JPH09181162A - トリプルウェル構造において厚肉フィールド絶縁領域に対して用いるチャネルストップ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Ｎチャネル・フィールド効果装置間を電気的
に絶縁するようにトリプルウェル構造に形成した厚肉フ
ィールド絶縁領域のサイズを縮小してケイ素基板上によ
り多くのトランジスタ装置を設けると共に、小さいばか
りでなく薄くもあり、最低限の写真印刷技術を利用でき
るときに製造容易でサイズ縮小が容易である厚肉フィー
ルド絶縁領域を抵抗することを目的とする。 【構成】 トリプルウェル構造で成長した厚肉フィール
ド絶縁領域（２３）の下で適正な電気絶縁を行うため
に、厚肉フィールド絶縁領域（２３）の酸化物厚さに応
じて、異なったエネルギで複数の注入量を用いてチャネ
ルストップ不純物（３０）を注入する。この分割注入の
結果、厚肉フィールド絶縁領域（２３）に対してかなり
幅広の工程変動ウィンドウを得ることができる。工程変
動としては、成長した酸化物の厚み、注入エネルギ／注
入量および湿式デグレイジング・ステップによって生じ
る厚みの低減がある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｎチャネル・フィ
ールド効果装置間を電気的に絶縁するようにトリプルウ
ェル構造に形成した厚肉フィールド絶縁領域の下層への
チャネルストップ注入に関する。

【０００２】

【従来の技術】或る種の電気的消去可能でプログラム可
能なフラッシュ式読み取り専用メモリ（フラッシュＥＰ
ＲＯＭ）アレイはトリプルウェル構造を用いて形成す
る。Ｐタイプ導電率のケイ素基板に代表的なトリプルウ
ェル構造を形成するには補償法を用いる。第１ステップ
では、基板にリン注入し、次にタンク・ドライブ・ステ
ップを実施してＮタイプ導電率のウェル（Ｎウェル）を
形成する。次のステップでホウ素を注入し、その後に２
回目のタンク・ドライブ・ステップを実施してＮウェル
内にＰタイプ導電率の絶縁したウェル（Ｐウェル）を創
設する。したがって、Ｐウェルはホウ素、リンの両方を
含有することになるが、ホウ素の方がきわだっている。
このトリプルウェル構造は、Ｐウェル内にＮタイプ導電
率のソース／ドレイン拡散部を形成して完成する。これ
らのソース／ドレイン拡散部は、Ｎチャネル装置、たと
えば、メモリセルあるいは周辺トランジスタの一部とな
る。メモリセルや周辺回路のトランジスタの多くはこれ
らのソース／ドレイン拡散部から電気的に隔離してなけ
ればならない。

【０００３】一般的に、あらゆるタイプのＥＰＲＯＭ
は、成長した厚肉フィールド絶縁領域の下層にホウ素を
注入するホウ素チャネルストップ注入法を用いてＮチャ
ネル・メモリセル間ならびにＮチャネル周辺トランジス
タ間を電気的に絶縁している。しかしながら、ホウ素チ
ャネルストップ注入法をトリプルウェル構造上に形成し
た厚肉フィールド絶縁領域下層に使用する際には独特の
問題が生じる。偏析係数Ｍ（ケイ素内不純物濃度対二酸
化ケイ素内不純物濃度の比）がホウ素よりも小さく、リ
ンよりも大きいので、その結果、Ｐウェル構造内で成長
した厚肉フィールド絶縁領域の直ぐ下のケイ素内でホウ
素が欠乏し、Ｎウェル構造内で成長した厚肉フィールド
絶縁領域の直ぐ下のケイ素内に集積してしまうのであ
る。すなわち、酸化物が成長して厚肉フィールド絶縁領
域を形成しているときに、厚肉フィールド絶縁領域の直
ぐ下ではホウ素が欠乏すると同時にリンが集積するので
ある。その結果、その部位では、リン濃度がホウ素濃度
を凌駕し、厚肉フィールド絶縁領域の下層に、漏電、お
そらくは短絡の原因となるＮタイプ領域ができてしまう
のである。

【０００４】厚肉フィールド絶縁領域を成長させる前に
チャネルストップ注入物としてホウ素を使用すること
は、Ｐウェル構造におけるこれらの絶縁領域の下層での
漏電を防ぐための普通の方法の１つである。この普通の
方法では、厚肉フィールド絶縁領域を形成する酸化物の
成長の前に選定したＰウェル部位にホウ素を注入する。
ホウ素の注入は、Ｎ＋厚肉フィールド絶縁領域の下層で
の電流の限界電圧を高める目的で行う。トリプルウェル
構造で厚肉フィールド絶縁領域を形成する酸化物を成長
させるに先立ってホウ素チャネルストップを注入する
と、酸化物成長中、或るホウ素はケイ素内により深く拡
散し、別のホウ素は厚肉フィールド絶縁領域内へ拡散す
る。したがって、リン蓄積を避け、厚肉フィールド絶縁
領域の下層のケイ素領域をＰタイプとして維持するため
にはかなり高い注入量のホウ素を必要とする。しかしな
がら、高い注入量のホウ素のチャネルストップ注入は、
厚肉フィールド絶縁領域下層のトランジスタ接合部破壊
電圧に悪影響がある。

【０００５】一方、第２の従来技術の方法では、厚肉フ
ィールド絶縁領域を通して行う一段階式高エネルギ・チ
ャネルストップ注入法を用いる。この注入法は厚肉フィ
ールド絶縁領域を形成する酸化物成長後に行う。この高
エネルギ注入法は、厚肉フィールド絶縁領域の直ぐ下の
ケイ素に導電性チャネルが生じるのを止めることも意図
している。しかしながら、この第２の従来技術の方法を
用いる場合、厚肉フィールド絶縁領域の下の正しい深さ
のところに充分な濃度のホウ素を存在させることの問題
がある。以下の詳細な説明の一部として、Ｎウェル内に
形成した絶縁Ｐウェルに生じた厚肉フィールド絶縁領域
について高エネルギ・チャネルストップをシミュレート
した。シミュレーションの結果によれば、ほんの一回の
高エネルギ注入を実施するだけでは、厚肉フィールド絶
縁領域の下に正しい量のホウ素を存在させてチャネル導
通とソース−ドレイン短絡を防ぐには正確なチャネルス
トップ注入エネルギが必要であることがわかった。

【０００６】水平、垂直両方向で集積回路装置のサイズ
を縮小するという大きくて絶え間ない要望がある。この
要望には、厚肉フィールド絶縁領域のサイズを縮小して
ケイ素基板上により多くのトランジスタ装置を設けるこ
とができるようにすることが含まれている。また、小さ
いばかりでなく薄くもあり、最低限の写真印刷技術を利
用できるときに製造容易でサイズ縮小容易である厚肉フ
ィールド絶縁領域についても大きくて持続した要望があ
る。好ましくは、これらの目標を達成するのに用いるチ
ャネルストップ注入法は、同時に、工程の変動に無関係
であるべきである。工程の変動としては、 １）チャネルストップ注入法でのエネルギおよび注入量
の小変化と、 ２）湿式デグレイジング・ステップから生じる非均一な
厚さを含む、厚肉フィールド絶縁領域の厚さの変動と、
がある。

【０００７】

【発明の要約】こうした次第で、本発明は、厚肉フィー
ルド絶縁領域の酸化物を介して行う多段階式高エネルギ
・チャネルストップ注入法であって、たとえば、フラッ
シュＥＰＲＯＭメモリセルやＮウェル内の絶縁Ｐウェル
に設けたＮチャネル周辺トランジスタについて適切な電
気的絶縁を行うチャネルストップ注入法を提供する。本
発明によれば、トリプルウェル構造で用いられている厚
肉フィールド絶縁領域の下の正しい位置で正しい注入量
の注入を行うべく正確なチャネルストップ注入エネルギ
を使用する必要がない。加えて、本発明は製造中のより
大きな工程変動を許す。すなわち、本発明を用いて作る
装置は、一回の高エネルギ注入を行って作った従来装置
よりも製造が容易である。

【０００８】トリプルウェル構造で用いられる厚肉フィ
ールド絶縁領域の下での、短絡を含む漏電を防ぐため
に、少なくとも２回の高エネルギ・チャネルストップ注
入を行い、各回で、従来の一段階式注入構造を製造する
のに用いられる注入量よりも少ない注入量でよい。この
多段階式高エネルギ注入法は厚肉フィールド絶縁領域の
成長後に実施し、各回の注入でのエネルギが異なる。代
替案として、この多段階式注入法は、プロセスのもっと
後で、１回あるいはそれ以上のデグレイジング・ステッ
プの後に実施する。２回の注入を行った場合、各注入
は、たとえば、厚肉フィールド絶縁領域の下の全チャネ
ルストップ注入量のうちの半分の注入量で行う。各注入
で、異なった深さのところに注入不純物を入れる。この
多重深度注入は厚肉フィールド絶縁領域と組み合ったＰ
−Ｎ接合部の破壊電圧を改善する。シミュレート結果と
実際のケイ素で測定したデータの両方が、厚肉フィール
ド絶縁領域下層での多段階注入によるホウ素注入量につ
いてかなり幅広の処理変動ウィンドウを示している。加
えて、これらの結果では、ウェーハを通じて、そして、
ロットを通じての工程変動についての感度が低下するこ
とが示された。

【０００９】

【実施例】図１を参照して、ここには、本発明の方法を
説明するためにメモリチップの一体部分であるメモリセ
ル・アレイが例示してある。各セルは、ソース１１、ド
レイン１２、フローティング・ゲート１３および制御ゲ
ート１４を有するフローティング・ゲート式トランジス
タである。セル１０の行における制御ゲート１４の各々
はワードライン１５に接続してあり、ワードライン１５
の各々はワードライン・デコーダ１６に接続してある。
セル１０の行におけるソース１１の各々はソースライン
１７に接続してある。セル１０の列におけるドレイン１
２の各々はドレイン列ライン１８に接続してある。ソー
スライン１７の各々は共通列ライン１７ａを介して列デ
コーダ１９に接続してあり、ドレイン列ライン１８の各
々は列デコーダ１９に接続してある。

【００１０】読み出しモードでは、ワードライン・デコ
ーダ１６が、ライン２０上のワードライン・アドレス信
号および読み出し／書き込み／消去制御回路２１（また
はマイクロプロセッサ２１）からの信号に応答して、予
め選定した正電圧Ｖｃｃ（約＋５Ｖ）を選定したワード
ライン１５に印加し、また、低電圧（アース電圧または
Ｖ_SUB ）を非選定ワードライン１５へ印加するように作
用する。列デコーダ１９は、予め選定した正電圧Ｖ_SEN
（約＋１Ｖ）を少なくとも選定したドレイン列ライン１
８へ 印加し、低電圧（０Ｖ）をソースライン１７へ印
加するように作用する。列デコーダ１９は、また、アド
レスライン２０ｄの信号に応答して、選定セル１０の選
定ドレイン列ライン１８をDATA IN/OUT 端子に接続する
ようにも作用する。選定ドレイン列ライン１８および選
定ワードライン１５に接続したセル１０の導通状態ある
いは非導通状態は、DATA IN/OUT 端子２２に接続したセ
ンスアンプ（図示せず）によって検知する。

【００１１】フラッシュ消去モードでは、列デコーダ１
９は、すべてのドレイン列ライン１８をフローティング
状態（「ＯＦＦ」状態にバイアスされているフィールド
効果トランジスタのような高インピーダンスに接続され
た状態）のままにするように作用し得る。ワードライン
・デコーダ１６は、すべてのワードラインを基準電位Ｖ
_SUB （接地電位でもよい）に接続するように作用する。
列デコーダ１９は、高い正電圧Ｖ_EE（約＋１０Ｖから＋
１５Ｖ）をすべてのソースライン１７に印加するように
も 作用する。これら消去用電圧はゲート酸化物領域を
横切って充分な電界強度を創り出し、フローティング・
ゲート１３から電荷を転送してメモリセル１０を消去す
るファウラ−ノルトハイム・トンネル電流を発生する。
ワードライン１５上の電位が０Ｖなので、セル１０は、
消去中、非導通状態に留まる。この理由のために、ま
た、ドレイン１２がフローティング状態にあるために、
チャネルホット・キャリヤがまったく生じない。

【００１２】書き込みモードあるいはプログラム・モー
ドでは、ワードライン・デコーダ１６は、ライン２０ｒ
上のワードライン・アドレス信号および読み出し／書き
込み／消去制御回路２１（またはマイクロプロセッサ２
１）からの信号に応答して、予め選定した第１プログラ
ミング電圧Ｖ_F1（約＋１２Ｖ）を、選定制御ゲート１４
を含 む選定ワードライン１５に印加するように作用で
きる。列デコーダ１９は、第２のプログラミング電圧Ｖ
_F2（約＋５Ｖから＋１０Ｖ）を選定ドレイン列ライン１
８、したがって、選定セル１０のドレイン１２に印加す
るようにも作用する。ソースライン１７は基準電位Ｖ
_SUB （接地電位でもよい）に接続してある。非選定ドレ
イ ン列ライン１８のすべては基準電位Ｖ_SUB に接続し
てあり、すなわち、フローティング状態にある。これら
のプログラミング電圧は、選定メモリセル１０のチャネ
ルに高電流（ドレイン１２からソース１１への電流）状
態を創り出し、ドレイン−チャネル接合部付近にチャネ
ルホット電子およびアバランシェ降伏電子を発生させ、
これらの電子がチャネル酸化物を横切って選定セル１０
のフローティング・ゲート１３に射出される。プログラ
ミング時間は、チャネル領域（０ＶのＶ_P1）に関し て
約−２Ｖから−６Ｖの負のプログラム電荷でフローティ
ング・ゲート１３をプログラムするのに充分に長いよう
に選定する。実施例に従って製作したメモリセル１０の
場合、制御ゲート１４／ワードライン１５とフローティ
ング・ゲート１３の間の結合係数は約０．６である。し
たがって、たとえば、選定制御ゲート１４を含む選定ワ
ードライン１５上の１２Ｖのプログラミング電圧Ｖ_P1は
選定フローティン グ・ゲート１３に約＋７．２Ｖの電
圧を印加する。フローティング・ゲート１３（約＋７．
２Ｖ）と接地した（約０Ｖの）ソースライン１７の電圧
差は、ファウラ−ノルトハイム・トンネル電流をソース
１１とフローティング・ゲート１３の間のゲート酸化物
を横切って生じさせ、選定あるいは非選定セル１０のフ
ローティング・ゲート１３を荷電するには不十分とな
る。選定セル１０のフローティング・ゲート１３はプロ
グラミング中に射出されたホット電子で荷電され、これ
らの電子は選定セル１０のフローティング・ゲート１３
の下のソース・ドレイン経路を制御ゲート１４上の正の
読み出し電圧について非導通状態、すなわち、「ゼロ」
ビットと読める状態にする。非選定セル１０の、フロー
ティング・ゲート１３の下のソース・ドレイン経路は導
通状態のままであり、これらのセル１０は「１」ビット
と読み出される。

【００１３】図２を参照して、ここには、本発明を説明
するために、厚肉フィールド絶縁領域２３を包含するメ
モリアレイ構造の一例が示してある。この厚肉フィール
ド絶縁領域２３は、チップのメモリアレイ部分の一体部
分であると同時に、たとえば、デコーダ１６、１９にお
けるＮチャネル周辺装置を含むチップの一部でもある。
多くの回路において、Ｎチャネル・メモリセルおよびＮ
チャネル周辺装置のソース／ドレイン領域１１／１２は
付近のソース／ドレイン領域１１／１２から電気的に絶
縁してなければならない。図３、４、５を参照して、こ
こには、図１、２の装置を製作する方法が示してある。
基板２４は、おそらくは直径８インチのＰタイプ・ケイ
素のスライスである。多数の他のプロセス・ステップが
通常は実施されることになっているが、ここでは隔離し
たＰウェルにＮチャネル・トランジスタを形成すること
のみを説明する。たとえば、フラッシュＥＰＲＯＭメモ
リ装置およびＮチャネル周辺トランジスタをＮウェルに
形成されている隔離Ｐウェルに形成することがある。

【００１４】次に特に図３を参照して、約４００オング
ストローム厚のパッド・酸化物層（図示せず）を基板２
４の表面で成長させるかあるいはそこに蒸着する。この
パッド・酸化物層は、初期の製作ステップ中に基板２４
を保護するものであり、その後除かれることになる。次
に、低圧化学蒸着法を用いてケイ素・窒化物層（図示せ
ず）をパッド・酸化物層上に蒸着する。次に、ケイ素・
窒化物層をパターン加工してからプラズマでエッチング
し、Ｎウェル２５を注入することになっている領域を露
出させる。おそらくは２×１０¹³／ｃｍ² の注入量でリ
ン注入を実施してＮウェル２５ を形成する。次に、ウ
ェーハ（基板２４）を酸化雰囲気内に置いてＮウェル２
５の頂面におそらくは約４００オングストローム厚の厚
肉タンク酸化物を成長させる。窒化物層を除去した後、
おそらくは１．５×１０¹³／ｃｍ ² の注入量でホウ素の
注 入を実施してＮウェル２５の外側にＰウェル２６Ａ
を創る。次に、酸化物をすべて剥し、ケイ素ウェーハ２
４を炉内に置く。ここで、タンク・ドライブを１１００
℃で１８００分間実施する。次に、酸化物を除去した
後、新しいパッド・酸化物層（図示せず）を成長させる
かあるいは蒸着する。次に、酸化物をパターン化し（図
示せず）、露出させてＮウェル内の隔離したＰウェル２
６Ｂを開放する。次に、おそらくは２×１０¹³／ｃｍ²
の注入量でホウ素注入を実施して隔離したＰウェル２６
Ｂを創る。リンを除去し、清掃した後、二回目の高温タ
ンク・ドライブを１１００℃で５００分間実施して隔離
Ｐウェル２６Ｂをドライブする。最後に、頂部の酸化物
を除去し、普通の手続きを用いてメモリアレイＡＲＲを
形成する。この手続きとしては、厚肉フィールド絶縁領
域２３の形成に加えてコンダクタおよびメモリセル１０
を形成する蒸着／マスキング／エッチング／注入／ドラ
イブの諸ステップがある。

【００１５】図４は図３のＮウェル２５内の隔離Ｐウェ
ル２６Ｂの小部分を示している。Ｐウェル２６ＢはＮチ
ャネル装置を形成しようとしているところである。これ
らのＮチャネル装置は、メモリセル１０タイプであって
もよいし、Ｎチャネル周辺タイプであってもよい。図４
に示すように、約４００オングストローム厚のパッド・
酸化物層２７を成長させるかあるいは蒸着する。次に、
ケイ素・窒化物層２８を、低圧化学蒸着法を用いてパッ
ド・酸化物層上に蒸着する。次に、このケイ素・窒化物
層２８をパターン化してからプラズマ・エッチングを行
い、厚肉フィールド絶縁領域２３または厚肉フィールド
絶縁体２３を形成しようとしている領域を露出させる。
オプションとして、次に、約３×１０¹²／ｃｍ² の注入
量でホウ素注入を実施して、標準のＰウェル２６Ａ（Ｎ
ウェル２５に形成されてないもの）でメモリセルあるい
はＮチャネル・トランジスタまたはこれら両方を隔離す
る普通のＰ＋チャネルストップ領域２９を創る。このス
テップを実施した結果、ホウ素が再び隔離Ｐウェル２６
Ｂ内へ注入される。フォトレジストを除去した後、図４
に示すように、厚肉フィールド絶縁領域２３を形成する
厚肉酸化物を、約９００℃の水蒸気へ１気圧の下に数時
間さらすことによって約６０００―７０００オングスト
ロームの厚さまで局限酸化工程で熱成長させる。あるい
は、高圧酸化（ＨＩＰＯＸ）法を用いて酸化時間を短縮
する。周知のように、酸化物２３はケイ素・窒化物層の
縁の下で成長し、急な移行部のない「鳥のくちばし状」
領域を創り出す。最後に、パッド・酸化物層、ケイ素・
窒化物層２７、２８の残部を除去する。この作業で、厚
肉フィールド絶縁領域２３間で隔離Ｐウェル２６Ｂのと
ころのケイ素基板２４の面が露出する。

【００１６】次に図５を参照して、高エネルギ・チャネ
ルストップ注入の前に別のパッド酸化物３３１を成長さ
せるかあるいは蒸着する。このとき、パッド酸化物３１
をパターン化して厚肉フィールド絶縁領域２３のところ
で露出させ、Ｎウェル２５内の隔離Ｐウェル２６Ｂを高
エネルギ・チャネルストップ注入に対して選択的に開放
する。次に、高エネルギ・チャネルストップ注入３０
を、たとえば、２段階で実施し、第１エネルギで厚肉フ
ィールド絶縁領域２３の下に全チャネルストップ注入物
３０の注入量の半分を注入し、第２の異なったエネルギ
で残りの半分の注入量のチャネルストップ注入物３０を
注入する。図５はＰウェル２６Ｂのすべてについてのブ
ランケット注入物３０を示している。したがって、注入
物３０は、ケイ素領域において、注入３０が厚肉フィー
ルド絶縁領域２３を通して進行するところよりも深くな
る。ブランケット式高エネルギ・ホウ素チャネルストッ
プ注入物３０（約１×１０¹²ないし６×１０¹²／ｃｍ²
の範囲）はＮチャネル装置の限界電圧（おそらくは、約
０．１Ｖ前後）には最小限の影響しか持たない。このこ
とは、高エネルギ注入が図５に示すようにゲート酸化物
の下のケイ素内にさらに深く不純物を位置させ、したが
って、これらの不純物が装置の限界電圧に対して非常に
小さい影響しか持っていないためである。望むならば、
パターン化で、隔離Ｐウェル領域２６Ｂ全体を開放しな
いで、隔離Ｐウェル２６Ｂにおける厚肉フィールド絶縁
領域２３の頂部のみを開放してもよい。チャネルストッ
プ注入エネルギは厚肉フィールド絶縁領域２３の関数で
ある。したがって、或る特定の工程厚さについてはエネ
ルギを注意深く選ぶ。これらの高エネルギ・チャネルス
トップ注入３０は、厚肉フィールド絶縁領域２３の成長
直後に実施する必要はなく、工程のもっと後で、厚肉フ
ィールド絶縁領域２３が１回あるいはそれ以上のデグレ
イジング・ステップ中に薄くなった後に実施してもよ
い。

【００１７】本発明に関係がなく、標準のフラッシュＥ
ＥＰＲＯＭメモリアレイＡＲＲおよびＣＭＯＳ周辺トラ
ンジスタの一部である工程段階の残部はここでは述べな
い。本発明の方法の一般的な用途では、厚肉フィールド
絶縁領域２３は２、３回のデグレイジング・ステップを
受け、おそらくは４０００−５０００オングストローム
厚となる。加えて、チャネルストップ注入３０が受ける
全熱サイクルは１０００℃で約４０分である。図６は、
高エネルギ・チャネルストップ３０を注入しない場合
の、図５の厚肉フィールド絶縁領域２３の下にホウ素、
リンを注入したコンピュータ・シミュレート結果の、Ｂ
−Ｂ' 線に沿った一次元分布を示す。図６からわかるよ
うに、厚肉フィールド絶縁領域２３の成長後、リンが集
積し（破線）、ホウ素が欠乏する（実線）。

【００１８】図７は、１５０ＫｅＶの一回注入エネルギ
でチャネルストップ注入量が３×１０¹²／ｃｍ² の場合
の、図５の厚肉フィールド絶縁領域２３の下のホウ素、
リン注入分布についてのコンピュータ・シミュレート結
果のＢ−Ｂ' 線に沿った一次元分布を示している。図７
でわかるように、リンが集積し（破線）、高エネルギ・
チャネルストップ注入後のホウ素注入分布（実線）が厚
肉フィールド絶縁領域２３の直下の表面でのリン濃度よ
りも高くなっている。同様のケースが図８に示してあ
り、ここでは、一回注入エネルギが１７０ＫｅＶまで高
くなっている。図８において、図７と比べて、ホウ素濃
度のピーク値がケイ素２４内へより深くなっており、厚
肉フィールド絶縁領域２３の縁から隔たっており、ここ
では、実際に、厚肉フィールド絶縁領域２３の直下では
ホウ素濃度が低くなっている。この結果は、チャネルス
トップ注入エネルギが一定の間に厚肉フィールド絶縁領
域２３の酸化物厚みが変わっても同じである。

【００１９】最後に、図９は４×１０¹²／ｃｍ² の全チ
ャネルストップ注入量の半分を１１０ ＫｅＶで注入
し、残りの半分を１２０ＫｅＶで注入した場合を示して
いる。ここでわかるように、図９の酸化物厚肉フィール
ド絶縁領域２３の下のホウ素濃度は平坦であり、これは
プロセス・マージンの増大を示しており、本発明の方法
を用いる場合には許容される。上記のシミュレーション
結果を評価するために、コンピュータ・シミュレーショ
ンで用いた値に近い値で４回の、異なった電圧の分割チ
ャネルストップ注入を行ってケイ素を処理し、その特徴
を見た。表Ｉは４つのケースを示しており、そのうちの
３つのケースではケイ素１４上に作った約４０００オン
グストロームの厚肉フィールド絶縁領域２３を通して分
割式の高エネルギ・チャネルストップ注入を行った。

【００２０】

【表１】 表Ｉ ケース 高エネルギ・チャネルストップ注入 Ａ なし Ｂ ３．６×１０¹²／ｃｍ² １２０／１３５ＫｅＶ Ｃ ３．６×１０¹²／ｃｍ² １３０／１４５ＫｅＶ Ｄ ３．６×１０¹²／ｃｍ² １４０／１５５ＫｅＶ 表ＩＩは、表Ｉに示すように注入した２タイプの構造か
ら得た電気データを表わしている。このテスト構造は図
１０に示してあり、図１０はトリプルウェル構造におい
て２つのＮタイプ領域を分離している厚肉フィールド絶
縁領域２３上の接地ゲートＧＡを示している。一方のタ
イプ（構造１）はポリシリコン・ゲートＧＡを有し、他
方のタイプの構造（構造２）は金属ゲートを有する。電
圧Ｖを変えながら、電流Ｉを測定する。表ＩＩの電気デ
ータは、厚肉フィールド絶縁領域２３の下の経路におけ
る単位幅あたりの電流Ｉが１μＡ／μｍに達したときの
電圧Ｖである。ケースＡについての非常に小さい電圧か
らわかるように、高エネルギ・チャネルストップ注入な
しでは、なんら隔離は行われない。ケースＣは分割注入
ケースＢ、Ｃ、Ｄのうち最良である。実際、ケースＣの
高エネルギ・チャネルストップ注入が最適化されてい
る。ケースＢ、Ｄの分割注入エネルギは最適化されたケ
ースＣのやや下と上で選んだが、隔離が弱いことがわか
った。

【００２１】

【表２】 表ＩＩ ケース Ａ Ｂ Ｃ Ｄ 構造１ ０．１２Ｖ １１．９Ｖ １３．１Ｖ １０．６Ｖ 構造２ ０．０３Ｖ １１．１Ｖ １４．５Ｖ １１．８Ｖ シミュレーション結果およびケイ素構造から得たデータ
は、厚肉フィールド絶縁領域２３を通して高エネルギ・
チャネルストップ注入を実施するための本方法の利点を
示している。本発明の方法では、３つ以上の注入エネル
ギをそれぞれより小さい不純物注入量と共に用いてい
る。

【００２２】本発明を図示実施例に関連して説明してき
たが、この説明は限定の意味で行ったわけではない。こ
の説明を参照すれば、本発明の図示実施例ならびに他の
実施例についての種々の変更が当業者には明らかとなろ
う。添付の特許請求の範囲は本発明の範囲内に入るこの
ような変形例または実施例のうちのいかなるものをもカ
バーすることと考える。

【００２３】以上の記載に関連して、以下の各項を開示
する。 （１） 第１の導電率タイプの少なくとも一対のソース
／ドレイン拡散部を電気的に絶縁する方法であって、こ
れらのソース／ドレイン拡散部が前記第１導電率タイプ
と逆の第２の導電率タイプの第１ウェル内に形成してあ
り、この第１ウェルが前記第１導電率タイプの第２ウェ
ル内に形成してある方法において、前記対のソース／ド
レイン拡散部間で前記第１ウェル上に厚肉フィールド絶
縁領域を形成する段階と、前記第１ウェル内へ前記厚肉
フィールド絶縁領域を通して前記第２導電率タイプの、
第１注入量の不純物を第１エネルギ・レベルで選択的に
注入する段階と、前記第１ウェル内へ前記厚肉フィール
ド絶縁領域を通して前記第２導電率タイプの、第２注入
量の前記不純物を第２エネルギ・レベルで選択的に注入
する段階とを包含することを特徴とする方法。 （２） 前記第１導電率タイプがＮタイプである上記
（１）項記載の方法。 （３） 前記不純物がホウ素である上記（１）項記載の
方法。 （４） 前記第１エネルギ・レベルがほぼ１２０ＫｅＶ
から１４０ＫｅＶの範囲にある上記（１）項記載の方
法。 （５） 前記第２エネルギ・レベルがほぼ１３５ＫｅＶ
から１５５ＫｅＶの範囲にある上記（１）項記載の方
法。 （６） 前記不純物がホウ素であり、前記第１、第２の
不純物注入量が１×１０¹²から６×１０¹²／ｃｍ² の範
囲にある上記（１）項記載の方法。 （７） 前記対のソース／ドレイン拡散部がフラッシュ
ＥＰＲＯＭの一部である上記（１）項記載の方法。 （８） 前記厚肉フィールド絶縁領域が熱成長する上記
（１）項記載の方法。 （９） さらに、第３のエネルギ・レベルで前記第２導
電率タイプの前記不純物の第３注入量を前記厚肉フィー
ルド絶縁領域を通して前記第１ウェル内へ選択的に注入
する段階を包含する上記（１）項記載の方法。 （１０）前記選択的な注入段階を、前記厚肉フィールド
絶縁領域を少なくとも一回エッチングした後に実施する
上記（１）項記載の方法。 （１１）第２導電率タイプのウェル内に形成した一対の
第１伝導率タイプの拡散部を電気的に絶縁する方法であ
り、前記第２導電率タイプが前記第１導電率タイプの逆
であり、前記第２導電率タイプのウェルを第１導電率タ
イプのウェル内に形成する方法において、前記第２導電
率タイプのウェル上で前記対の第１導電率タイプ拡散部
間に厚肉フィールド絶縁領域を形成する段階と、第１エ
ネルギ・レベルで前記第２導電率タイプの不純物の第１
注入量を前記厚肉フィールド絶縁領域を通して前記第２
導電率タイプのウェル内へ選択的に注入する段階と、第
２エネルギ・レベルで前記第２導電率タイプの前記不純
物の第２注入量を前記厚肉フィールド絶縁領域を通して
前記第２導電率タイプのウェル内へ選択的に注入する段
階とを包含する方法。 （１２）前記第１導電率タイプがＮタイプである上記
（１１）項記載の方法。 （１３）前記不純物がホウ素である上記（１１）項記載
の方法。 （１４）前記第１エネルギ・レベルがほぼ１２０ＫｅＶ
から１４０ＫｅＶの範囲にある上記（１１）項記載の方
法。 （１５）前記第２エネルギ・レベルがほぼ１３５ＫｅＶ
から１５５ＫｅＶの範囲にある上記（１１）項記載の方
法。 （１６）前記不純物がホウ素であり、前記第１、第２の
不純物注入量が１×１０¹²から６×１０¹²／ｃｍ² の範
囲にある上記（１１）項記載の方法。 （１７）前記対の第１導電率タイプ拡散部がフラッシュ
ＥＰＲＯＭの一部である上記（１１）項記載の方法。 （１８）前記厚肉フィールド絶縁領域が熱成長する上記
（１１）項記載の方法。 （１９）さらに、第３のエネルギ・レベルで前記第２導
電率タイプの前記不純物の第３注入量を前記厚肉フィー
ルド絶縁領域を通して前記第２導電率タイプのウェル内
へ選択的に注入する段階を包含する上記（１１）項記載
の方法。 （２０）前記選択的な注入段階を、前記厚肉フィールド
絶縁領域を少なくとも一回エッチングした後に実施する
上記（１１）項記載の方法。 （２１）トリプルウェル構造で成長した厚肉フィールド
絶縁領域（２３）の下で適正な電気絶縁を行うために、
厚肉フィールド絶縁領域（２３）の酸化物厚さに応じ
て、異なったエネルギで複数の注入量を用いてチャネル
ストップ不純物（３０）を注入する。この分割注入の結
果、厚肉フィールド絶縁領域（２３）に対してかなり幅
広の工程変動ウィンドウを得ることができる。工程変動
としては、成長した酸化物の厚み、注入エネルギ／注入
量および湿式デグレイジング・ステップによって生じる
厚みの低減がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この図は、メモリセル・アレイの部分ブロック
電気構成図である。

【図２】この図は、メモリセル・アレイ・レイアウトの
小部分の拡大平面図である。

【図３】この図は、図１、２に示すタイプのアレイを形
成することができるトリプルウェル構造の拡大横断面図
である。

【図４】この図は、早期構成段階での図２のＡ−Ａ' 線
に沿って切り取った隔離領域を含むＮチャネル・トラン
ジスタ（メモリセル・アレイまたはＮチャネル周辺トラ
ンジスタ）の小部分の拡大横断面図である。

【図５】この図は、早期構成段階での図２のＡ−Ａ' 線
に沿って切り取った隔離領域を含むＮチャネル・トラン
ジスタ（メモリセル・アレイまたはＮチャネル周辺トラ
ンジスタ）の小部分の拡大横断面図である。

【図６】この図は、高エネルギ・チャネルストップ注入
を行っていない、図５のＢ−Ｂ' 線に沿って切り取った
厚肉フィールド絶縁領域の注入シミュレート分布の一次
元プロットである。

【図７】この図は、３×１０¹²／ｃｍ² の高エネルギ・
チャネルストップ注入と１５０ＫｅＶのエネルギの場合
の、図５のＢ−Ｂ' 線に沿った厚肉フィールド絶縁領域
の注入シミュレート分布の一次元プロットである。

【図８】この図は、３×１０¹²／ｃｍ² の高エネルギ・
チャネルストップ注入と１７０ＫｅＶのエネルギの場合
の、図５のＢ−Ｂ' 線に沿った厚肉フィールド絶縁領域
の注入シミュレート分布の一次元プロットである。

【図９】この図は、一回目は１１０ＫｅＶのエネルギで
２×１０¹²／ｃｍ² 、二回目は１２０ＫｅＶで２×１０
¹²／ｃｍ² の二回の高エネルギ・チャネルストップ注入
を行った場合の、図５のＢ−Ｂ' 線に沿った厚肉フィー
ルド絶縁領域の注入シミュレート分布の一次元プロット
である。

【図１０】この図は、本発明の特性を説明するためのテ
スト構造を示す。

【符号の説明】

１０…フローティング・ゲート・トランジスタ １１…ソース １２…ドレイン １３…フローティング・ゲート １４…制御ゲート １６…ワードライン・デコーダ １７…ソースライン １８…ドレイン列ライン １９…列デコーダ ２１…読み出し／書き込み／消去制御回路 ２２…DATA IN/OUT 端子 ２３…厚肉フィールド絶縁領域 ２４…基板 ２５…Ｎウェル ２６Ａ…Ｐウェル ２６Ｂ・・・ Ｐウェル ２７・・・ パッド・酸化物層 ２８・・・ ケイ素・窒化物層 ３０・・・ チャネルストップ注入物 ３１・・・ 別のパッド酸化物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の導電率タイプの少なくとも一対の
   ソース／ドレイン拡散部を電気的に絶縁する方法であっ
   て、これらのソース／ドレイン拡散部が前記第１導電率
   タイプと逆の第２の導電率タイプの第１ウェル内に形成
   してあり、この第１ウェルが前記第１導電率タイプの第
   ２ウェル内に形成してある方法において、前記対のソー
   ス／ドレイン拡散部間で前記第１ウェル上に厚肉フィー
   ルド絶縁領域を形成する段階と、前記第１ウェル内へ前
   記厚肉フィールド絶縁領域を通して前記第２導電率タイ
   プの、第１注入量の不純物を第１エネルギ・レベルで選
   択的に注入する段階と、前記第１ウェル内へ前記厚肉フ
   ィールド絶縁領域を通して前記第２導電率タイプの、第
   ２注入量の前記不純物を第２エネルギ・レベルで選択的
   に注入する段階とを包含することを特徴とする方法。