properties of the adjacent transistors, the thermal oxide film 2a is formed on the surface of the source diffusion layer 3s and the drain diffusion layer 3d so as to surround the periphery of the floating gate. , 2b are formed. However, in such a manufacturing process, as shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the thermal oxide films 2a and 2b are formed, and at the same time, the polysilicon layer 5 to be the floating gate is formed.
There is a drawback that the gate bird's beak B is easily formed under a. That is, if the gate bird's beak B is formed under the polysilicon layer 5a, the gate length is narrowed, which may deteriorate the characteristics of the device.
Therefore, it is necessary to set the gate length of the mask in advance in consideration of the loss, and it is necessary to set the gate length larger than necessary. As a result, there is a drawback that the degree of integration is reduced.

【0006】更に、図14(c)に示すように、ドレイ
ン拡散層及びソース拡散層3sの表面に熱酸化膜2bが
形成されると同時、ポリシリコン層5aの側壁に非常に
厚い犠牲的なサイドウォール酸化膜2cが形成される。
このサイドウォール酸化膜2cの形成により、フローテ
ィングゲートとなるポリシリコン層5aのゲート長が小
さくなる欠点がある。従って、従来の半導体記憶装置の
製造方法では、このバーズビークBの発生と、犠牲的な
サイドウォール酸化膜2cが形成されることによるゲー
ト長の損失を見越してマスクゲート長の寸法を、必要以
上に大きく設定する必要があり、その結果、集積度が低
下する欠点がある。
Further, as shown in FIG. 14C, when the thermal oxide film 2b is formed on the surfaces of the drain diffusion layer and the source diffusion layer 3s, at the same time, a very thick sacrificial layer is formed on the sidewall of the polysilicon layer 5a. Sidewall oxide film 2c is formed.
The formation of the side wall oxide film 2c has a drawback that the gate length of the polysilicon layer 5a to be the floating gate is reduced. Therefore, in the conventional method for manufacturing a semiconductor memory device, the mask gate length is set to an unnecessarily large size in consideration of the generation of the bird's beak B and the loss of the gate length due to the formation of the sacrificial sidewall oxide film 2c. It is necessary to set a large value, and as a result, there is a drawback that the integration degree is reduced.

【0007】更に、図13(a),図14(c)から明
らかなように、ソース拡散層3s及びドレイン拡散層3
dの表面に形成される熱酸化膜2a,2bの形成時に、
ゲートバーズビークBによって、ポリシリコン層5aの
周縁が持ち上がり、ポリシリコン層5aからなるフロー
ティングゲートに損傷を与えるおそれがあるとともに、
その段差部が際立ったものとなる。このような状態で、
ソース拡散層3s及びドレイン拡散層3dに直交するよ
うワード線等の配線層を形成したとすると、配線層がそ
の段差部で段切れが発生するおそれがあり、而も、フロ
ーティングゲートに損傷を与える為に素子の信頼性が劣
化して素子寿命が短くなる欠点を有し、歩留りを低下さ
せる欠点がある。
Further, as is clear from FIGS. 13 (a) and 14 (c), the source diffusion layer 3s and the drain diffusion layer 3 are formed.
When the thermal oxide films 2a and 2b formed on the surface of d are formed,
The gate bird's beak B raises the peripheral edge of the polysilicon layer 5a, which may damage the floating gate formed of the polysilicon layer 5a.
The stepped portion becomes prominent. In this state,
If a wiring layer such as a word line is formed so as to be orthogonal to the source diffusion layer 3s and the drain diffusion layer 3d, there is a risk that the wiring layer may be stepped at the step portion, and this may damage the floating gate. Therefore, there is a defect that the reliability of the device is deteriorated and the device life is shortened, and there is a defect that the yield is reduced.

【0008】本発明は、上述のような問題点に鑑みなさ
れたものであって、集積度を低下させることなく、而も
フローティングゲートの形成が容易な半導体記憶装置の
製造方法を提供することを目的とするものである。更
に、メモリセルの電気的特性が揃い、素子寿命の長い半
導体記憶装置の製造方法を提供することを目的とするも
のである。
The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor memory device in which a floating gate can be easily formed without lowering the degree of integration. It is intended. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor memory device in which the electric characteristics of the memory cells are uniform and the element life is long.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上述のような課題を解決
する為に、本発明の半導体記憶装置の製造方法につい
て、図1の原理的な製造工程に基づいて説明する。 半導体基板1の表面に第1のシリコン酸化膜が形成さ
れ、その上に第1の導電体層、第1のシリコン窒化膜及
び第2のシリコン酸化膜を積層形成する。続いて、図1
(a)に示すように、前記第2のシリコン酸化膜とその
下層の第1のシリコン窒化膜等を選択的に除去して、第
1のシリコン酸化膜4の上に第1の導電体層(ポリシリ
コン層)5a、第1のシリコン窒化膜8及び第2のシリ
コン酸化膜11からなる帯状積層部Gを形成する。 図1(b)に示すように、熱酸化工程を経て帯状積層
部Gの第1の導電体層5aの側壁にサイドウォール酸化
膜5dを形成してドーパントをイオン注入してドレイン
拡散層及びソース拡散層3sを形成する。 図1(c)に示すように、帯状積層部Gの第2のシリ
コン酸化膜11の側壁からシリコン窒化膜8及びサイド
ウォール酸化膜5dを覆うスペーサ・ポリシリコン層7
を形成する。 図1(d)に示すように、帯状積層部Gの表層のシリ
コン酸化膜11を除去した後、ドレイン拡散層及びソー
ス拡散層3sの表面に熱酸化膜2b′を形成し、スペー
サ・ポリシリコン層7はスペーサ酸化膜7′となる。 ポリシリコン層或いはポリサイド層等からなる第2の
導電体層の配線層10を形成し、配線層10をマスクと
しセルフアライメント法により、熱酸化工程を経てフロ
ーティングゲートが形成される。
In order to solve the above problems, a method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention will be described based on the principle manufacturing process of FIG. A first silicon oxide film is formed on the surface of the semiconductor substrate 1, and a first conductor layer, a first silicon nitride film, and a second silicon oxide film are laminated on the first silicon oxide film. Then, Fig. 1
As shown in (a), the second silicon oxide film and the underlying first silicon nitride film and the like are selectively removed, and the first conductor layer is formed on the first silicon oxide film 4. (Polysilicon layer) 5a, first silicon nitride film 8 and second silicon oxide film 11 are formed into a strip-shaped laminated portion G. As shown in FIG. 1B, a sidewall oxide film 5d is formed on the sidewall of the first conductor layer 5a of the strip-shaped laminated portion G through a thermal oxidation process, and a dopant is ion-implanted to form a drain diffusion layer and a source. The diffusion layer 3s is formed. As shown in FIG. 1C, a spacer / polysilicon layer 7 covering the side wall of the second silicon oxide film 11 of the strip-shaped laminated portion G and the silicon nitride film 8 and the side wall oxide film 5d.
To form. As shown in FIG. 1 (d), after removing the silicon oxide film 11 on the surface layer of the strip-shaped laminated portion G, a thermal oxide film 2b 'is formed on the surfaces of the drain diffusion layer and the source diffusion layer 3s to form a spacer polysilicon. Layer 7 becomes spacer oxide film 7 '. A wiring layer 10 of a second conductor layer made of a polysilicon layer or a polycide layer is formed, and a floating gate is formed through a thermal oxidation process by the self-alignment method using the wiring layer 10 as a mask.

【0010】又、上記の製造工程に続き、ドレイン拡
散層及びソース拡散層3sに対して略直交するように、
ポリシリコン層或いはポリサイド層等からなる第2の導
電体層をパターニングして複数の平行する配線層10を
形成し、前記配線層をマスクとするセルフアライメント
法によって前記第1のシリコン窒化膜とその下層の第1
の導電体層(ポリシリコン層)5aを除去した後、酸化
工程を経て前記配線層直下の第1の導電体層の側壁を酸
化させてフローティングゲートを形成する。又、上記
の製造工程に続き、前記ドレイン拡散層及びソース拡散
層3sに対して略直交するように、ポリシリコン層或い
はポリサイド層等からなる第2の導電体層をパターニン
グして複数の平行な配線層10を形成し、前記配線層を
マスクとするセルフアライメント法によって前記第1の
シリコン窒化膜とその下層の第1の導電体層(ポリシリ
コン層5a)をエッチングして薄くした後、前記第1の
導電体層を酸化させてフローティングゲートを形成す
る。又、上記の製造工程に続き、前記ドレイン拡散層
及びソース拡散層3sに対して略直交するように、ポリ
シリコン層或いはポリサイド層等からなる第2の導電体
層をパターニングして複数の平行な配線層10を形成
し、前記配線層をマスクとしセルフアライメント法によ
り、前記第1のシリコン窒化膜とその下層の第1の導電
体層(ポリシリコン層5a)を酸化させてフローティン
グゲートを形成する。
Further, following the above manufacturing process, the drain diffusion layer and the source diffusion layer 3s are formed so as to be substantially orthogonal to each other.
A second conductor layer made of a polysilicon layer or a polycide layer is patterned to form a plurality of parallel wiring layers 10, and the first silicon nitride film and the first silicon nitride film are formed by a self-alignment method using the wiring layers as a mask. Lower first
After removing the conductor layer (polysilicon layer) 5a, the side wall of the first conductor layer immediately below the wiring layer is oxidized through an oxidation step to form a floating gate. Further, following the above manufacturing process, a second conductor layer made of a polysilicon layer, a polycide layer or the like is patterned so as to be substantially orthogonal to the drain diffusion layer and the source diffusion layer 3s, and a plurality of parallel layers are formed. After the wiring layer 10 is formed, the first silicon nitride film and the underlying first conductor layer (polysilicon layer 5a) are etched and thinned by a self-alignment method using the wiring layer as a mask. The first conductor layer is oxidized to form a floating gate. Further, following the above manufacturing process, a second conductor layer made of a polysilicon layer, a polycide layer or the like is patterned so as to be substantially orthogonal to the drain diffusion layer and the source diffusion layer 3s, and a plurality of parallel layers are formed. A wiring layer 10 is formed, and the first silicon nitride film and the underlying first conductor layer (polysilicon layer 5a) are oxidized by a self-alignment method using the wiring layer as a mask to form a floating gate. .

【0011】[0011]

【作用】上述のような手段によって、本発明に係る半導
体記憶装置の製造方法は、半導体基板の表面の形成され
た熱酸化膜の上に、ポリシリコン層、シリコン窒化膜、
シリコン酸化膜からなる平行な帯状積層部が選択的に形
成され、帯状積層部の第1の導電体層のポリシリコン層
の側壁に犠牲的なサイドウォール酸化膜を形成し、サイ
ドウォール酸化膜を覆うようにスペーサ酸化膜を形成
し、このスペーサ酸化膜によって、次の熱酸化工程でゲ
ートバーズビークが発生するのを抑えて、ゲート長或い
はチャネル長が縮小するのを防止するようにし、スペー
サ酸化膜によりゲート部が平坦化される。
According to the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention, as described above, a polysilicon layer, a silicon nitride film, and a polysilicon layer are formed on the thermal oxide film formed on the surface of the semiconductor substrate.
A parallel strip-shaped laminated portion made of a silicon oxide film is selectively formed, a sacrificial sidewall oxide film is formed on the sidewall of the polysilicon layer of the first conductor layer of the strip-shaped laminated portion, and the sidewall oxide film is formed. A spacer oxide film is formed so as to cover, and the spacer oxide film suppresses the generation of gate bird's beaks in the next thermal oxidation step to prevent the gate length or the channel length from being reduced. The film flattens the gate portion.

【0012】又、配線層をマスクとするセルフアライメ
ント法による第1の導電体層のエッチングにより、或い
は配線層をマスクとして第1の導電体層の熱酸化によっ
て、配線層で覆われている部分のポリシリコン層をフロ
ーティングゲートとするものであり、マスク合わせによ
る誤差が発生することがなく、メモリセルの電気的特性
が揃う。又、帯状積層部であって素子間のポリシリコン
層をシリコン酸化膜とすることによって、絶縁性を高め
るとともに、そのポリシリコン層をエッチングすること
によって、段差部を平坦化する。
Further, a portion covered with the wiring layer by etching the first conductor layer by a self-alignment method using the wiring layer as a mask or by thermal oxidation of the first conductor layer using the wiring layer as a mask. Since the polysilicon layer is used as a floating gate, an error due to mask alignment does not occur, and the electrical characteristics of the memory cell are uniform. In addition, the polysilicon layer between the elements, which is a strip-shaped laminated portion, is made of a silicon oxide film to enhance the insulating property, and the polysilicon layer is etched to flatten the step portion.

【0013】[0013]

【実施例】(実施例1)以下、本発明に係る半導体記憶
装置の製造方法の実施例について、その要部を示す図2
(a)〜図5(a)と、それらのx−x′線に沿った断
面図である図2(b)〜 図5(b)に基づいて説明す
る。尚、本発明に係る半導体記憶装置の製造方法は、例
えば、図13(a)に示したように、ソース拡散層を共
通とする二つのトランジスタを基本単位とするメモリセ
ルからなるもの、及び、メモリセルの少なくとも一方が
このような構成のもの、並びに、このようなメモリセル
を少なくとも二つ直列或いは並列に設けて単位メモリセ
ルとする半導体記憶装置等を対象とするものである。
(Embodiment 1) An embodiment of a method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention will be described with reference to FIG.
Description will be given based on (a) to FIG. 5 (a) and FIG. 2 (b) to FIG. 5 (b) which are cross-sectional views taken along the line xx ′. Incidentally, the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention includes, for example, as shown in FIG. 13A, a memory cell having a basic unit of two transistors having a common source diffusion layer, and At least one of the memory cells has such a structure, and a semiconductor memory device in which at least two such memory cells are provided in series or in parallel to form a unit memory cell is targeted.

【0014】先ず、半導体基板が前処理された後、半導
体基板の表面に熱酸化によって厚さ約100Åの熱酸化
膜(シリコン酸化膜)が形成され、選択的にフィールド
酸化膜が形成される。無論、CMOSトランジスタを含
む場合は、ウエル形成工程が行われる。半導体基板に形
成された熱酸化膜の上に、CVD法によって厚さ約20
00Åのポリシリコン層が形成される。ポリシリコン層
は、リン等のドーパントをイオン注入して導電性のドー
プトポリシリコン層とする。又、予めリン等のドーパン
トをドープしたものをCVD法により堆積してもよい。
更に、厚さ約100Åのシリコン窒化膜が形成され、C
VD法により約2000Åの厚さのシリコン酸化膜が堆
積される。このようにして半導体基板の表面に、熱酸化
膜、ポリシリコン層、シリコン窒化膜及びシリコン酸化
膜が積層形成される。尚、上記ポリシリコン層には、拡
散工程でその表面に薄いシリコン酸化膜が形成される。
First, after the semiconductor substrate is pretreated, a thermal oxide film (silicon oxide film) having a thickness of about 100 Å is formed on the surface of the semiconductor substrate by thermal oxidation, and a field oxide film is selectively formed. Of course, when a CMOS transistor is included, a well forming step is performed. A thickness of about 20 is formed on the thermal oxide film formed on the semiconductor substrate by the CVD method.
A 00Å polysilicon layer is formed. The polysilicon layer is ion-implanted with a dopant such as phosphorus to form a conductive doped polysilicon layer. Alternatively, a material that is previously doped with a dopant such as phosphorus may be deposited by the CVD method.
Furthermore, a silicon nitride film with a thickness of about 100Å is formed, and C
A silicon oxide film having a thickness of about 2000 Å is deposited by the VD method. Thus, the thermal oxide film, the polysilicon layer, the silicon nitride film and the silicon oxide film are laminated on the surface of the semiconductor substrate. A thin silicon oxide film is formed on the surface of the polysilicon layer by a diffusion process.

【0015】その後、図2(a),(b)に示されるよ
うに、表層のシリコン酸化膜にレジスト膜を被着させた
後に、レジスト膜をマスクとし露呈したシリコン酸化膜
とその下層のシリコン窒化膜等が選択的に除去され、ソ
ース・ドレイン拡散層を形成する為の開口部が形成され
る。このエッチング工程で熱酸化膜4の上に、順次ポリ
シリコン層5a、シリコン窒化膜8及びシリコン酸化膜
11が積層された帯状積層部Gが形成される。図示され
ていないが、複数の帯状積層部Gは互いに平行に形成さ
れる。尚、このエッチング工程で熱酸化膜4も多少エッ
チングされる。
After that, as shown in FIGS. 2A and 2B, after a resist film is deposited on the surface silicon oxide film, the exposed silicon oxide film is used as a mask and the underlying silicon film. The nitride film and the like are selectively removed, and openings for forming source / drain diffusion layers are formed. In this etching step, the strip-shaped laminated portion G in which the polysilicon layer 5a, the silicon nitride film 8 and the silicon oxide film 11 are sequentially laminated is formed on the thermal oxide film 4. Although not shown, the plurality of strip-shaped laminated portions G are formed in parallel with each other. The thermal oxide film 4 is also etched to some extent in this etching process.

【0016】上記の製造工程に続いて、図3(a),
(b)は、サイドウォール酸化膜5dと拡散層を形成す
る工程を示している。比較的低温(約850℃)で熱処
理することによって、ポリシリコン層5aの側面に約1
50Åの犠牲的なサイドウォール酸化膜5dが形成され
る。又、先のエッチング工程で多少熱酸化膜4が除去さ
れるがこの酸化工程により、熱酸化膜4の厚さは約10
0Åとなる。続いて、熱酸化膜4、ポリシリコン層5
a、シリコン窒化膜8及びシリコン酸化膜11からなる
帯状積層部Gをマスクとするセルフアライメント法によ
り、燐等のドーパントがイオン注入され、ソース拡散層
3sとドレイン拡散層が形成される。ソース拡散層3S
等は、配線層としても用いられる。続いて、図4
(a),(b)に示すように、CVD法により約150
0Åの厚さにポリシリコン層が堆積され、その後、異方
性エッチングによってスペーサ・ポリシリコン層7が形
成される。(このスペーサ・ポリシリコン層7には砒素
或いは燐等のドーパントをドーピィングすることが望ま
しい。)
Following the above manufacturing steps, as shown in FIG.
(B) shows a step of forming the sidewall oxide film 5d and the diffusion layer. By heat-treating at a relatively low temperature (about 850 ° C.), the side surface of the polysilicon layer 5a is about 1
A 50 Å sacrificial sidewall oxide film 5d is formed. Further, although the thermal oxide film 4 is somewhat removed in the previous etching process, the thickness of the thermal oxide film 4 is about 10 by this oxidation process.
It becomes 0Å. Subsequently, the thermal oxide film 4 and the polysilicon layer 5
A dopant such as phosphorus is ion-implanted by a self-alignment method using the strip-shaped laminated portion G formed of a, the silicon nitride film 8 and the silicon oxide film 11 as a mask to form the source diffusion layer 3s and the drain diffusion layer. Source diffusion layer 3 S
Etc. are also used as a wiring layer. Then, FIG.
As shown in (a) and (b), about 150 by the CVD method.
A polysilicon layer is deposited to a thickness of 0Å, after which a spacer polysilicon layer 7 is formed by anisotropic etching. (It is desirable to dope the spacer / polysilicon layer 7 with a dopant such as arsenic or phosphorus.)

【0017】図5(a),(b)に示すように、シリコ
ン酸化膜11が除去された後、熱酸化(パイロジェニッ
ク酸化)によってシリコン窒化膜8の表面に薄く酸化膜
が形成され、ドレイン拡散層或いはソース拡散層3sの
表面には約2000Åの厚さの熱酸化膜2b′が形成さ
れる。又、スペーサ・ポリシリコン層7は酸化されシリ
コン酸化膜を変質してペーサ酸化膜7′となる。続い
て、ワード線を形成する為に、CVD法により厚さ約2
000Åのポリシリコン層と厚さ約2000Åのタング
ステンシリサイド層とからなる導電層が形成される。更
に、必要に応じてポリシリコン層やシリコン窒化膜或い
はシリコン酸化膜等が被着される。その後、導電層は、
エッチングによりパターニングされてソース・ドレイン
拡散層に直交するワード線となる配線層10が形成され
る。その後、配線層10をマスクとしてセルフアライメ
ント法により、ポリシリコン層5aによるフローティン
グゲートが形成され、続いて、通常の製造工程により、
層間絶縁層、金属配線層及び保護膜が形成される。
As shown in FIGS. 5A and 5B, after the silicon oxide film 11 is removed, a thin oxide film is formed on the surface of the silicon nitride film 8 by thermal oxidation (pyrogenic oxidation), and the drain is formed. A thermal oxide film 2b 'having a thickness of about 2000Å is formed on the surface of the diffusion layer or the source diffusion layer 3s. Further, the spacer / polysilicon layer 7 is oxidized and the silicon oxide film is altered to become a pacer oxide film 7 '. Then, in order to form a word line, a thickness of about 2 is formed by a CVD method.
A conductive layer consisting of a 000 Å polysilicon layer and a tungsten suicide layer having a thickness of about 2000 Å is formed. Further, a polysilicon layer, a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like is deposited if necessary. After that, the conductive layer is
The wiring layer 10 which is patterned by etching and serves as a word line orthogonal to the source / drain diffusion layer is formed. After that, a floating gate is formed by the polysilicon layer 5a by the self-alignment method using the wiring layer 10 as a mask, and then by a normal manufacturing process.
An interlayer insulating layer, a metal wiring layer and a protective film are formed.

【0018】(実施例2)次に、本発明の半導体記憶装
置の製造方法の他の実施例について図6及び図7に基づ
いて説明する。上記の実施例のように帯状積層部Gの側
壁にスペーサ・ポリシリコン層7が形成された後、スペ
ーサ・ポリシリコン層7は酸化工程を経てシリコン酸化
層に変質し、ドレイン拡散層或いはソース拡散層3sの
表面に熱酸化膜2b′が形成される。シリコン酸化膜1
1が除去されてシリコン窒化膜8を露呈する。続いて、
ワード線を形成する為に、CVD法により厚さ約200
0Åのポリシリコン層と厚さ約2000Åのタングステ
ンシリサイド層とからなる導電層が形成される。上記実
施例と同様に、ポリシリコン層やシリコン窒化膜或いは
シリコン酸化膜等が必要に応じて被着される。
(Embodiment 2) Next, another embodiment of the method for manufacturing a semiconductor memory device of the present invention will be described with reference to FIGS. After the spacer / polysilicon layer 7 is formed on the side wall of the strip-shaped laminated portion G as in the above-described embodiment, the spacer / polysilicon layer 7 is transformed into a silicon oxide layer through an oxidation process, and the drain diffusion layer or the source diffusion layer is A thermal oxide film 2b 'is formed on the surface of the layer 3s. Silicon oxide film 1
1 is removed to expose the silicon nitride film 8. continue,
The thickness of about 200 is formed by the CVD method to form the word line.
A conductive layer composed of a 0Å polysilicon layer and a tungsten silicide layer having a thickness of about 2000Å is formed. Similar to the above embodiment, a polysilicon layer, a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like is deposited as needed.

【0019】その後、図6(a)に示されるように、ポ
リシリコン層等の配線層10はパターニングされる。図
6(b)がそのx−x′線に沿った断面図であり、この
製造工程ではポリシリコン層5aは残されている。図6
(c)はそのy−y′線に沿った断面図であり、配線層
10が形成されたゲート部G1 を示している。続いて、
図7(a)に示されるように、配線層10をマスクとし
てセルフアラインメント法により、ポリシリコン層5a
が除去され、フローティングゲートが形成される。図7
(b)は、そのx−x′線に沿った断面図であり、この
部分のポリシリコン層5aは除去されており、図7
(c)はそのy−y′線に沿った断面図であり、配線層
10をマスクとしてセルフアライメント法により、フロ
ーティングゲートとしてポリシリコン層5aが残されて
いる。その後、ポリシリコン層5aの側面を酸化してフ
ローティングゲートが形成される。上記のような製造工
程によれば、図8の斜視図に示すように、配線層10を
マスクとしてセルフアラインメント法により、ポリシリ
コン層5aが除去され、酸化工程を経てフローティング
ゲートが形成され、ソース拡散層3sを共通とし、ゲー
ト部G1 ,G2 が設けられた二つのトランジスタが形成
される。その後、通常の製造工程により、層間絶縁層、
金属配線層等が形成され、半導体記憶装置が形成され
る。
After that, as shown in FIG. 6A, the wiring layer 10 such as a polysilicon layer is patterned. FIG. 6B is a sectional view taken along the line xx ', and the polysilicon layer 5a is left in this manufacturing process. Figure 6
(C) its y-y 'is a cross-sectional view taken along line shows the gate portion G 1 to the wiring layer 10 is formed. continue,
As shown in FIG. 7A, the polysilicon layer 5a is formed by the self-alignment method using the wiring layer 10 as a mask.
Are removed and a floating gate is formed. Figure 7
7B is a sectional view taken along the line xx ′, in which the polysilicon layer 5a in this portion is removed, and FIG.
(C) is a cross-sectional view taken along the line yy ', in which the polysilicon layer 5a is left as a floating gate by the self-alignment method using the wiring layer 10 as a mask. Then, the side surface of the polysilicon layer 5a is oxidized to form a floating gate. According to the above-described manufacturing process, as shown in the perspective view of FIG. 8, the polysilicon layer 5a is removed by the self-alignment method using the wiring layer 10 as a mask, and the floating gate is formed through the oxidation process. Two transistors having the common diffusion layer 3s and provided with the gate portions G 1 and G 2 are formed. After that, the interlayer insulating layer,
A metal wiring layer and the like are formed to form a semiconductor memory device.

【0020】(実施例3)次に、本発明の半導体記憶装
置の製造方法の他の実施例について図9及び図10に基
づいて説明する。実施例3は、実施例1に示されたよう
に配線層10のパターニングの後、以下のような製造工
程が行われる。 図9(a)のx−x′線に沿った断面
図が図9(b)であり、図9(b)がy−y′線に沿っ
た断面図である。この図から明らかなように、パターニ
ング工程で配線層10が形成された後、配線層10をマ
スクとしてセルフアライメント法により、配線層10の
周囲のポリシリコン層5aは半分の膜厚にエッチングさ
れる。
(Embodiment 3) Next, another embodiment of the method for manufacturing a semiconductor memory device of the present invention will be described with reference to FIGS. In the third embodiment, after the wiring layer 10 is patterned as shown in the first embodiment, the following manufacturing process is performed. 9B is a sectional view taken along the line xx ′ of FIG. 9A, and FIG. 9B is a sectional view taken along the line yy ′ of FIG. As is clear from this figure, after the wiring layer 10 is formed in the patterning step, the polysilicon layer 5a around the wiring layer 10 is etched to a half thickness by the self-alignment method using the wiring layer 10 as a mask. .

【0021】その後、図10(a)とそれらの断面図で
ある図10(b),図10(c)に示すように、酸化工
程によって半分の膜厚となったポリシリコン層5a′に
比較的厚い熱酸化膜2dを形成する。このように素子分
離領域に比較的厚い熱酸化膜2dを形成することによっ
て、熱酸化膜2dによって側面が保護されたポリシリコ
ン層5aによるフローティングゲートが形成される。素
子間の絶縁性や平坦化を図ることができるので、集積度
を向上させることができるとともに、歩留りが向上す
る。続いて、通常の製造工程により、層間絶縁層、金属
配線層及び保護膜が形成される。この実施例では、配線
層10間に露呈するポリシリコン層5aの厚さを制御す
ることによって、ゲート部G3 の段差に応じてその厚み
を制御して平坦化が可能である。
Then, as shown in FIG. 10A and their cross-sectional views of FIG. 10B and FIG. 10C, a comparison is made with the polysilicon layer 5a 'which has been halved in thickness by the oxidation process. A thick thermal oxide film 2d is formed. By forming the relatively thick thermal oxide film 2d in the element isolation region in this manner, a floating gate is formed by the polysilicon layer 5a whose side surface is protected by the thermal oxide film 2d. Since insulation and flattening between elements can be achieved, the degree of integration can be improved and the yield can be improved. Then, an interlayer insulating layer, a metal wiring layer, and a protective film are formed by a normal manufacturing process. In this embodiment, by controlling the thickness of the polysilicon layer 5a exposed between the wiring layers 10, it is possible to control the thickness according to the level difference of the gate portion G 3 and planarize.

【0022】(実施例4)次に、本発明の半導体記憶装
置の製造方法の他の実施例について図11及び図12に
基づいて説明する。実施例1で示した製造工程と同一製
造工程を経て、図11(a),(b),(c)に示すよ
うに、配線層10がパターニングされて形成され、配線
層10の周囲のシリコン窒化膜8が除去される。その
後、図12(a),(b),(c)に示すように、配線
層10間に露呈するポリシリコン層5aを除去すること
なく、熱酸化工程によって隣接するトランジスタの絶縁
性を保つ為に、比較的厚いシリコン酸化膜2eが形成さ
れ、素子分離領域を形成する。この熱酸化工程によっ
て、配線層10の下のポリシリコン層5aがフローティ
ングゲートとなる。
(Embodiment 4) Next, another embodiment of the method for manufacturing a semiconductor memory device of the present invention will be described with reference to FIGS. Through the same manufacturing process as that of the first embodiment, as shown in FIGS. 11A, 11B, and 11C, the wiring layer 10 is patterned and formed, and silicon around the wiring layer 10 is formed. The nitride film 8 is removed. Thereafter, as shown in FIGS. 12A, 12B, and 12C, the polysilicon layer 5a exposed between the wiring layers 10 is not removed, and the insulating properties of adjacent transistors are maintained by a thermal oxidation process. Then, a relatively thick silicon oxide film 2e is formed to form an element isolation region. By this thermal oxidation step, the polysilicon layer 5a under the wiring layer 10 becomes a floating gate.

【0023】又、この熱酸化工程では、配線層10の表
面をシリコン窒化膜等の耐酸化性薄膜で保護することが
望ましい。尚、熱酸化工程でシリコン酸化膜2eが形成
される際に、ソース・ドレイン拡散層の拡散深さが深く
なる傾向にあり、このような傾向が強い場合には、イオ
ン注入後に、ランプアニール工程等によるRTA(rapi
d thermal annealing)工程を採用することによって、ソ
ース・ドレイン拡散層をシャロー拡散層とし必要以上に
深い熱拡散層とならないようにすることが望ましい。こ
の実施例では、ゲート部G4 の段差部がスペーサ酸化膜
7′とシリコン酸化膜2eの形成によって平坦化され、
配線層10の段切れ等の発生を抑制することができると
ともに、隣接するトランジスタ間にシリコン酸化膜2e
が形成されるので絶縁性が保たれる。
In the thermal oxidation step, it is desirable to protect the surface of the wiring layer 10 with an oxidation resistant thin film such as a silicon nitride film. When the silicon oxide film 2e is formed in the thermal oxidation step, the diffusion depth of the source / drain diffusion layer tends to be deep. If such a tendency is strong, a lamp annealing step is performed after the ion implantation. RTA (rapi by
It is desirable that the source / drain diffusion layer be a shallow diffusion layer so that it does not become a deeper thermal diffusion layer than necessary by adopting a d thermal annealing) process. In this embodiment, the step portion of the gate portion G 4 is flattened by forming the spacer oxide film 7'and the silicon oxide film 2e,
It is possible to suppress the occurrence of step breakage of the wiring layer 10 and to form the silicon oxide film 2e between adjacent transistors.
Is formed, the insulating property is maintained.

【0024】上記の実施例1乃至4で示したように、本
発明の半導体記憶装置の製造方法では、ゲートバーズビ
ークの発生を抑制する為に、サイドウォール酸化膜を形
成し、スペーサ酸化膜が形成されている。実施例のスペ
ーサ酸化膜は、ポリシリコン層の熱酸化によるシリコン
酸化が行われて形成されているが、この実施例に限定す
ることなく、シリコン窒化膜等の他の半導体材料を用い
てもよいことは明らかである。又、フローティングゲー
トには、ドープトポリシリコン層に限定することなく、
他の導電性を有する導電体膜であってもよいことは明ら
かである。又、サイドウォール酸化膜とスペーサ酸化膜
の形成により、ゲートバーズビークの発生が抑制され、
ゲート部のポリシリコン層がその影響を受け難いので、
ゲート電極とその下のソース・ドレイン拡散層の間隔、
即ち、トンネル電流に寄与するチャネル方向の長さが、
従来は0.1μm程度であったのに対して、約0.2μ
m程度のチャネル長を確保することができる。無論、ト
ンネル電流の流れる領域でゲート酸化膜の膜厚生成が極
めて安定に形成できるものである。
As described in Embodiments 1 to 4, in the method of manufacturing a semiconductor memory device of the present invention, the sidewall oxide film is formed and the spacer oxide film is formed in order to suppress the generation of gate bird's beak. Has been formed. The spacer oxide film of the embodiment is formed by performing silicon oxidation by thermal oxidation of the polysilicon layer, but the present invention is not limited to this embodiment, and other semiconductor materials such as a silicon nitride film may be used. That is clear. Further, the floating gate is not limited to the doped polysilicon layer,
Obviously, it may be a conductor film having another conductivity. Further, the formation of the sidewall oxide film and the spacer oxide film suppresses the generation of gate bird's beaks,
Since the polysilicon layer of the gate part is not easily affected by it,
The distance between the gate electrode and the source / drain diffusion layer below it,
That is, the length in the channel direction that contributes to the tunnel current is
Conventionally, it was about 0.1 μm, but about 0.2 μm
It is possible to secure a channel length of about m. Of course, the film thickness of the gate oxide film can be formed extremely stably in the region where the tunnel current flows.

【0025】殊に、単位メモリセルがソース拡散層を共
通とし、ゲート電極が隣接して形成される半導体記憶装
置の製造方法として極めて効果的であり、不揮発性半導
体記憶装置を、上記のような製造方法で形成することに
よって、ゲートバーズビークの発生によってフローティ
ングゲートが損傷を受けることがなく、メモリセルの電
気的特性のばらつきを少なくすることができる。従っ
て、本発明の半導体記憶装置の製造方法によれば、マス
ク合わせによるばらつきが発生しない為に、従来より歩
留りも向上させることが可能であり、データの書換え可
能回数が2倍以上に向上させることができる。
In particular, it is extremely effective as a method for manufacturing a semiconductor memory device in which unit memory cells share a source diffusion layer and gate electrodes are formed adjacent to each other. By using the manufacturing method, the floating gate is not damaged by the generation of the gate bird's beak, and the variation in the electrical characteristics of the memory cell can be reduced. Therefore, according to the method of manufacturing a semiconductor memory device of the present invention, since the variation due to the mask alignment does not occur, the yield can be improved as compared with the conventional method, and the number of times data can be rewritten can be more than doubled. You can

【0026】[0026]

【発明の効果】上述のように、本発明によれば、フロー
ティングゲートとなるポリシリコン層の側壁にサイドウ
ォール酸化膜が形成され、サイドウォール酸化膜を覆う
ようにスペーサ酸化膜が付設されることによって、ソー
ス・ドレイン拡散層の表面に比較的厚い熱酸化膜を形成
したとしても、このスペーサ酸化膜がゲート部の下層に
バーズビークが発生するのを抑制するので、略マスク寸
法通りのゲート長やチャネル長を形成することができる
とともに、ゲート長やチャネル長を必要最小寸法に設定
することができる利点があり、従って、集積度を高める
効果を有する。又、ゲートバーズビークの発生の制御に
用いられたスペーサ酸化膜は、フローティングゲートの
絶縁に用いられるとともに、ゲート部の段差の緩和に用
いられるので、ワード線等の配線層の密着性を改善し得
る利点がある。又、ワード線等の配線層をマスクとする
セルフアライメント法によって、素子分離領域に位置す
るシリコン窒化膜やポリシリコン層のエッチングを行っ
たり、或いはポリシリコン層の熱酸化が可能であり、こ
れらの製造工程によってフローティングゲートが形成さ
れるので、これらのマスク合わせによる誤差が発生する
ことがなく、集積度を低下させることがなく、歩留りの
向上に寄与する利点がある。
As described above, according to the present invention, the sidewall oxide film is formed on the side wall of the polysilicon layer to be the floating gate, and the spacer oxide film is provided so as to cover the sidewall oxide film. Therefore, even if a relatively thick thermal oxide film is formed on the surface of the source / drain diffusion layer, this spacer oxide film prevents the bird's beak from occurring in the lower layer of the gate portion. There is an advantage that the channel length can be formed and the gate length and the channel length can be set to the required minimum dimension, and therefore, the effect of increasing the degree of integration is obtained. In addition, the spacer oxide film used to control the generation of the gate bird's beak is used to insulate the floating gate and also to reduce the step difference in the gate portion, so that the adhesion of the wiring layer such as the word line is improved. There is an advantage to get. Further, by a self-alignment method using a wiring layer such as a word line as a mask, the silicon nitride film or the polysilicon layer located in the element isolation region can be etched, or the polysilicon layer can be thermally oxidized. Since the floating gate is formed by the manufacturing process, there are advantages that errors due to these mask alignments do not occur, the degree of integration is not reduced, and the yield is improved.

【0027】更に、本発明によれば、フラッシュEPR
OM等の不揮発性半導体記憶装置をこの製造方法に基づ
いて形成すれば、ゲートバーズビークの発生によるフロ
ーティグゲートの損傷を受けることがないので、従来の
ものよりデータの書換え可能回数が2倍以上も向上し、
素子寿命を延ばすことが可能であるとともに、最初のゲ
ート部の形成により、ゲート長或いはチャネル長が設定
されるので、メモリセルの電気的特性のばらつきを極め
て少なくすることができる。従って、不揮発性半導体記
憶装置の歩留りを一層向上させることができる利点を有
する。
Further in accordance with the present invention, a flash EPR
If a non-volatile semiconductor memory device such as an OM is formed based on this manufacturing method, the floating gate is not damaged by the generation of a gate bird's beak. Also improved,
The device life can be extended, and since the gate length or the channel length is set by forming the first gate portion, the variation in the electrical characteristics of the memory cell can be extremely reduced. Therefore, there is an advantage that the yield of the nonvolatile semiconductor memory device can be further improved.

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

【図1】(a)〜(d)は、本発明に係る半導体記憶装
置の製造方法に於ける原理的な製造工程を示す断面図で
ある。
1A to 1D are cross-sectional views showing a principle manufacturing process in a method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention.

【図2】(a)は、本発明の第1の実施例の製造工程を
示す平面図、(b)はそのx−x′線に沿った断面図で
ある。
2A is a plan view showing a manufacturing process of the first embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a sectional view taken along the line xx ′.

【図3】(a)は、図2に続く、製造工程を示す平面
図、(b)はそのx−x′線に沿った断面図である。
3A is a plan view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 2, and FIG. 3B is a sectional view taken along line xx ′ thereof.

【図4】(a)は、図3に続く、製造工程を示す平面
図、(b)はそのx−x′線に沿った断面図である。
4A is a plan view showing the manufacturing process following FIG. 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line xx ′.

【図5】(a)は、図4に続く、製造工程を示す平面
図、(b)はそのx−x′線に沿った断面図である。
5A is a plan view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 4, and FIG. 5B is a sectional view taken along line xx ′ thereof.

【図6】(a)は、本発明の第2の実施例の製造工程を
示す平面図、(b)はそのx−x′線に沿った断面図、
(c)はそのy−y′線に沿った断面図である。
6A is a plan view showing a manufacturing process of a second embodiment of the present invention, FIG. 6B is a sectional view taken along line xx ′ of FIG.
(C) is a sectional view taken along the line yy '.

【図7】(a)は、図6に続く、製造工程を示す平面
図、(b)はそのx−x′線に沿った断面図、(c)は
そのy−y′線に沿った断面図である。
7A is a plan view showing a manufacturing process following FIG. 6, FIG. 7B is a sectional view taken along line xx ′, and FIG. 7C is a view taken along line yy ′. FIG.

【図8】第2の実施例の半導体記憶装置の斜視図であ
る。
FIG. 8 is a perspective view of a semiconductor memory device according to a second embodiment.

【図9】(a)は本発明の第3の実施例の製造工程を示
す平面図、(b)はそのx−x′線に沿った断面図、
(c)のy−y′線に沿った断面図である。
9A is a plan view showing a manufacturing process of a third embodiment of the present invention, FIG. 9B is a sectional view taken along line xx ′ of FIG.
It is sectional drawing which followed the yy 'line of (c).

【図10】(a)は、図9に続く、製造工程を示す平面
図、(b)はそのx−x′線に沿った断面図、(c)は
そのy−y′線に沿った断面図である。
10A is a plan view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 9, FIG. 10B is a sectional view taken along line xx ′, and FIG. 10C is taken along line yy ′. FIG.

【図11】(a)は本発明の第4の実施例の製造工程を
示す平面図、(b)はそのx−x′線に沿った断面図、
(c)のy−y′線に沿った断面図である。
11A is a plan view showing a manufacturing process of a fourth embodiment of the present invention, FIG. 11B is a sectional view taken along line xx ′ of FIG.
It is sectional drawing which followed the yy 'line of (c).

【図12】(a)は、図11に続く、製造工程を示す平
面図、(b)はそのx−x′線に沿った断面図、(c)
はそのy−y′線に沿った断面図である。
12A is a plan view showing a manufacturing process subsequent to FIG. 11, FIG. 12B is a sectional view taken along line xx ′ of FIG.
Is a sectional view taken along the line yy '.

【図13】(a)は、従来の半導体記憶装置の製造方法
の一例を示す断面図、(b)はその等価回路図である。
13A is a sectional view showing an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor memory device, and FIG. 13B is an equivalent circuit diagram thereof.

【図14】(a)〜(c)は、従来の半導体記憶装置の
製造方法の一例を示す断面図である。
14A to 14C are cross-sectional views showing an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

G 帯状積層部 G1 〜G4 ゲート部 1 半導体基板 2a,2b 熱酸化膜 2b′2d 熱酸化膜 2e シリコン酸化膜 3s ソース拡散層 3d ドレイン拡散層 4,4′ 熱酸化膜(シリコン酸化膜) 5a,5a′ ポリシリコン層(ドープトポリシリコン
層) 5d サイドウォール酸化膜 7 スペース・ポリシリコン層 7′ スペース酸化膜 8 シリコン窒化膜 10 配線層 11 シリコン酸化膜
G band-shaped laminated part G 1 to G 4 gate part 1 semiconductor substrate 2a, 2b thermal oxide film 2b′2d thermal oxide film 2e silicon oxide film 3s source diffusion layer 3d drain diffusion layer 4, 4 ′ thermal oxide film (silicon oxide film) 5a, 5a 'Polysilicon layer (doped polysilicon layer) 5d Sidewall oxide film 7 Space polysilicon layer 7'Space oxide film 8 Silicon nitride film 10 Wiring layer 11 Silicon oxide film

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ソース・ドレイン拡散層の表面に比較的
厚い熱酸化膜が形成された半導体記憶装置の製造方法に
於いて、 半導体基板上に、少なくとも第1のシリコン酸化膜、第
1の導電体層、第1のシリコン窒化膜及び第2のシリコ
ン酸化膜を積層形成する工程と、 前記第2のシリコン酸化膜とその下層の第1のシリコン
窒化膜等を選択的に除去して前記第1のシリコン酸化膜
又は前記半導体基板表面を露出させることによって選択
的に残された平行な帯状積層部を形成するエッチング工
程と、 前記帯状積層部の第1の導電体層の側壁にサイドウォー
ル酸化膜を形成する酸化工程と、 前記帯状積層部をマスクとするセルフアライメント法に
より、ドーパントをイオン注入してソース・ドレイン拡
散層を形成する工程と、 前記帯状積層部の段差部にシリコン窒化膜又はポリシリ
コン膜を付設するスペーサ形成工程と、 前記スペーサ形成工程の後、前記帯状積層部の表層の第
2のシリコン酸化膜を除去して前記第1のシリコン窒化
膜を露呈させて、前記ソース・ドレイン拡散層の表面に
部分的に熱酸化により熱酸化膜を成長させる酸化工程
と、 前記帯状積層部の第1のシリコン窒化膜とその下層の第
1の導電体層をパターニングし、酸化工程を経てフロー
ティングゲートを形成する工程と、 を含むことを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor memory device, wherein a relatively thick thermal oxide film is formed on the surface of a source / drain diffusion layer, wherein at least a first silicon oxide film and a first conductive film are formed on a semiconductor substrate. Stacking a body layer, a first silicon nitride film, and a second silicon oxide film, and selectively removing the second silicon oxide film and the underlying first silicon nitride film Etching step of forming parallel strip-shaped laminated portions selectively left by exposing the silicon oxide film of No. 1 or the surface of the semiconductor substrate, and sidewall oxidation on the side wall of the first conductor layer of the strip-shaped laminated portions. A step of forming a film, a step of ion-implanting a dopant to form a source / drain diffusion layer by a self-alignment method using the strip-shaped laminated portion as a mask, and a step of the strip-shaped laminated portion. A spacer forming step of attaching a silicon nitride film or a polysilicon film to the portion, and after the spacer forming step, the second silicon oxide film on the surface layer of the strip-shaped laminated portion is removed to expose the first silicon nitride film. Then, an oxidation step of partially growing a thermal oxide film on the surface of the source / drain diffusion layer by thermal oxidation, a first silicon nitride film of the strip-shaped laminated portion and a first conductor layer thereunder are formed. And a step of forming a floating gate through a patterning and oxidation step, and a method of manufacturing a semiconductor memory device.
【請求項2】 ソース・ドレイン拡散層の表面に部分的
に比較的厚い熱酸化膜が形成された半導体記憶装置の製
造方法に於いて、 半導体基板上に、少なくとも第1のシリコン酸化膜、第
1の導電体層、第1のシリコン窒化膜及び第2のシリコ
ン酸化膜を積層形成する工程と、 前記第2のシリコン酸化膜とその下層の第1のシリコン
窒化膜等を選択的に除去して前記第1のシリコン酸化膜
又は前記半導体基板表面を露出させることによって選択
的に残された平行な帯状積層部を形成するエッチング工
程と、 前記帯状積層部の第1の導電体層の側壁にサイドウォー
ル酸化膜を形成する酸化工程と、 前記帯状積層部をマスクとするセルフアライメント法に
より、ドーパントをイオン注入してソース・ドレイン拡
散層を形成する拡散工程と、 前記帯状積層部の段差部にシリコン窒化膜又はポリシリ
コン膜を付設するスペーサ形成工程と、 前記スペーサ形成工程の後、前記帯状積層部の表層の第
2のシリコン酸化膜を除去して前記第1のシリコン窒化
膜を露呈させて、前記ソース・ドレイン拡散層の表面に
部分的に熱酸化により熱酸化膜を成長させる酸化工程
と、 第2の導電体層をパターニングして前記ソース・ドレイ
ン拡散層に対して略直交する複数の平行な配線層を形成
する工程と、 前記配線層をマスクとするセルフアライメント法によっ
て前記帯状積層部の第1のシリコン窒化膜とその下層の
第1の導電体層を除去した後、酸化工程を経てフローテ
ィングゲートを形成する工程と、 を含むことを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
2. A method of manufacturing a semiconductor memory device, wherein a relatively thick thermal oxide film is partially formed on the surface of a source / drain diffusion layer, wherein at least a first silicon oxide film and a first silicon oxide film are formed on a semiconductor substrate. A step of stacking and forming a first conductor layer, a first silicon nitride film and a second silicon oxide film; and selectively removing the second silicon oxide film and the underlying first silicon nitride film and the like. An etching step of forming parallel strip-shaped laminated portions selectively left by exposing the surface of the first silicon oxide film or the surface of the semiconductor substrate, and a sidewall of the first conductor layer of the strip-shaped laminated portions. An oxidation step of forming a sidewall oxide film; a diffusion step of ion-implanting a dopant to form a source / drain diffusion layer by a self-alignment method using the strip-shaped laminated portion as a mask; A spacer forming step of providing a silicon nitride film or a polysilicon film on the stepped portion of the laminated portion, and after the spacer forming step, the second silicon oxide film on the surface layer of the strip-shaped laminated portion is removed to remove the first silicon. An oxidization step of exposing the nitride film and partially growing a thermal oxide film on the surface of the source / drain diffusion layer by thermal oxidation, and patterning a second conductor layer to the source / drain diffusion layer. Forming a plurality of parallel wiring layers that are substantially orthogonal to each other, and removing the first silicon nitride film of the strip-shaped laminated portion and the first conductor layer therebelow by a self-alignment method using the wiring layers as a mask. And a step of forming a floating gate through an oxidation step, and a method of manufacturing a semiconductor memory device.
【請求項3】 ソース・ドレイン拡散層の表面に部分的
に比較的厚い熱酸化膜が形成された半導体記憶装置の製
造方法に於いて、 半導体基板上に、少なくとも第1のシリコン酸化膜、第
1の導電体層、第1のシリコン窒化膜及び第2のシリコ
ン酸化膜を積層形成する工程と、 前記第2のシリコン酸化膜とその下層の第1のシリコン
窒化膜等を選択的に除去して前記第1のシリコン酸化膜
又は前記半導体基板表面を露出させて選択的に残された
平行な帯状積層部を形成するエッチング工程と、 前記帯状積層部の前記第1の導電体層の段差部にサイド
ウォール酸化膜を形成する酸化工程と、 前記帯状積層部をマスクとするセルフアライメント法に
より、ドーパントをイオン注入して前記ソース・ドレイ
ン拡散層を形成する拡散工程と、 前記帯状積層部の段差部にシリコン窒化膜又はポリシリ
コン膜を付設するスペーサ形成工程と、 前記スペーサ形成工程の後、前記帯状積層部の表層の第
2のシリコン酸化膜を除去して前記第1のシリコン窒化
膜を露呈させた後、前記ソース・ドレイン拡散層の表面
に部分的に熱酸化により熱酸化膜を成長させる酸化工程
と、 第2の導電体層をパターニングして前記ソース・ドレイ
ン拡散層に対して略直交する複数の平行する配線層を形
成する工程と、 前記第2の導電体層の配線層をマスクとするセルフアラ
イメント法によって前記帯状積層部の第1のシリコン窒
化膜を除去した後、その下層の第1の導電体層を薄くす
るエッチング工程と、 前記帯状積層部の第1の導電体層を酸化してフローティ
ングゲートを形成する工程と、 を含むことを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
3. A method of manufacturing a semiconductor memory device in which a relatively thick thermal oxide film is partially formed on the surface of a source / drain diffusion layer, wherein at least a first silicon oxide film and a first silicon oxide film are formed on a semiconductor substrate. A step of stacking and forming a first conductor layer, a first silicon nitride film and a second silicon oxide film; and selectively removing the second silicon oxide film and the underlying first silicon nitride film and the like. An etching step of exposing the first silicon oxide film or the surface of the semiconductor substrate to form a parallel strip laminated portion selectively left, and a step portion of the first conductor layer of the strip laminated portion. An oxidation step of forming a sidewall oxide film on the substrate, a diffusion step of ion-implanting a dopant to form the source / drain diffusion layer by a self-alignment method using the strip-shaped laminated portion as a mask, A spacer forming step of providing a silicon nitride film or a polysilicon film on the step portion of the layer portion, and after the spacer forming step, the second silicon oxide film on the surface layer of the strip-shaped laminated portion is removed to remove the first silicon. After exposing the nitride film, an oxidation step of partially growing a thermal oxide film on the surface of the source / drain diffusion layer by thermal oxidation, and patterning a second conductor layer to form the source / drain diffusion layer. Forming a plurality of parallel wiring layers that are substantially orthogonal to each other, and removing the first silicon nitride film of the strip-shaped laminated portion by a self-alignment method using the wiring layer of the second conductor layer as a mask An etching step for thinning the underlying first conductor layer, and a step for oxidizing the first conductor layer in the strip-shaped laminated portion to form a floating gate. Method for manufacturing semiconductor memory device.
【請求項4】 ソース・ドレイン拡散層の表面に部分的
に比較的厚い熱酸化膜が形成された半導体記憶装置の製
造方法に於いて、 半導体基板上に、少なくとも第1のシリコン酸化膜、第
1の導電体層、第1のシリコン窒化膜及び第2のシリコ
ン酸化膜を積層形成する工程と、 前記第2のシリコン酸化膜とその下層の第1のシリコン
窒化膜等を選択的に除去して前記第1のシリコン酸化膜
又は前記半導体基板表面を露出させて選択的に残された
平行な帯状積層部を形成するエッチング工程と、 前記帯状積層部の前記第1の導電体層の段差部にサイド
ウォール酸化膜を形成する酸化工程と、 前記帯状積層部をマスクとするセルフアライメント法に
より、ドーパントをイオン注入して前記ソース・ドレイ
ン拡散層を形成する拡散工程と、 前記帯状積層部の段差部にシリコン窒化膜又はポリシリ
コン膜を付設するスペーサ形成工程と、 前記スペーサ形成工程の後、前記帯状積層部の表層の第
2のシリコン酸化膜を除去して前記第1のシリコン窒化
膜を露呈させた後、前記ソース・ドレイン拡散層の表面
に部分的に熱酸化により熱酸化膜を成長させる酸化工程
と、 第2の導電体層をパターニングして前記ソース・ドレイ
ン拡散層に対して略直交する複数の平行する配線層を形
成する工程と、 前記第2の導電体層の配線層をマスクとして前記帯状積
層部の第1のシリコン窒化膜を除去した後、その下層の
第1の導電体層を酸化してフローティングゲートを形成
する工程と、 を含むことを特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
4. A method of manufacturing a semiconductor memory device, wherein a relatively thick thermal oxide film is partially formed on a surface of a source / drain diffusion layer, wherein at least a first silicon oxide film and a first silicon oxide film are formed on a semiconductor substrate. A step of stacking and forming a first conductor layer, a first silicon nitride film and a second silicon oxide film; and selectively removing the second silicon oxide film and the underlying first silicon nitride film and the like. An etching step of exposing the first silicon oxide film or the surface of the semiconductor substrate to form a parallel strip laminated portion selectively left, and a step portion of the first conductor layer of the strip laminated portion. An oxidation step of forming a sidewall oxide film on the substrate, a diffusion step of ion-implanting a dopant to form the source / drain diffusion layer by a self-alignment method using the strip-shaped laminated portion as a mask, A spacer forming step of providing a silicon nitride film or a polysilicon film on the step portion of the layer portion, and after the spacer forming step, the second silicon oxide film on the surface layer of the strip-shaped laminated portion is removed to remove the first silicon. After exposing the nitride film, an oxidation step of partially growing a thermal oxide film on the surface of the source / drain diffusion layer by thermal oxidation, and patterning a second conductor layer to form the source / drain diffusion layer. A step of forming a plurality of parallel wiring layers that are substantially orthogonal to each other; and using the wiring layer of the second conductor layer as a mask to remove the first silicon nitride film of the strip-shaped laminated portion, 1. A method of manufacturing a semiconductor memory device, comprising the step of oxidizing the conductor layer 1 to form a floating gate.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100414562B1 (en) * 2001-06-29 2004-01-07 주식회사 하이닉스반도체 Method of manufacturing a nonvolatile memory cell

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100414562B1 (en) * 2001-06-29 2004-01-07 주식회사 하이닉스반도체 Method of manufacturing a nonvolatile memory cell

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