JPH1022479A - 半導体記憶装置の製造方法 - Google Patents

半導体記憶装置の製造方法

Info

Publication number
JPH1022479A
JPH1022479A JP8176318A JP17631896A JPH1022479A JP H1022479 A JPH1022479 A JP H1022479A JP 8176318 A JP8176318 A JP 8176318A JP 17631896 A JP17631896 A JP 17631896A JP H1022479 A JPH1022479 A JP H1022479A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
insulating layer
oxide film
source region
source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP8176318A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoshi Yamaguchi
清 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP8176318A priority Critical patent/JPH1022479A/ja
Publication of JPH1022479A publication Critical patent/JPH1022479A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、ゲート酸化膜の信頼性の劣化を
させることなく、また素子の段差を増加させることな
く、ソース幅のばらつきを無くして素子の微細化を行う
ことを目的とする。 【解決手段】 p型半導体基板10表面に互いに平行に
延在する帯状のフィールド酸化膜11を形成する工程
と、フィールド酸化膜11上に長手方向と直行するよう
に、帯状の積層ゲート30を互いに平行に延在させて形
成する工程と、積層ゲート30をマスクとして、半導体
基板に対して自己整合的にn型の不純物を導入し、ソー
ス領域17及びドレイン領域18を形成する工程と、積
層ゲート30側面に自己整合的にサイドウォール19を
形成する工程と、フィールド酸化膜11とサイドウォー
ル19に囲まれているソース領域17の表面に接触し、
かつこのソース領域17を挟む隣り合った2つの積層ゲ
ート30、30の各々少なくともソース領域側の側壁の
サイドウォール19を覆うように、延在する積層ゲート
30の長手方向と平行に、ソース局所配線電極20を形
成する工程と、を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体記憶装置
の製造方法に関し、特に浮遊ゲートを有しかつ電気的に
書き込み及び消去可能な半導体不揮発性記憶装置の製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】1ビット(bit)あたり1つのトラン
ジスタのみで記憶できるフラッシュEEPROM(El
ectrically Erasable Progr
ammable RoM)は、その記憶密度の高さか
ら、活発な開発が行われており、多くのセル構造や駆動
方式が提案されている。これらの中でもっとも一般的に
普及しているのは、米国特許第4,898,619号に
提案されている、いわゆる積層ゲート・NOR型の素子
である。この素子は、浮遊ゲートへの電子の注入をチャ
ネルホットエレクトロンで行い、引き抜きをソースへの
FNトネリングを用いて行っている。
【0003】この素子のアレイの上面図を図6に示し、
図6のA−A’線断面図を図7に示す。図6及び図7に
示すように、各素子は基板50上に形成された島状のフ
ィールド酸化膜51によって分離されている。制御ゲー
ト52は各々平行に配置され、制御ゲート52のコンタ
クトホール53側がドレイン領域54、その反対側がソ
ース領域55となっている。制御ゲート52の下層部に
は絶縁膜を介して浮遊ゲート56が設けられ、積層ゲー
トを構成している。
【0004】この積層ゲート・NOR型の素子では、素
子の微細化する場合、図8に示すようにフィールド酸化
膜51の角が丸くなる。これは、フォトリソグラフィー
工程やフィールド酸化工程時に生じるもので、この丸ま
りをなくすことはできない。また、フィールド酸化膜5
1に対する制御ゲート52のアライメント誤差も考慮す
る必要があり、このためアライメント余裕(D)が必要
となる。このアライメント余裕(D)を小さくした場
合、図9に示すように、制御ゲート52がフィールド酸
化膜51の丸くなっているところに掛かり、結果的に同
一アレイ内にソースの広いトランジスタとソースの狭い
トランジスタが存在することになる。
【0005】積層ゲート・NOR型のフラッシュEEP
ROMでは、浮遊ゲートからの電子の引き抜きをソース
領域でのFNトンネリングを用いて全素子のデータを一
括に消去する。このため、アレイ内にソース幅の違う素
子が混在する場合、消去後のしきい値のばらつきを生じ
る。積層ゲート・NOR型のフラッシュEEPROMで
は、消去後のしきい値は0Vから電源電圧の間になって
いなければならず、この範囲からはずれた素子がアレイ
内に1つでもあると誤動作の原因となる。
【0006】以上のことから消去後のしきい値電圧のば
らつきの原因となるソース幅のばらつきを無くすために
は、アライメント余裕(D)は十分大きくとる必要があ
り、このことが素子の微細化にとって妨げとなってい
る。
【0007】このフィールド酸化膜の丸まりによるソー
ス幅のばらつきを無くす方法が特開平3−72681号
公報に提案されている。この方法を図10及び図11に
従い説明する。図10は上面図、図11は図10のB−
B’線断面図である。
【0008】図10(a)に示すように、まず、基板6
0上にフィールド酸化膜61を帯状に形成する。その
後、浮遊ゲート66、制御ゲート62を図10(b)に
示すように、フィールド酸化膜61に対して垂直に形成
する。そして、図10(c)に示すように、ソース領域
65となる部分のフィールド酸化膜61を制御ゲート6
2に対して自己整合する形でエッチングし、ソース領域
65を形成する。
【0009】上記のように構成することで、フィールド
酸化膜61と制御ゲート62のアライメント余裕を無く
すことができ、フィールド酸化膜61の丸まりによるソ
ース幅のばらつきも無くすことができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この方法では
フィールド酸化膜61のエッチングの際に浮遊ゲート6
6のソース端において、ゲート酸化膜にダメージを受け
るため、ゲート酸化膜の信頼性を劣化させてしまうとい
う問題がある。
【0011】また、図7と図11を比べれば分かるよう
に、フィールド酸化膜61をエッチングする方法では、
ソース領域65の基板60面と制御ゲート62との段差
が増加しており、このことは、素子の微細化にとって不
利となる。
【0012】この発明は、上述した従来の問題点を解決
するためになされたものにして、ゲート酸化膜の信頼性
の劣化をさせることなく、また素子の段差を増加させる
ことなく、ソース幅のばらつきを無くして素子の微細化
を行うことを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】この発明の半導体記憶装
置の製造方法は、第1導電型の半導体基板表面に互いに
平行に延在する素子分離領域となる帯状の第1の絶縁層
を形成する工程と、上記第1の絶縁層上に長手方向と直
行するように、第2の絶縁層、浮遊ゲート電極、第3の
絶縁層、制御ゲート電極、第4の絶縁層より構成される
帯状の積層ゲートを互いに平行に延在させて形成する工
程と、上記積層ゲートをマスクとして、上記半導体基板
に対して自己整合的に第2導電型の不純物を導入し、ソ
ース及びドレイン領域を形成する工程と、上記積層ゲー
ト側面に自己整合的に第5の絶縁層を形成する工程と、
上記第1と第5の絶縁層に囲まれている上記ソース領域
の表面にそれぞれ接触し、かつこのソース領域を挟む隣
り合った2つの積層ゲートの各々少なくともソース領域
側の側壁の上記第5の絶縁層を覆うように、延在する積
層ゲートの長手方向と平行に、第1の導電層を形成する
工程と、を具備することを特徴とする。
【0014】上記のように第1絶縁層(フィールド酸化
膜)を帯状に形成することにより、島状にしたときに生
じる角の丸まりがなくなり、また制御ゲートの第1の絶
縁層に対するアライメント誤差も考慮する必要がなくな
る。このため、ソース幅のばらつきを押さえることがで
きる。
【0015】さらに、ソース表面に接触し、且つこのソ
ース領域を挟む隣り合った2つの積層ゲートの各々少な
くともソース領域側の側壁の上記第5絶縁膜を覆うよう
に、延在する積層ゲートの長手方向と平行に第1の導電
層を形成することによって、ソース領域に対する制御ゲ
ートのアライメント余裕が必要なくなり、微細化にとっ
ても有利となる。
【0016】また、上記の方法では、第1の絶縁層のエ
ッチングを行わないため、ゲート酸化膜の信頼性を劣化
させることがなく、ソース領域の基板表面と制御ゲート
の段差を増加させることもない。
【0017】また、この発明は、上記第1の導電層をア
モルファスシリコンまたは多結晶シリコンで形成するこ
とができる。
【0018】上記のように構成することで、第1の導電
層とソース領域とを同一の物質で構成することから、熱
による相互拡散の心配がなく、上記第1の導電層形成後
の後工程で比較的高温のプロセスを組み込むことがで
き、プロセス設計上の自由度が高くなる。
【0019】さらに、この発明は、上記第1の導電層を
単層または積層の金属層で形成することができる。
【0020】上記のように構成することで、ソース配線
抵抗を下げることができ、素子の動作の高速化が図れ
る。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
き図1ないし図5を参照して説明する。図1及び図2は
この発明の製造方法を工程別に示した上面図、図3及び
図4は図1のD−D’線断面図、図5は図1のC−C’
線断面図である。
【0022】まず、p型シリコン半導体基板10上に各
々平行な第1の絶縁層となる帯状のフィールド酸化膜1
1を形成する(図1(a)、図3(a)、図5(a)参
照)。
【0023】次に、熱酸化によって第2の絶縁層となる
ゲート酸化膜12を形成し、その上層に浮遊ゲート層1
3となるn型多結晶シリコン層を全面に堆積する。続い
て、フィールド酸化膜11上の浮遊ゲート層13をフィ
ールド酸化膜11の長手方向と平行に帯状にエッチング
を行う(図1(b)、図3(b)、図5(b)参照)。
【0024】さらに、基板10全面に、第3の絶縁層と
なるゲート間絶縁膜14としてSi02/Si34/S
i02の積層膜を堆積し、その上層に制御ゲート15と
なる多結晶シリコン層、さらにその上層に第4の絶縁層
となる上部絶縁層16としてSi02膜を堆積する。そ
して、フィールド酸化膜11の長手方向に対して垂直
に、且つ帯状に、その後、制御ゲート15、ゲート間絶
縁膜14、浮遊ゲート13、上部絶縁層16を、連続し
てエッチングを行い積層ゲート30を形成する(図1
(c)、図3(c)、図5(c)参照)。
【0025】さらに、積層ゲート30をマスクとして、
半導体基板10中にイオン注入法を用いて、注入エネル
ギー70KeV、ドース量6E15/cm2の条件で砒
素(As)を注入した後、活性化を行い、ソース領域1
7、ドレイン領域18を形成する(図3(d)、図5
(d)参照)。
【0026】続いて、基板10全面にSi02を堆積
し、エッチバックを行い、積層ゲート30の側面に自己
整合的に第5の絶縁層となるサイドウォール19を形成
する(図3(e)参照)。
【0027】その後、全面に下層からTi/TiN/W
層を積層した金属層もしくはn型多結晶シリコン層を堆
積し、ソース領域17の表面に接触し、且つこのソース
領域17を挟む隣り合った2つの積層ゲート30の各々
少なくともソース領域側の側壁の上記サイドウォール1
9を覆うような形状にエッチングを行い、第1の導電層
20を形成する。この第1の導電層は、フィールト酸化
膜11によって分離された各ソース領域17の表面に接
触し、そして、この第1の導電層がソース局所配線電極
20となる(図2(a)、図4(a)、図5(e)参
照)。
【0028】その後、平坦化のためのSi02層21を
全面に堆積し、さらにドレイン領域18に対して、コン
タクトホール22の開孔を行う(図4(b)参照)。続
いて、全面にTi/TiN層23を堆積し、コンタクト
ホール22部分にタングステン(W)埋め込みプラグ2
4を形成し、さらにAl−Cu−Si合金を全面に堆積
し、ドレイン領域18に開孔したコンタクトホール22
をフィールド酸化膜11の長手方向と平行な方向に並列
接続するように、帯状にエッチングを行い、ドレイン配
線25を形成する(図2(b)、図4(c)、図5
(f)参照)。
【0029】上記した製造方法により得られた半導体記
憶装置においては、図6において問題となっていたフィ
ールド酸化膜の角の丸まりは起こらない。また、制御ゲ
ートのフィールド酸化膜に対するアライメント誤差も考
慮する必要が無くなる。このため、ソース幅のばらつき
を押さえることができる。
【0030】また、ソース局所配線電極20を用いるこ
とにより、ソース領域17に対する制御ゲート15のア
ライメント余裕が必要なくなり、微細化にとっても有利
となる。
【0031】また、この発明においては、フィールド酸
化膜のエッチングを行わないため、ゲート酸化膜の信頼
性を劣化させることが無く、またソース領域の基板表面
と制御ゲートの段差を増加させることもない。
【0032】また、ここで、ソース局所配線電極20に
多結晶シリコンを用いる場合には、ソース領域と同一の
物質であることから、熱による相互拡散の心配がなくソ
ース局所配線電極20形成後の後工程で比較的高温のプ
ロセスを組み込むことができ、プロセス設計上の自由度
が高い。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように、この発明では、フ
ィールド酸化膜となる第1の絶縁層を帯状に形成するこ
とにより、第1の絶縁層を島状にしたときに生じる角の
丸まりがなくなるとともに、制御ゲートの第1の絶縁層
に対するアライメント誤差も考慮する必要がなくなるの
で、ソース幅のばらつきを押さえることができる。
【0034】さらに、ソース表面に接触し、且つこのソ
ース領域を挟む隣り合った2つの積層ゲート構造の各々
少なくともソース領域側の側壁の上記第5絶縁膜を覆う
ように、延在する積層ゲート構想の長手方向と平行に、
第1の導電層を形成することによって、ソース領域に対
する制御ゲートのアライメント余裕が必要なくなり、微
細化にとっても有利となる。
【0035】また、上記の方法では、第1の絶縁層のエ
ッチングを行わないため、ゲート酸化膜の信頼性を劣化
させることがなく、またソース領域の基板表面と制御ゲ
ートの段差を増加させることもない。
【0036】また、上記第1の導電層をアモルファスシ
リコンまたは多結晶シリコンで形成すると、第1の導電
層とソース領域と同一の物質であることから、熱による
相互拡散の心配がなく上記第1の導電層形成後の後工程
で比較的高温のプロセスを組み込むことができ、プロセ
ス設計上の自由度が高い。
【0037】また、上記第1の導電層を単層また積層の
金属層で形成すると、従来の拡散層を用いる場合や上記
の場合に比較してソース配線抵抗を下げることができ、
素子の動作の高速化ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の製造方法を工程別に示した上面図で
ある。
【図2】この発明の製造方法を工程別に示した上面図で
ある。
【図3】図1のC−C’線断面図である。
【図4】図1のC−C’線断面図である。
【図5】図1のD−D’線断面図である。
【図6】積層ゲート・NOR型の素子アレイの上面図で
ある。
【図7】図6のA−A’線断面図を図7に示す。
【図8】従来の問題点を説明するための上面図である。
【図9】従来の問題点を説明するための拡大上面図であ
る。
【図10】従来のソース幅のばらつきを無くす方法を工
程別に示す上面図である。
【図11】図10のB−B’線断面図である。
【符号の説明】
10 半導体基板 11 フィールド酸化膜(第1の絶縁層) 12 ゲート酸化膜(第2の絶縁層) 13 浮遊ゲート 14 ゲート間絶縁膜(第3の絶縁層) 15 制御ゲート 16 上部絶縁層(第4の絶縁層) 17 ソース領域 18 ドレイン領域 19 サイドウォール(第5の絶縁層) 20 ソース局所配線電極(第1の導電層)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1導電型の半導体基板表面に互いに平
    行に延在する素子分離領域となる帯状の第1の絶縁層を
    形成する工程と、 上記第1の絶縁層上に長手方向と直行するように、第2
    の絶縁層、浮遊ゲート電極、第3の絶縁層、制御ゲート
    電極、第4の絶縁層より構成される帯状の積層ゲートを
    互いに平行に延在させて形成する工程と、 上記積層ゲートをマスクとして、上記半導体基板に対し
    て自己整合的に第2導電型の不純物を導入し、ソース及
    びドレイン領域を形成する工程と、 上記積層ゲート側面に自己整合的に第5の絶縁層を形成
    する工程と、 上記第1と第5の絶縁層に囲まれている上記ソース領域
    の表面にそれぞれ接触し、かつこのソース領域を挟む隣
    り合った2つの積層ゲートの各々少なくともソース領域
    側の側壁の上記第5の絶縁層を覆うように、延在する積
    層ゲートの長手方向と平行に第1の導電層を形成する工
    程と、を具備することを特徴とする半導体記憶装置の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 上記第1の導電層をアモルファスシリコ
    ンまたは多結晶シリコンで形成することを特徴とする請
    求項1に記載の半導体記憶装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 上記第1の導電層を単層または積層の金
    属層で形成したことを特徴とする請求項1に記載の半導
    体記憶装置の製造方法。
JP8176318A 1996-07-05 1996-07-05 半導体記憶装置の製造方法 Pending JPH1022479A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8176318A JPH1022479A (ja) 1996-07-05 1996-07-05 半導体記憶装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP8176318A JPH1022479A (ja) 1996-07-05 1996-07-05 半導体記憶装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1022479A true JPH1022479A (ja) 1998-01-23

Family

ID=16011496

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8176318A Pending JPH1022479A (ja) 1996-07-05 1996-07-05 半導体記憶装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1022479A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5108939A (en) Method of making a non-volatile memory cell utilizing polycrystalline silicon spacer tunnel region
JP3967193B2 (ja) 不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法
KR0183877B1 (ko) 불휘발성 메모리 장치 및 그 제조방법
JP2002231831A (ja) 不揮発性半導体記憶装置を含む半導体集積回路装置の製造方法
JP2002231830A (ja) 不揮発性半導体記憶装置を含む半導体集積回路装置
JPH10189783A (ja) 半導体メモリ素子及びその製造方法
JP2003209195A (ja) 不揮発性メモリ素子及びその製造方法
US7671406B2 (en) Semiconductor device and method of fabricating the same
US5594688A (en) Nonvolatile semiconductor memory device and method of producing the same
US8815675B2 (en) Method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory with backing wirings
KR100201451B1 (ko) 불휘발성 기억장치
JP3812645B2 (ja) 半導体装置
JP3049100B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
US20030205756A1 (en) Semiconductor memory device having memory cell section and peripheral circuit section and method of manufacturing the same
JP3849759B2 (ja) 半導体装置
US6589844B2 (en) Process for manufacturing semiconductor memory device having floating and control gates in which multiple insulating films are formed over floating gates
US6380584B1 (en) Semiconductor memory device with single and double sidewall spacers
US20050062096A1 (en) Nonvolatile semiconductor memory device and manufacturing method thereof
US7220651B2 (en) Transistor and method for manufacturing the same
JPH0334578A (ja) 不揮発性半導体記憶装置およびその製造方法
US6414346B1 (en) Semiconductor memory and manufacturing method thereof
JPH1022479A (ja) 半導体記憶装置の製造方法
JP3398040B2 (ja) 不揮発性半導体記憶装置とその製造方法
JP2003243544A (ja) 不揮発性半導体記憶装置およびその製造方法
JPH03250669A (ja) Mos型半導体装置およびその製造方法