JPH08139212A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH08139212A
JPH08139212A JP6302966A JP30296694A JPH08139212A JP H08139212 A JPH08139212 A JP H08139212A JP 6302966 A JP6302966 A JP 6302966A JP 30296694 A JP30296694 A JP 30296694A JP H08139212 A JPH08139212 A JP H08139212A
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JP
Japan
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mask
film
sio
forming
channel stop
Prior art date
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Pending
Application number
JP6302966A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takashi Shimada
喬 島田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP6302966A priority Critical patent/JPH08139212A/en
Publication of JPH08139212A publication Critical patent/JPH08139212A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices

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  • Element Separation (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

PURPOSE: To prevent increase of diffused layer resistance and parasitic junction capacitance by eliminating variation of width in the diffused layer resulting from positioning error. CONSTITUTION: After the diffused layers 16, 17 are formed by ion implantation from an aperture 12a of a Si3 N4 /SiO2 film 12, a part of the Si3 N4 /SiO2 film 12 is removed and a channel stop 14 is formed by the ion implantation utilizing this Si3 N4 /SiO2 film 12 as a mask. Therefore, any one of the boundary between the region where the diffused layers 16, 17 are not formed and the diffused layers 16, 17 and the boundary between the channel stop 14 and diffused layers 16, 17 is determined by the initial pattern of the Si3 N4 /SiO2 film 12.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本願の発明は、素子分離領域に拡
散層とチャネルストップとを有する半導体装置の製造方
法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a diffusion layer and a channel stop in an element isolation region.

【0002】[0002]

【従来の技術】図7は、浮遊ゲート型不揮発性半導体記
憶装置のメモリセルアレイの等価回路を示している。こ
のメモリセルアレイでは、浮遊ゲートを有するトランジ
スタによって形成されているメモリセルM11・・・が行
列状に配置されており、トランジスタのゲート電極にな
っているワード線W1 ・・・が行方向に延びている。ま
た、トランジスタのソース及びドレインに接続されてい
るソース線S1 ・・・及びビット線B1 ・・・が列方向
に延びている。
2. Description of the Related Art FIG. 7 shows an equivalent circuit of a memory cell array of a floating gate type nonvolatile semiconductor memory device. In this memory cell array, memory cells M 11 ... Formed by transistors having floating gates are arranged in a matrix, and word lines W 1 ... Which are gate electrodes of the transistors are arranged in the row direction. It is extended. Source lines S 1 ... And bit lines B 1 ... Connected to the sources and drains of the transistors extend in the column direction.

【0003】ところで、トランジスタのソース及びドレ
インに対するソース線S1 ・・・及びビット線B1 ・・
・のコンタクトを不要にして、メモリセル面積を縮小す
るために、図8に示す様に、ソース線S1 ・・・及びビ
ット線B1 ・・・を素子分離領域における拡散層で形成
する構造が考えられている。
By the way, source lines S 1 ... And bit lines B 1 ...
The structure in which the source lines S 1 ... And the bit lines B 1 ... Are formed by diffusion layers in the element isolation regions as shown in FIG. Is being considered.

【0004】図9は、この様な構造を有する浮遊ゲート
型不揮発性半導体記憶装置の製造方法の一従来例を示し
ている。この一従来例では、図9(a)に示す様に、p
型のSi基板11上で、膜厚が100/5nmでありチ
ャネルストップを形成すべき領域上に開口12aを有す
るSi3 4 /SiO2 膜12をパターニングする。
FIG. 9 shows a conventional example of a method of manufacturing a floating gate type nonvolatile semiconductor memory device having such a structure. In this conventional example, as shown in FIG.
A Si 3 N 4 / SiO 2 film 12 having a film thickness of 100/5 nm and having an opening 12a on a region where a channel stop is to be formed is patterned on a Si substrate 11 of a mold.

【0005】そして、開口12aからSi基板11へp
型の不純物をイオン注入した後、Si3 4 /SiO2
膜12をマスクにしてSi基板11を熱酸化する。この
結果、開口12aに対応してSiO2 膜13が形成され
る共に、SiO2 膜13の下面に接するチャネルストッ
プ14が形成される。
Then, from the opening 12a to the Si substrate 11, p
Si 3 N 4 / SiO 2
The Si substrate 11 is thermally oxidized using the film 12 as a mask. As a result, the SiO 2 film 13 is formed corresponding to the opening 12a, and the channel stop 14 in contact with the lower surface of the SiO 2 film 13 is formed.

【0006】次に、図9(b)に示す様に、Si3 4
/SiO2 膜12のうちでソース線S1 ・・・及びビッ
ト線B1 ・・・を形成すべき領域上の部分をエッチング
で除去する。そして、このSi3 4 /SiO2 膜12
とSiO2 膜13とをマスクにして、5×1015cm-2
のドーズ量でSi基板11にAs+ 15をイオン注入し
て、ソース線S1 ・・・及びビット線B1 ・・・になる
+ 型の拡散層16、17を形成する。
Next, as shown in FIG. 9B, Si 3 N 4
The portions of the / SiO 2 film 12 on the regions where the source lines S 1 ... And the bit lines B 1 ... Are to be formed are removed by etching. Then, the Si 3 N 4 / SiO 2 film 12
And SiO 2 film 13 as a mask, 5 × 10 15 cm -2
As + 15 is ion-implanted into the Si substrate 11 with a dose of 2 to form the n + type diffusion layers 16 and 17 to be the source lines S 1 ... And the bit lines B 1 ...

【0007】次に、残存しているSi3 4 /SiO2
膜12をマスクにしてSi基板11を熱酸化する。この
結果、図9(c)に示す様に、SiO2 膜13の膜厚が
増加して500nmになると共に、膜厚が200nmで
あるSiO2 膜21が拡散層16、17上に形成され、
これらのSiO2 膜13、21によって素子分離領域が
区画される。
Next, the remaining Si 3 N 4 / SiO 2
The Si substrate 11 is thermally oxidized using the film 12 as a mask. As a result, as shown in FIG. 9C, the thickness of the SiO 2 film 13 increases to 500 nm, and the SiO 2 film 21 having a thickness of 200 nm is formed on the diffusion layers 16 and 17.
These SiO 2 films 13 and 21 partition the element isolation region.

【0008】そして、残存していたSi3 4 /SiO
2 膜12をエッチングで除去した後、露出したSi基板
11の表面に膜厚が7nmであるSiO2 膜22をゲー
ト酸化膜として形成し、更に従来公知の工程を経て、こ
の浮遊ゲート型不揮発性半導体記憶装置を完成させる。
The remaining Si 3 N 4 / SiO
After removing the 2 film 12 by etching, a SiO 2 film 22 having a film thickness of 7 nm is formed as a gate oxide film on the exposed surface of the Si substrate 11, and the floating gate nonvolatile Complete a semiconductor memory device.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、図9に示し
た一従来例では、図9(a)の工程でパターニングした
Si3 4 /SiO2 膜12を、図9(b)の工程で更
にパターニングしている。このため、図9(a)のパタ
ーニングに対する、図9(b)のパターニングの位置合
わせ誤差によって、拡散層16、17の幅が変動し、例
えば、拡散層16の幅が設計値よりも狭くなると、逆に
拡散層17の幅が設計値よりも広くなる。
However, in the conventional example shown in FIG. 9, the Si 3 N 4 / SiO 2 film 12 patterned in the step of FIG. 9A is formed in the step of FIG. 9B. Further patterning is performed. Therefore, the width of the diffusion layers 16 and 17 varies due to the alignment error of the patterning of FIG. 9B with respect to the patterning of FIG. 9A, and, for example, the width of the diffusion layer 16 becomes narrower than the designed value. Conversely, the width of the diffusion layer 17 becomes wider than the designed value.

【0010】ソース線S1 ・・・としての拡散層16の
幅が設計値よりも狭くなると、この拡散層16における
拡散層抵抗が増加して電圧降下が大きくなる。この結
果、図10からも明らかな様に、メモリセルM11・・・
の読み出し電流が小さくなって、読み出しを安定的には
行うことができなくなる。
When the width of the diffusion layer 16 as the source lines S 1 ... Is narrower than the design value, the diffusion layer resistance in the diffusion layer 16 increases and the voltage drop increases. As a result, as apparent from FIG. 10, the memory cells M 11 ...
The read current becomes less and the reading cannot be performed stably.

【0011】また、ビット線B1 ・・・としての拡散層
17の幅が設計値よりも広くなると、この拡散層17に
おける寄生接合容量が増加して、図10からも明らかな
様に、ビット線容量が大きくなる。この結果、拡散層1
6における拡散層抵抗の増加と相まって、メモリセルM
11・・・からの読み出し時間が長くなる。従って、図9
に示した一従来例では、特性の安定な半導体装置を製造
することが困難であった。
Further, when the width of the diffusion layer 17 as the bit lines B 1 ... becomes wider than the designed value, the parasitic junction capacitance in the diffusion layer 17 increases, and as is apparent from FIG. The line capacitance increases. As a result, the diffusion layer 1
Memory cell M together with the increase of the diffusion layer resistance in FIG.
Read time from 11 ... becomes long. Therefore, FIG.
In the conventional example shown in (1), it is difficult to manufacture a semiconductor device having stable characteristics.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1の半導体装置の
製造方法は、半導体基板11のうちで素子分離用の酸化
膜26下に拡散層16、17とチャネルストップ14と
を有する半導体装置の製造方法において、前記拡散層1
6、17を形成すべき領域上に開口12aを有するマス
ク層12を前記半導体基板11上に形成する工程と、前
記マスク層12をマスクにして、前記拡散層16、17
を形成するための第1の不純物15を前記半導体基板1
1に導入する工程と、前記第1の不純物15を導入した
後に、前記マスク層12のうちで前記チャネルストップ
14を形成すべき領域上の部分を除去する工程と、前記
除去の後に、前記マスク層12をマスクにして、前記チ
ャネルストップ14を形成するための第2の不純物25
を前記半導体基板11に導入する工程と、前記第2の不
純物25を導入した後に、前記マスク層12をマスクに
して前記半導体基板11を酸化して、前記酸化膜26を
形成する工程とを具備することを特徴としている。
A method of manufacturing a semiconductor device according to a first aspect of the present invention is directed to a semiconductor device having diffusion layers 16 and 17 and a channel stop 14 below an oxide film 26 for element isolation in a semiconductor substrate 11. In the manufacturing method, the diffusion layer 1
Forming on the semiconductor substrate 11 a mask layer 12 having an opening 12a in regions 6 and 17 to be formed; and using the mask layer 12 as a mask, the diffusion layers 16 and 17
The first impurity 15 for forming the
1 and the step of removing the portion of the mask layer 12 on the region where the channel stop 14 is to be formed after introducing the first impurity 15, and the mask after the removal. Second impurity 25 for forming the channel stop 14 using the layer 12 as a mask
Is introduced into the semiconductor substrate 11, and after the second impurity 25 is introduced, the semiconductor substrate 11 is oxidized using the mask layer 12 as a mask to form the oxide film 26. It is characterized by doing.

【0013】請求項2の半導体装置の製造方法は、半導
体基板11のうちで素子分離用の絶縁膜33下に拡散層
16、17とチャネルストップ14とを有する半導体装
置の製造方法において、前記拡散層16、17を形成す
べき領域上に開口12aを有する第1のマスク層12を
前記半導体基板11上に形成する工程と、前記第1のマ
スク層12をマスクにして、前記半導体基板11に第1
のトレンチ27を形成する工程と、前記第1のトレンチ
27の内面に第2のマスク層31を形成する工程と、前
記第1のトレンチ27を形成した後に、前記第1のマス
ク層12をマスクにして、前記拡散層16、17を形成
するための第1の不純物15を前記半導体基板11に導
入する工程と、前記第1の不純物15を導入した後に、
前記第1のマスク層12のうちで前記チャネルストップ
14を形成すべき領域上の部分を除去する工程と、前記
除去の後に、前記第1及び第2のマスク層12、31を
マスクにして、前記半導体基板11に第2のトレンチ3
2を形成する工程と、前記第2のトレンチ32を形成し
た後に、前記第1のマスク層12をマスクにして、前記
チャネルストップ14を形成するための第2の不純物2
5を前記半導体基板11に導入する工程と、前記第2の
不純物25を導入した後に、前記第1及び第2のトレン
チ27、32を前記絶縁膜33で埋める工程とを具備す
ることを特徴としている。
A method of manufacturing a semiconductor device according to a second aspect of the present invention is the method of manufacturing a semiconductor device having diffusion layers 16 and 17 and a channel stop 14 under an insulating film 33 for element isolation in a semiconductor substrate 11. Forming on the semiconductor substrate 11 a first mask layer 12 having an opening 12a on the regions where the layers 16 and 17 are to be formed; and using the first mask layer 12 as a mask First
Forming the trench 27, forming the second mask layer 31 on the inner surface of the first trench 27, and forming the first trench 27, and then masking the first mask layer 12 And then introducing the first impurity 15 for forming the diffusion layers 16 and 17 into the semiconductor substrate 11, and after introducing the first impurity 15,
A step of removing a portion of the first mask layer 12 on a region where the channel stop 14 is to be formed, and, after the removal, using the first and second mask layers 12 and 31 as a mask, The second trench 3 is formed in the semiconductor substrate 11.
2 and the second trench 32 is formed, and then the second impurity 2 for forming the channel stop 14 is formed by using the first mask layer 12 as a mask.
5 is introduced into the semiconductor substrate 11, and after the second impurity 25 is introduced, the first and second trenches 27 and 32 are filled with the insulating film 33. There is.

【0014】請求項3の半導体装置の製造方法は、請求
項2の半導体装置の製造方法において、前記第2のトレ
ンチ32の深さを前記第1のトレンチ27の深さ以上に
することを特徴としている。
A method for manufacturing a semiconductor device according to a third aspect is the method for manufacturing a semiconductor device according to the second aspect, wherein the depth of the second trench 32 is equal to or larger than the depth of the first trench 27. I am trying.

【0015】[0015]

【作用】請求項1の半導体装置の製造方法では、拡散層
16、17を形成するための開口12aをマスク層12
が当初から有しているので、拡散層16、17を形成し
ていない領域と拡散層16、17との境界は、マスク層
12の当初のパターンによって決定される。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, the opening 12a for forming the diffusion layers 16 and 17 is formed in the mask layer 12.
, The boundary between the regions where the diffusion layers 16 and 17 are not formed and the diffusion layers 16 and 17 is determined by the initial pattern of the mask layer 12.

【0016】また、拡散層16、17を形成するために
用いたマスク層12の一部を除去してからチャネルスト
ップ14を形成しているが、チャネルストップ14の不
純物濃度は拡散層16、17の不純物濃度よりも格段に
低いので、チャネルストップ14を形成しても拡散層1
6、17のパターンは変動しない。従って、チャネルス
トップ14と拡散層16、17との境界も、マスク層1
2の当初のパターンによって決定される。
Further, the channel stop 14 is formed after removing a part of the mask layer 12 used for forming the diffusion layers 16 and 17. The impurity concentration of the channel stop 14 is the diffusion layers 16 and 17. Since it is much lower than the impurity concentration of the diffusion layer 1, even if the channel stop 14 is formed,
The patterns of 6 and 17 do not change. Therefore, the boundary between the channel stop 14 and the diffusion layers 16 and 17 is also at the mask layer 1
2 determined by the original pattern.

【0017】請求項2の半導体装置の製造方法では、第
1のトレンチ27及び拡散層16、17を形成するため
の開口12aを第1のマスク層12が当初から有してい
るので、拡散層16、17を形成していない領域と拡散
層16、17との境界は、第1のマスク層12の当初の
パターンによって決定される。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to a second aspect of the present invention, since the first mask layer 12 originally has the opening 12a for forming the first trench 27 and the diffusion layers 16 and 17, the diffusion layer is formed. The boundaries between the diffusion layers 16 and 17 and the regions where the layers 16 and 17 are not formed are determined by the initial pattern of the first mask layer 12.

【0018】また、第1のトレンチ27及び拡散層1
6、17を形成するために用いた第1のマスク層12の
一部を除去し、第1のトレンチ27の内面につまり第1
のマスク層12に対して自己整合的に第2のマスク層3
1を形成している。そして、これら第1及び第2のマス
ク層12、31を用いて第2のトレンチ32及びチャネ
ルストップ14を形成しているが、チャネルストップ1
4の不純物濃度は拡散層16、17の不純物濃度よりも
格段に低いので、チャネルストップ14を形成しても拡
散層16、17のパターンは変動しない。従って、チャ
ネルストップ14と拡散層16、17との境界も、第1
のマスク層12の当初のパターンによって決定される。
Further, the first trench 27 and the diffusion layer 1
Part of the first mask layer 12 used to form the trenches 6 and 17 is removed, and the inner surface of the first trench 27 is covered with the first mask layer 12.
The second mask layer 3 in a self-aligned manner with respect to the mask layer 12 of
1 is formed. Then, the second trench 32 and the channel stop 14 are formed using the first and second mask layers 12 and 31.
Since the impurity concentration of No. 4 is much lower than the impurity concentration of the diffusion layers 16 and 17, the pattern of the diffusion layers 16 and 17 does not change even if the channel stop 14 is formed. Therefore, the boundary between the channel stop 14 and the diffusion layers 16 and 17 is also the first
Determined by the original pattern of the mask layer 12.

【0019】請求項3の半導体装置の製造方法では、第
2のトレンチ32の深さを第1のトレンチ27の深さ以
上にしているので、チャネルストップ14を拡散層1
6、17よりも深く形成することが可能である。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the third aspect, the depth of the second trench 32 is set to be equal to or larger than the depth of the first trench 27, so that the channel stop 14 is formed in the diffusion layer 1.
It is possible to form deeper than 6 and 17.

【0020】[0020]

【実施例】以下、浮遊ゲート型不揮発性半導体記憶装置
の製造に適用した本願の発明の第1及び第2実施例を、
図1〜8を参照しながら説明する。なお、これら第1及
び第2実施例の何れも、上述の図7に示した等価回路と
図8に示した平面構造とを有している。また、図1〜6
に示す第1及び第2実施例のうちで、図9に示した一従
来例と対応する構成部分には、図9と同一の符号を付し
てある。
The first and second embodiments of the present invention applied to the manufacture of a floating gate nonvolatile semiconductor memory device will be described below.
This will be described with reference to FIGS. It should be noted that both the first and second embodiments have the equivalent circuit shown in FIG. 7 and the planar structure shown in FIG. Moreover, FIGS.
In the first and second embodiments shown in FIG. 9, the components corresponding to those of the conventional example shown in FIG. 9 are denoted by the same reference numerals as those in FIG.

【0021】図1、2が、第1実施例を示している。こ
の第1実施例では、図1(a)に示す様に、p型のSi
基板11上で、膜厚が100/5nmでありn+ 型の拡
散層16、17を形成すべき領域上に開口12aを有す
るSi3 4 /SiO2 膜12をパターニングする。
1 and 2 show a first embodiment. In the first embodiment, as shown in FIG. 1A, p-type Si is used.
On the substrate 11, the Si 3 N 4 / SiO 2 film 12 having a film thickness of 100/5 nm and having the opening 12a on the regions where the n + type diffusion layers 16 and 17 are to be formed is patterned.

【0022】そして、開口12aからSi基板11へ5
×1015cm-2のドーズ量でAs+15をイオン注入し
た後、アニールを行い、更にSi3 4 /SiO2 膜1
2をマスクにしてSi基板11を熱酸化する。この結
果、ソース線S1 ・・・及びビット線B1 ・・・になる
+ 型の拡散層16、17が形成されると共に、開口1
2a内のSi基板11の表面にSiO2 膜23が形成さ
れる。
Then, from the opening 12a to the Si substrate 11, 5
After ion-implanting As + 15 with a dose amount of × 10 15 cm -2 , annealing is performed and further Si 3 N 4 / SiO 2 film 1 is formed.
2 is used as a mask to thermally oxidize the Si substrate 11. As a result, the n + type diffusion layers 16 and 17 to be the source lines S 1 ... And the bit lines B 1 ...
A SiO 2 film 23 is formed on the surface of the Si substrate 11 in 2a.

【0023】次に、図1(b)に示す様に、フォトレジ
スト24を全面に塗布し、このフォトレジスト24のう
ちでチャネルストップ14を形成すべき領域及びその近
傍の領域上の部分を除去するパターニングを行う。そし
て、フォトレジスト24をマスクにして、Si3 4
SiO2 膜12及びSiO2 膜23をエッチングで除去
し、更に1×1013cm-2のドーズ量でSi基板11に
+ 25をイオン注入して、拡散層16、17同士の間
にチャネルストップ14を形成する。
Next, as shown in FIG. 1B, a photoresist 24 is applied on the entire surface, and the portion of the photoresist 24 on the region where the channel stop 14 is to be formed and on the region in the vicinity thereof is removed. Patterning is performed. Then, using the photoresist 24 as a mask, Si 3 N 4 /
The SiO 2 film 12 and the SiO 2 film 23 are removed by etching, and B + 25 is ion-implanted into the Si substrate 11 with a dose amount of 1 × 10 13 cm -2 to form a channel between the diffusion layers 16 and 17. The stop 14 is formed.

【0024】なお、SiO2 膜23は、フォトレジスト
24からSi基板11へ汚染物が侵入するのを防止する
ためのものである。また、B+ 25は、フォトレジスト
24を除去してからSi3 4 /SiO2 膜12のみを
マスクにしてイオン注入してもよい。
The SiO 2 film 23 is for preventing contaminants from entering the Si substrate 11 from the photoresist 24. Alternatively, B + 25 may be ion-implanted after removing the photoresist 24 and using only the Si 3 N 4 / SiO 2 film 12 as a mask.

【0025】次に、図2(a)に示す様に、フォトレジ
スト24を除去し、更にSiO2 膜23をエッチングで
除去する。そして、Si3 4 /SiO2 膜12をマス
クにしてSi基板11を熱酸化して、膜厚が200〜3
00nmであるSiO2 膜26を素子分離領域に形成す
る。
Next, as shown in FIG. 2A, the photoresist 24 is removed and the SiO 2 film 23 is removed by etching. The Si 3 N 4 / SiO 2 film 12 is used as a mask to thermally oxidize the Si substrate 11 to a film thickness of 200 to 3
A SiO 2 film 26 having a thickness of 00 nm is formed in the element isolation region.

【0026】次に、図2(b)に示す様に、残存してい
たSi3 4 /SiO2 膜12をエッチングで除去した
後、露出したSi基板11の表面に膜厚が7nmである
SiO2 膜22をゲート酸化膜として形成し、更に従来
公知の工程を経て、この浮遊ゲート型不揮発性半導体記
憶装置を完成させる。
Next, as shown in FIG. 2B, after the remaining Si 3 N 4 / SiO 2 film 12 is removed by etching, the exposed surface of the Si substrate 11 has a film thickness of 7 nm. The SiO 2 film 22 is formed as a gate oxide film, and the floating gate type non-volatile semiconductor memory device is completed through known steps.

【0027】図3〜6が、第2実施例を示している。こ
の第2実施例でも、図3(a)に示す様に、Si3 4
/SiO2 膜12のパターニングまでは、図1、2に示
した第1実施例と実質的に同様の工程を実行する。しか
し、この第2実施例では、次に、図3(b)に示す様
に、Si3 4 /SiO2 膜12をマスクにして、深さ
が150〜200nmであるトレンチ27をSi基板1
1に形成する。
3 to 6 show a second embodiment. Also in this second embodiment, as shown in FIG. 3A, Si 3 N 4 is used.
Until the patterning of the / SiO 2 film 12, substantially the same steps as those in the first embodiment shown in FIGS. However, in this second embodiment, next, as shown in FIG. 3B, using the Si 3 N 4 / SiO 2 film 12 as a mask, the trench 27 having a depth of 150 to 200 nm is formed on the Si substrate 1.
1 to form.

【0028】その後、Si3 4 /SiO2 膜12をマ
スクにしてSi基板11を熱酸化して、膜厚が20nm
であるSiO2 膜31をトレンチ27の内面に形成す
る。そして、開口12aからSi基板11へAs+ 15
をイオン注入して、ソース線S1 ・・・及びビット線B
1 ・・・になるn+ 型の拡散層16、17をトレンチ2
7の内面に沿って形成する。
After that, the Si 3 N 4 / SiO 2 film 12 is used as a mask to thermally oxidize the Si substrate 11 to a film thickness of 20 nm.
The SiO 2 film 31 is formed on the inner surface of the trench 27. Then, As + 15 is applied from the opening 12a to the Si substrate 11.
Are ion-implanted into the source line S 1 ... And the bit line B
The n + type diffusion layers 16 and 17 which become 1 ...
It is formed along the inner surface of 7.

【0029】次に、図4(a)に示す様に、フォトレジ
スト24を全面に塗布し、このフォトレジスト24のう
ちでチャネルストップ14を形成すべき領域及びその近
傍の領域上の部分を除去するパターニングを行う。そし
て、フォトレジスト24をマスクにして、Si3 4
SiO2 膜12をエッチングで除去する。
Next, as shown in FIG. 4A, a photoresist 24 is applied on the entire surface, and a portion of the photoresist 24 where the channel stop 14 is to be formed and a portion in the vicinity thereof are removed. Patterning is performed. Then, using the photoresist 24 as a mask, Si 3 N 4 /
The SiO 2 film 12 is removed by etching.

【0030】次に、図4(b)に示す様に、フォトレジ
スト24を除去してから、Si3 4 /SiO2 膜12
及びSiO2 膜31をマスクにして、深さが200〜3
00nmであるトレンチ32をSi基板11に形成す
る。そして、図5(a)に示す様に、SiO2 膜31を
エッチングで除去した後、Si3 4 /SiO2 膜12
をマスクにしてSi基板11にB+ 25をイオン注入し
て、拡散層16、17同士の間にチャネルストップ14
を形成する。
Next, as shown in FIG. 4B, after removing the photoresist 24, the Si 3 N 4 / SiO 2 film 12 is removed.
And using the SiO 2 film 31 as a mask, the depth is 200 to 3
A trench 32 having a thickness of 00 nm is formed in the Si substrate 11. Then, as shown in FIG. 5A, after removing the SiO 2 film 31 by etching, the Si 3 N 4 / SiO 2 film 12 is removed.
B + 25 is ion-implanted into the Si substrate 11 using the mask as a mask, and the channel stop 14 is formed between the diffusion layers 16 and 17.
To form.

【0031】次に、図5(b)に示す様に、残存してい
たSi3 4 /SiO2 膜12をエッチングで除去した
後、SiO2 膜33を全面に堆積させて、このSiO2
膜33でトレンチ27、32を埋め込む。そして、トレ
ンチ27、32以外の部分のSi基板11の表面が露出
するまでSiO2 膜33に対して化学的機械的研磨また
はエッチバックを行って、Si基板11上を平坦化す
る。
Next, as shown in FIG. 5B, after the remaining Si 3 N 4 / SiO 2 film 12 is removed by etching, a SiO 2 film 33 is deposited on the entire surface, and this SiO 2 film is deposited.
The film 27 fills the trenches 27 and 32. Then, the SiO 2 film 33 is subjected to chemical mechanical polishing or etch back until the surface of the Si substrate 11 other than the trenches 27 and 32 is exposed to planarize the Si substrate 11.

【0032】次に、図6に示す様に、露出したSi基板
11の表面にゲート酸化膜としてのSiO2 膜22を形
成し、全面に堆積させた多結晶Si膜34を各メモリセ
ルM11・・・に対応する島状にパターニングして浮遊ゲ
ートを形成する。
Next, as shown in FIG. 6, a SiO 2 film 22 as a gate oxide film is formed on the exposed surface of the Si substrate 11, and a polycrystalline Si film 34 is deposited on the entire surface of each memory cell M 11. The floating gate is formed by patterning into islands corresponding to.

【0033】その後、容量結合用の絶縁膜としてのON
O膜35を多結晶Si膜34の表面に形成し、全面に堆
積させたAl膜36等をパターニングして、制御ゲート
としてのワード線W1 ・・・を形成する。そして、更に
表面保護膜(図示せず)等を形成して、この浮遊ゲート
型不揮発性半導体記憶装置を完成させる。
After that, ON is performed as an insulating film for capacitive coupling.
An O film 35 is formed on the surface of the polycrystalline Si film 34, and the Al film 36 and the like deposited on the entire surface are patterned to form word lines W 1 ... As control gates. Then, a surface protection film (not shown) and the like are further formed to complete this floating gate type nonvolatile semiconductor memory device.

【0034】なお、既述の様に、以上の第1及び第2実
施例の何れもが、一従来例と同様に、図8に示した平面
構造を有していることからも明らかなように、第1及び
第2実施例のメモリセル面積は一従来例のメモリセル面
積に比べて増加していない。
As described above, it is apparent from the fact that both the first and second embodiments described above have the planar structure shown in FIG. 8 as in the conventional example. In addition, the memory cell areas of the first and second embodiments are not larger than the memory cell area of the conventional example.

【0035】また、以上の第1及び第2実施例は、本願
の発明を浮遊ゲート型不揮発性半導体記憶装置の製造に
適用したものであるが、MONOS型不揮発性半導体記
憶装置や強誘電体MIS型不揮発性半導体記憶装置や不
揮発性半導体記憶装置以外の半導体装置にも本願の発明
を適用することができる。
In the first and second embodiments, the invention of the present application is applied to the manufacture of the floating gate type nonvolatile semiconductor memory device. However, the MONOS type nonvolatile semiconductor memory device and the ferroelectric MIS are formed. The invention of the present application can be applied to a nonvolatile semiconductor memory device and a semiconductor device other than the nonvolatile semiconductor memory device.

【0036】[0036]

【発明の効果】請求項1、2の半導体装置の製造方法で
は、拡散層を形成していない領域と拡散層との境界、及
びチャネルストップと拡散層との境界の何れも、半導体
基板上に形成したマスク層の当初のパターンによって決
定されるので、位置合わせ誤差に起因する拡散層の幅の
変動がない。このため、拡散層抵抗や寄生接合容量の増
加を防止して、特性の安定な半導体装置を製造すること
ができる。
According to the method of manufacturing the semiconductor device of the first and second aspects, both the boundary between the region where the diffusion layer is not formed and the diffusion layer and the boundary between the channel stop and the diffusion layer are formed on the semiconductor substrate. Since it is determined by the initial pattern of the formed mask layer, there is no variation in the width of the diffusion layer due to the alignment error. Therefore, it is possible to prevent the diffusion layer resistance and the parasitic junction capacitance from increasing and to manufacture a semiconductor device with stable characteristics.

【0037】請求項3の半導体装置の製造方法では、チ
ャネルストップを拡散層よりも深く形成することが可能
であるので、素子分離特性が優れていて信頼性の高い半
導体装置を製造することができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the third aspect, since the channel stop can be formed deeper than the diffusion layer, a semiconductor device having excellent element isolation characteristics and high reliability can be manufactured. .

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

【図1】本願の発明の第1実施例の前半の工程を順次に
示しており、図8のA−A線に沿う位置における側断面
図である。
FIG. 1 is a side cross-sectional view showing a first half step of a first embodiment of the invention of the present application in order and taken along a line AA in FIG.

【図2】第1実施例の後半の工程を順次に示しており、
図8のA−A線に沿う位置における側断面図である。
FIG. 2 sequentially shows the latter half of the steps of the first embodiment,
It is a sectional side view in the position which follows the AA line of FIG.

【図3】本願の発明の第2実施例の初期の工程を順次に
示しており、図8のA−A線に沿う位置における側断面
図である。
FIG. 3 is a side cross-sectional view showing the initial step of the second embodiment of the present invention in order and is a position taken along the line AA of FIG.

【図4】第2実施例の中期の工程を順次に示しており、
図8のA−A線に沿う位置における側断面図である。
FIG. 4 shows the middle steps of the second embodiment sequentially.
It is a sectional side view in the position which follows the AA line of FIG.

【図5】第2実施例の終期の工程を順次に示しており、
図8のA−A線に沿う位置における側断面図である。
FIG. 5 sequentially shows the final steps of the second embodiment,
It is a sectional side view in the position which follows the AA line of FIG.

【図6】第2実施例で製造した浮遊ゲート型不揮発性半
導体記憶装置を示しており、図8のA−A線に沿う位置
における側断面図である。
FIG. 6 is a side sectional view showing a floating gate nonvolatile semiconductor memory device manufactured in a second example, taken along a line AA in FIG.

【図7】本願の発明を適用し得る浮遊ゲート型不揮発性
半導体記憶装置のメモリセルアレイの等価回路図であ
る。
FIG. 7 is an equivalent circuit diagram of a memory cell array of a floating gate type nonvolatile semiconductor memory device to which the invention of the present application can be applied.

【図8】本願の発明を適用し得る浮遊ゲート型不揮発性
半導体記憶装置のメモリセルアレイの平面図である。
FIG. 8 is a plan view of a memory cell array of a floating gate type nonvolatile semiconductor memory device to which the invention of the present application can be applied.

【図9】本願の発明の一従来例の工程を順次に示してお
り、図8のA−A線に沿う位置における側断面図であ
る。
FIG. 9 is a side cross-sectional view showing a step in a conventional example of the invention of the present application in order and taken along a line AA in FIG. 8;

【図10】浮遊ゲート型不揮発性半導体記憶装置のメモ
リセルにおけるビット線容量と拡散層抵抗とを含む等価
回路図である。
FIG. 10 is an equivalent circuit diagram including a bit line capacitance and a diffusion layer resistance in a memory cell of a floating gate nonvolatile semiconductor memory device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 Si基板 12 Si3 4 /SiO2 膜 12a 開口 14 チャネルストップ 15 As+ 16 拡散層 17 拡散層 25 B+ 26 SiO2 膜 27 トレンチ 31 SiO2 膜 32 トレンチ 33 SiO2 11 Si substrate 12 Si 3 N 4 / SiO 2 film 12a opening 14 channel stop 15 As + 16 diffusion layer 17 diffusion layer 25 B + 26 SiO 2 film 27 trench 31 SiO 2 film 32 trench 33 SiO 2 film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/76 27/115 H01L 27/10 434 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location H01L 21/76 27/115 H01L 27/10 434

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板のうちで素子分離用の酸化膜
下に拡散層とチャネルストップとを有する半導体装置の
製造方法において、 前記拡散層を形成すべき領域上に開口を有するマスク層
を前記半導体基板上に形成する工程と、 前記マスク層をマスクにして、前記拡散層を形成するた
めの第1の不純物を前記半導体基板に導入する工程と、 前記第1の不純物を導入した後に、前記マスク層のうち
で前記チャネルストップを形成すべき領域上の部分を除
去する工程と、 前記除去の後に、前記マスク層をマスクにして、前記チ
ャネルストップを形成するための第2の不純物を前記半
導体基板に導入する工程と、 前記第2の不純物を導入した後に、前記マスク層をマス
クにして前記半導体基板を酸化して、前記酸化膜を形成
する工程とを具備することを特徴とする半導体装置の製
造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device having a diffusion layer and a channel stop below an oxide film for element isolation in a semiconductor substrate, wherein a mask layer having an opening is formed on a region where the diffusion layer is to be formed. Forming on the semiconductor substrate, using the mask layer as a mask, introducing a first impurity for forming the diffusion layer into the semiconductor substrate, and after introducing the first impurity, Removing a portion of the mask layer above the region where the channel stop is to be formed; and, after the removal, using the mask layer as a mask, a second impurity for forming the channel stop is added to the semiconductor. And a step of introducing the second impurity into the substrate, and oxidizing the semiconductor substrate using the mask layer as a mask after introducing the second impurity to form the oxide film. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim and.
【請求項2】 半導体基板のうちで素子分離用の絶縁膜
下に拡散層とチャネルストップとを有する半導体装置の
製造方法において、 前記拡散層を形成すべき領域上に開口を有する第1のマ
スク層を前記半導体基板上に形成する工程と、 前記第1のマスク層をマスクにして、前記半導体基板に
第1のトレンチを形成する工程と、 前記第1のトレンチの内面に第2のマスク層を形成する
工程と、 前記第1のトレンチを形成した後に、前記第1のマスク
層をマスクにして、前記拡散層を形成するための第1の
不純物を前記半導体基板に導入する工程と、 前記第1の不純物を導入した後に、前記第1のマスク層
のうちで前記チャネルストップを形成すべき領域上の部
分を除去する工程と、 前記除去の後に、前記第1及び第2のマスク層をマスク
にして、前記半導体基板に第2のトレンチを形成する工
程と、 前記第2のトレンチを形成した後に、前記第1のマスク
層をマスクにして、前記チャネルストップを形成するた
めの第2の不純物を前記半導体基板に導入する工程と、 前記第2の不純物を導入した後に、前記第1及び第2の
トレンチを前記絶縁膜で埋める工程とを具備することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A method of manufacturing a semiconductor device having a diffusion layer and a channel stop below an insulating film for element isolation in a semiconductor substrate, the first mask having an opening above a region where the diffusion layer is to be formed. Forming a layer on the semiconductor substrate; forming a first trench in the semiconductor substrate using the first mask layer as a mask; and a second mask layer on the inner surface of the first trench. Forming a first trench, and then introducing a first impurity for forming the diffusion layer into the semiconductor substrate by using the first mask layer as a mask after forming the first trench, Removing the portion of the first mask layer on the region where the channel stop is to be formed after introducing the first impurity, and removing the first and second mask layers. Into a mask And forming a second trench in the semiconductor substrate, and forming a second impurity for forming the channel stop by using the first mask layer as a mask after forming the second trench. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of introducing into the semiconductor substrate; and a step of filling the first and second trenches with the insulating film after introducing the second impurity.
【請求項3】 前記第2のトレンチの深さを前記第1の
トレンチの深さ以上にすることを特徴とする請求項2記
載の半導体装置の製造方法。
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the depth of the second trench is set to be equal to or greater than the depth of the first trench.
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