JPH10261773A - 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 - Google Patents

不揮発性半導体記憶装置の製造方法

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JPH10261773A
JPH10261773A JP9064261A JP6426197A JPH10261773A JP H10261773 A JPH10261773 A JP H10261773A JP 9064261 A JP9064261 A JP 9064261A JP 6426197 A JP6426197 A JP 6426197A JP H10261773 A JPH10261773 A JP H10261773A
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gate electrode
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memory cell
misfet
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JP9064261A
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Yasushi Okuda
寧 奥田
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Matsushita Electronics Corp
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    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/40Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the peripheral circuit region
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • H10B41/49Simultaneous manufacture of periphery and memory cells comprising different types of peripheral transistor

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 周辺回路に電気特性や素子分離耐圧が良好な
MISFETを備えた不揮発性半導体記憶装置の製造方
法を提供する。 【解決手段】 MISFET形成領域R1n〜R2pを第1
導体膜40で覆ったままで、メモリセル領域Rmcにおい
て制御ゲート電極47,容量絶縁膜43,44及び浮遊
ゲート電極48を形成する。その後、MISFET形成
領域R1n〜R2pにおいて、第2導体膜45を全て除去し
た後、第1導体膜40をパターニングして、MISFE
Tのゲート電極を形成する。不揮発性メモリセルの各要
素を加工している間、MISFET形成領域R1n〜R2p
を第1導体膜40で覆っているので、半導体基板表面の
ダメージの発生による電気特性の悪化や素子分離2の膜
減りによる素子分離耐圧の劣化を防止することができ
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、浮遊ゲート電極を
有する不揮発性メモリセルと、メモリセルの制御回路あ
るいは論理演算回路に用いられるMISFETとから構
成される不揮発性半導体記憶装置の製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】図29〜図37は、不揮発性メモリセル
と、その周辺回路等に配設されるMISFETとを備え
た従来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法を示す断面
図である。
【0003】まず、図29に示す工程で、p型シリコン
基板1の表面付近にLOCOS膜からなる素子分離2を
形成して、この素子分離2により、シリコン基板1の表
面付近の領域を、低電圧系n型MISFET形成領域R
1nと、低電圧系p型MISFET形成領域R1pと、高電
圧系n型MISFET形成領域R2nと、高電圧系p型M
ISFET形成領域R2pと、メモリセル形成領域Rmcと
に区画する。そして、しきい値制御のための不純物イオ
ン注入を行って、低電圧系n型MISFET形成領域R
1nには第1p型ウェル3を、低電圧系p型MISFET
形成領域R1pには第1n型ウェル4を、高電圧系n型M
ISFET形成領域R2nには第2p型ウェル5を、高電
圧系p型MISFET形成領域R2pには第2n型ウェル
6を、メモリセル形成領域Rmcには第3p型ウェル7を
それぞれ形成する。
【0004】次に、図30に示す工程で、p型シリコン
基板1の表面を熱酸化してシリコン酸化膜を形成し、さ
らに、このシリコン酸化膜及び素子分離2を含む基板の
全面上にn型多結晶シリコン膜を堆積した後、レジスト
膜8をマスクに用いてn型多結晶シリコン膜とシリコン
酸化膜を順次パターニングして、メモリセル形成領域R
mc内に、不揮発性メモリセルの浮遊ゲート電極9とトン
ネル酸化膜10とを広めに形成する。
【0005】次に、図31に示す工程で、レジスト膜8
を除去した後、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との積
層膜であるON膜を全面に堆積し、さらにメモリセル形
成領域Rmcを覆うレジスト膜12を用いてON膜をパタ
ーニングし、メモリセル形成領域RmcのみにON膜11
を残す。その結果、広めの浮遊ゲート電極9の上面及び
側面はON膜11で覆われている。
【0006】次に、図32に示す工程で、基板の全面上
にシリコン酸化膜を堆積し、低電圧系n型MISFET
形成領域R1n及び低電圧系p型MISFET形成領域R
1p上を開口したレジスト膜14を形成し、このレジスト
膜14をマスクに用いてシリコン酸化膜をパターニング
して、低電圧系MISFET形成領域R1n,R1p上のシ
リコン酸化膜は除去する一方、各高電圧系MISFET
形成領域R2n,R2p及びメモリセル形成領域Rmc上にシ
リコン酸化膜13を残す。
【0007】次に、図33に示す工程で、レジスト膜1
4を除去した後、熱酸化処理を施すことにより、各低電
圧系MISFET形成領域R1n,R1nには薄い低電圧系
ゲート酸化膜15を、各高電圧系MISFET形成領域
R2n,R2pには厚い高電圧系ゲート酸化膜16をそれぞ
れ形成する。その後、基板の全面上にn+ 型多結晶シリ
コン膜17を堆積する。
【0008】次に、図34に示す工程で、各MISFE
T形成領域R1n,R1p,R2n,R2pを覆い、かつメモリ
セル形成領域Rmcではゲート形成領域のみを覆うレジス
ト膜18をマスクに用いて、n+ 型多結晶シリコン膜1
7,シリコン酸化膜13,ON膜11及び浮遊ゲート電
極9をパターニングする。この工程によって、各MIS
FET形成領域R1n,R1p,R2n,R2pには、n+ 型多
結晶シリコン膜17及び各シリコン酸化膜15,16が
残る。また、メモリセル形成領域Rmcのうちゲート形成
領域のみに、制御ゲート電極19と、シリコン酸化膜1
3と、ON膜11と、浮遊ゲート電極20とが形成され
る。そして、この状態で、メモリセル形成領域Rmcの第
3p型ウェル7内にn型不純物イオンを注入して、n型
のソース拡散層21とドレイン拡散層22とを形成す
る。
【0009】次に、図35に示す工程で、レジスト膜1
8を除去した後、メモリセル形成領域Rmc全体と、各M
ISFET形成領域R1n,R1p,R2n,R2pのゲート形
成領域とを覆うレジスト膜23をマスクに用いて、各M
ISFET形成領域R1n,R1p,R2n,R2pのn+ 型多
結晶シリコン膜17をパターニングして各MISFET
のゲート電極24を形成する。
【0010】次に、図36に示す工程で、レジスト膜2
3を除去した後、各MISFETの低濃度ソース・ドレ
インを形成するための不純物イオンの注入を、p型ウェ
ルとn型ウェルとで個別に行う。その後、基板の全面上
にシリコン酸化膜を堆積した後、このシリコン酸化膜の
異方性エッチングを行って、各MISFETのゲート電
極24の側面上と、不揮発性メモリセルの制御ゲート電
極19及び浮遊ゲート電極20の側面上とにサイドウォ
ール25を形成する。さらに、この状態で、イオン注入
を行って、低電圧系n型n型ソース・ドレイン層26
と、低電圧系p型ソース・ドレイン層27と、高電圧系
n型ソース・ドレイン層28と、高電圧系p型ソース・
ドレイン層29とを形成する。
【0011】最後に、図37に示す工程で、基板上に層
間絶縁膜30を堆積した後、層間絶縁膜のコンタクトホ
ールの形成や金属配線31の形成を行う。
【0012】以上の製造光手により、不揮発性メモリセ
ル内の浮遊ゲート電極内の電荷の有無を”0”,”1”
の情報として記憶するように構成された不揮発性半導体
記憶装置が形成される。また、周辺回路等において、高
電圧電源に接続されるI/O装置等用の高電圧系MIS
FETと、内部回路に配置され低電圧で作動する低電圧
系MISFETとで異なる耐圧特性を確保することがで
きる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
不揮発性半導体記憶装置の製造方法においては、以下の
ような問題があった。
【0014】図30に示す工程で、不揮発性メモリセル
の広めの浮遊ゲート電極9を形成する際に、各MISF
ET形成領域R1n,R1p,R2n,R2pのシリコン基板1
並びに素子分離2の上面が露出する。したがって、図3
1及び図32に示す工程で、各MISFET形成領域R
1n,R1p,R2n,R2pのON膜11やシリコン酸化膜1
3を除去する際に、エッチングや洗浄等に起因するMI
SFET形成領域R1n,R1p,R2n,R2pのシリコン基
板上面へのダメージや素子分離2の膜減りを回避するこ
とができない。
【0015】また、MISFETのしきい値電圧制御の
ためのイオン注入は、各MISFETの各ゲート酸化膜
15,16の形成直前におこなった方がしきい値電圧の
制御性が良いが、各ゲート酸化膜15,16を形成する
直前に不純物イオンの注入を行おうとすると、基板の全
面上にマスクとなるレジスト膜を形成せざるを得ない。
そのために、不純物イオン注入後にレジスト膜を除去す
る際に、素子分離2の膜減り量が益々増大する。
【0016】また、図33に示す工程において、MIS
FETのゲート酸化膜15,16を形成するための熱酸
化処理時に、ON膜11内のシリコン窒化膜が酸化され
て、容量絶縁膜が変質したり膜厚が変動することによっ
て容量値が変化し、不揮発性メモリセルの電気特性の劣
化やばらつきを引き起こすおそれがある。
【0017】さらに、図29〜図37に示すように、従
来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法によっては、各
MISFET及び不揮発性メモリセルの電気特性の劣化
やばらつきを簡略なプロセスで実現することは困難であ
る。
【0018】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、その第1の目的は、不揮発性メモリセルとそ
の制御回路あるいは論理演算回路とを備えた不揮発性半
導体記憶装置の製造方法として、製造工程中におけるエ
ッチングや洗浄等によるMISFET形成領域の半導体
基板上面へのダメージや素子分離の膜減りを防止するこ
とにより、MISFETの電気特性や素子分離耐圧の劣
化やばらつきを低減することにある。
【0019】また、本発明の第2の目的は、容量絶縁膜
の変質や膜厚変動を抑制して不揮発性メモリセルの電気
特性を安定化させることにある。
【0020】さらに、本発明の第3の目的は、従来より
も簡略で低コストの不揮発性半導体記憶装置の製造方法
を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】
【0022】
【発明の実施の形態】上記第1〜第3の目的を達成する
ために、本発明では、請求項1〜15に記載されている
不揮発性半導体記憶装置の製造方法に関する手段を講じ
ている。
【0023】本発明に係る基本的な不揮発性半導体記憶
装置の製造方法は、請求項1に記載されているように、
トンネル絶縁膜と浮遊ゲート電極と制御ゲート電極とに
より構成されるメモリトランジスタを少なくとも有する
不揮発性メモリセルと、MISFETとを共通の半導体
基板上に備えている半導体装置の製造方法であって、半
導体基板の上面付近の領域に素子分離を形成して、上記
半導体基板の上面付近の領域を少なくともMISFET
形成領域とメモリセル形成領域とに分離するとともに、
上記MISFET形成領域及びメモリセル形成領域の半
導体基板内に、上記MISFET及びメモリトランジス
タのしきい値制御用不純物を導入する第1の工程と、上
記MISFET形成領域の上記半導体基板の上にゲート
絶縁膜を形成する第2の工程と、上記メモリセル形成領
域の上記半導体基板の上にトンネル絶縁膜を形成する第
3の工程と、上記第3の工程の後に、基板の全面上にわ
たって第1導体膜を形成する第4の工程と、上記MIS
FET形成領域の上記第1導体膜は残存させながら、上
記メモリセル形成領域の上記第1導体膜を選択的に除去
することにより、上記浮遊ゲート電極となる部分を少な
くとも含む上記第1導体膜を残存させる第5の工程と、
上記第4の工程の後に、基板上の全面にわたって少なく
とも1層の誘電体膜からなる容量絶縁膜を形成する第6
の工程と、上記半導体基板上の全面にわたって第2導体
膜を形成する第7の工程と、上記メモリセル形成領域の
少なくとも上記第2導体膜と上記容量絶縁膜とを選択的
に順次除去することにより、上記第2導体膜からなる上
記不揮発性メモリセルの制御ゲート電極を形成する第8
の工程と、上記MISFET形成領域の上記第2導体膜
を全て除去する第9の工程と、上記MISFET形成領
域の上記第1導体膜を選択的に除去することによって、
上記第1導体膜からなる上記MISFETのゲート電極
を形成する第10の工程と、上記MISFET形成領域
及び上記メモリセル形成領域の上記各ゲート電極をマス
クとして半導体基板内に不純物を導入して上記MISF
ET及びメモリトランジスタのソース・ドレイン拡散層
をそれぞれ形成する第11の工程とを備えている。
【0024】この方法により、第5の工程において、M
ISFET形成領域上の第1導体膜が残存しているの
で、その後の浮遊ゲート電極・容量絶縁膜・制御ゲート
電極といった不揮発性メモリセルの構成要素を形成する
工程の間、MISFET形成領域が第1導体膜で被覆さ
れている。したがって、その間のエッチングや洗浄等に
起因するMISFET形成領域の半導体基板上面へのダ
メージや素子分離の膜減りを抑制することができるの
で、MISFETの電気特性や素子分離耐圧の劣化やば
らつきを低減することができる。また、第2の工程でM
ISFETのゲート絶縁膜を形成した後に、不揮発性メ
モリセルの浮遊ゲート電極や容量絶縁膜を形成するの
で、熱酸化処理による容量絶縁膜の変質や膜厚変動がな
く、不揮発性メモリセルの電気特性を安定化させること
ができる。さらに、第1導体膜は不揮発性メモリセルの
浮遊ゲート電極及びMISFETのゲート電極として兼
用されており、プロセスの簡略化・低コスト化といった
面でも有効である。
【0025】請求項2に記載されているように、請求項
1において、上記第5の工程では、上記不揮発性メモリ
セルの浮遊ゲート電極を最終的な形状よりも広く形成し
ておき、上記第8の工程では、上記メモリセル形成領域
の上記第2導体膜及び上記容量絶縁膜を選択的に除去し
た後続いて上記浮遊ゲート電極を選択的に除去して、上
記浮遊ゲート電極を上記制御ゲート電極及び上記容量絶
縁膜と同じ横方向の寸法に仕上げることができる。
【0026】この方法により、請求項1と同じ作用が得
られる。
【0027】請求項3に記載されているように、請求項
1において、上記第5の工程では、上記浮遊ゲート電極
を最終的な横方向の寸法まで仕上げておき、上記第6の
工程では、上記容量絶縁膜で上記浮遊ゲート電極の上面
及び側面を覆うように上記容量絶縁膜を形成し、上記第
8の工程では、上記制御ゲート電極及び上記容量絶縁膜
が上記浮遊ゲート電極の上面及び側面を覆うように上記
第2導体膜及び上記容量絶縁膜を選択的に除去すること
ができる。
【0028】この方法により、請求項1,2と同様な作
用によって、形成されるMISFET及び不揮発性メモ
リセルの電気特性や素子分離耐圧の劣化やばらつきを低
減することができる。加えて、不揮発性メモリセルの制
御ゲート電極が浮遊ゲート電極上面及び側面を完全に被
覆するような形状を有するため、第2導体膜のみを選択
的にエッチングすることによって制御ゲート電極をパタ
ーニングすることができるので、制御ゲート電極のパタ
ーニングの際にMISFET形成領域の第2導体膜を同
時に除去することが可能である。したがって、MISF
ET形成領域の第2導体膜を除去するための専用マスク
が不要になるので、プロセスの簡略化・低コスト化を実
現することができる。
【0029】請求項4に記載されているように、請求項
2又は3において、上記第9の工程の後に、基板の全面
上に低抵抗膜を形成する工程をさらに備え、上記第10
の工程では、上記MISFETのゲート電極を上記第1
導体膜とその上の低抵抗膜とにより形成する一方、上記
メモリトランジスタの制御ゲート電極を上記第2導体膜
とその上の低抵抗膜とにより形成することができる。
【0030】この方法により、請求項1と同様な作用に
よって、形成されるMISFET及び不揮発性メモリセ
ルの電気特性や素子分離耐圧の劣化やばらつきを低減す
ることができる。加えて、不揮発性メモリセル形成領域
の第2導体膜の露出面とMISFET形成領域の第1導
体膜の露出面とに低抵抗層を同時に形成して、不揮発性
メモリセルの制御ゲート電極とMISFETのゲート電
極の両方を低抵抗化することができるので、形成される
不揮発性メモリセル及びMISFETの動作速度を向上
させて不揮発性半導体記憶装置の高速化を実現すること
ができる。
【0031】請求項5に記載されているように、請求項
4において、上記第1導体膜及び上記第2導体膜を多結
晶シリコン膜を用いて形成し、上記低抵抗膜を金属シリ
サイド膜を用いて形成することができる。
【0032】この方法により、不揮発性メモリセルの制
御ゲート電極とMISFETのゲート電極がポリサイド
ゲートになって低抵抗化される。従来、ポリサイドゲー
トは同一層の導電型多結晶シリコン膜にタングステン
(W)等の金属を堆積し、シリサイド化することによっ
てもっぱら形成されているが、この方法により、第1導
体膜と第2導体膜という異なる2層の導電型多結晶シリ
コン膜を用いて、不揮発メモリセル領域の制御ゲート電
極と、MISFET形成領域のゲート電極とをポリサイ
ドゲートにすることができる。
【0033】請求項6に記載されているように、請求項
2において、上記第10の工程の後上記第11の工程の
前に、上記ゲート電極の側面上と上記制御ゲート電極及
び浮遊ゲート電極の側面上とにそれぞれ絶縁膜サイドウ
ォールを形成する工程をさらに備え、上記第11の工程
では、上記MISFET形成領域及び上記メモリセル形
成領域の上記各ゲート電極及び各サイドウォールをマス
クとして半導体基板内に不純物を導入し、上記第11の
工程の後に、上記MISFET形成領域上のゲート電極
及びソース・ドレイン拡散層と、上記メモリセル形成領
域の制御ゲート電極及びソース・ドレイン拡散層とに低
抵抗膜を形成する工程をさらに備えることができる。
【0034】この方法により、請求項1と同様な作用に
よって、形成されるMISFET及び不揮発性メモリセ
ルの電気特性や素子分離耐圧の劣化やばらつきを低減す
ることができるだけでなく、MISFETのゲート電極
上面及びソース・ドレイン領域表面と不揮発性メモリセ
ルの制御ゲート電極上面とに低抵抗層を同時に形成し
て、MISFETのゲート電極とソース・ドレイン領域
と不揮発性メモリセルの制御ゲート電極とを低抵抗化す
ることができる。したがって、動作速度の高いかつ低消
費電力型の高性能化された不揮発性半導体記憶装置が得
られる。
【0035】請求項7に記載されているように、請求項
3において、上記第10の工程の後上記第11の工程の
前に、上記ゲート電極の側面上と上記制御ゲート電極の
側面上とにそれぞれ絶縁膜サイドウォールを形成する工
程をさらに備え、上記第11の工程は、上記第8の工程
の後に上記メモリセル領域内において浮遊ゲート電極及
び選択ゲート電極をマスクとして半導体基板内に不純物
を導入する工程と、上記絶縁膜サイドウォールを形成す
る工程の後に上記MISFET形成領域において上記ゲ
ート電極及び各絶縁膜サイドウォールをマスクとして半
導体基板内に不純物を導入する工程とに分けて行い、上
記第11の工程の後に、上記MISFET形成領域のゲ
ート電極及びソース・ドレイン拡散層の上と、上記メモ
リセル形成領域の制御ゲート電極の上とに低抵抗膜を形
成する工程をさらに備えることができる。
【0036】この方法により、形成される不揮発性メモ
リセルのソース・ドレイン寄生抵抗が低減されるので、
さらに高性能化された不揮発性半導体記憶装置が得られ
ることになる。
【0037】請求項8に記載されているように、請求項
6又は7において、上記第1導体膜及び上記第2導体膜
を多結晶シリコン膜を用いて形成し、上記低抵抗層を金
属シリサイド膜を用いて形成することができる。
【0038】この方法により、MISFET及び不揮発
性メモリセルのゲート電極とソース・ドレイン領域を自
己整合的にシリサイド化(サリサイド:Self-Aligned S
ilicide)にして低抵抗にすることができる。従来、サ
リサイドは同一層の導電型多結晶シリコン膜とソース・
ドレイン領域にチタン(Ti)等の金属を堆積し、シリ
サイド化することによってもっぱら形成されているが、
この方法では、第1導体膜と第2導体膜という異なる2
層の多結晶シリコン膜の上に金属シリサイド膜を形成す
ることができる。
【0039】請求項9に記載されているように、請求項
3において、上記第11の工程は、上記第5の工程の後
に上記メモリセル領域内において浮遊ゲート電極をマス
クとして半導体基板内に不純物を導入する工程と、上記
第10の工程の後に上記MISFET形成領域において
上記ゲート電極をマスクとして半導体基板内に不純物を
導入する工程とに分けて行い、上記第6の工程の後に、
上記容量絶縁膜を不活性ガス雰囲気中で容量絶縁膜の形
成温度よりも高い温度で熱処理する工程をさらに備える
ことができる。
【0040】不揮発性メモリセルは、データの書き込み
・消去動作時にソースまたはドレインに12V程度の高
電圧を印加する場合があるため、通常はMISFETよ
りも深いソース・ドレイン拡散層を形成して接合耐圧を
高くすることによって、書き込み・消去特性を向上させ
ている。この方法では、不揮発性メモリセルのソース・
ドレイン領域に不純物イオン注入を施した後、容量絶縁
膜を所定の温度で形成し、さらに熱処理を施すようにし
ているので、不揮発性メモリセルのソース・ドレイン領
域の不純物イオンを熱拡散させて深いソース・ドレイン
拡散層を形成することができる。しかも、容量絶縁膜を
膜厚制御性の良い温度で形成した後、形成温度よりも高
い温度で熱処理を施すようにしているので、容量絶縁膜
の膜質を改善することによって、不揮発性メモリセルの
電荷保持特性を向上させることができる。一方、容量絶
縁膜の熱処理は不活性ガス雰囲気中で行っているので、
下地の浮遊ゲート電極の酸化等による容量絶縁膜の変質
や膜厚変動を引き起こすことはなく、安定な電気特性を
有する不揮発性メモリセルが得られる。
【0041】請求項10に記載されているように、請求
項9において、上記第6の工程では、容量絶縁膜とし
て、750℃以上かつ850℃以下の化学気相成長法に
よるシリコン酸化膜を形成することができる。
【0042】この方法により、シリコン酸化膜を形成す
る際の温度条件が750〜850℃の範囲にあること
で、シリコン酸化膜の膜厚ばらつきが±5%程度以下に
抑制される。また、容量絶縁膜をシリコン酸化膜の単層
膜にすると、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との積層
膜よりも膜厚制御性が良く、トンネル電流のしきい値電
圧が高くなるという利点がある。
【0043】請求項11に記載されているように、請求
項9において、上記第6の工程では、容量絶縁膜とし
て、750℃以上かつ850℃以下の化学気相成長法に
よるシリコン酸化膜と、700℃以上かつ800℃以下
の化学気相成長法によるシリコン窒化膜とからなるON
膜を形成することができる。
【0044】この方法により、シリコン酸化膜とシリコ
ン窒化膜との積層膜からなる容量絶縁膜の膜厚ばらつき
が±10%程度以下に抑制される。また、容量絶縁膜を
シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との積層膜にすると、
シリコン酸化膜の単層膜よりも容量を大きくするのが容
易であるという利点がある。
【0045】請求項12に記載されているように、請求
項9において、上記容量絶縁膜の熱処理を行う工程で
は、窒素ガス雰囲気中で850℃以上かつ900℃以下
の温度で熱処理を行うことができる。
【0046】この方法により、不揮発性メモリセルのソ
ース・ドレイン拡散層の深さが所定範囲に制御されるの
で、良好な書き込み・消去特性を確保し、容量絶縁膜の
膜質を改善するのに有効な温度条件である。また、サブ
ミクロンルールのシリコン半導体プロセスにおいては、
MISFETのチャネル領域及び素子分離の不純物濃度
を制御するため、熱処理温度は900℃以下にするのが
適当である。
【0047】請求項13に記載されているように、請求
項1において、上記第1の工程では、上記半導体基板の
上面付近の領域を、低電圧系MISFET形成領域と高
電圧系MISFET形成領域とメモリセル形成領域とに
分離しておき、上記第2の工程を、上記低電圧系MIS
FET形成領域,高電圧系MISFET形成領域及びメ
モリセル形成領域の上に第1シリコン酸化膜を形成する
工程と、上記高電圧系MISFET形成領域の上記第1
シリコン酸化膜を除去しないで、上記低電圧系MISF
ET形成領域及び上記メモリセル形成領域の上記第1シ
リコン酸化膜を除去することによって、上記低電圧系M
ISFET形成領域及び上記メモリセル形成領域の上記
シリコン基板表面を露出させる工程と、熱酸化処理を施
すことによって、上記低電圧系MISFETのゲート酸
化膜と上記不揮発性メモリセルのトンネル酸化膜とを同
一の膜厚を有する第2シリコン酸化膜として形成すると
ともに、上記高電圧系MISFETのゲート絶縁膜を上
記第1シリコン酸化膜と上記第2シリコン酸化膜との積
層膜として形成する工程とによって行うことができる。
【0048】この方法により、請求項1と同様な作用に
よって、低電圧系並びに高電圧系MISFET及び不揮
発性メモリセルの電気特性や素子分離耐圧の劣化やばら
つきを低減することができる。しかも、低電圧系MIS
FET形成領域及び不揮発性メモリセル形成領域の第1
シリコン酸化膜を除去してシリコン基板表面を露出させ
た後、熱酸化を施して低電圧系MISFETのゲート酸
化膜と不揮発性メモリセルのトンネル酸化膜と同時に形
成するようにしているので、ゲート酸化工程数を低減す
ることができるだけでなく、低電圧系MISFETのゲ
ート酸化膜と不揮発性メモリセルのトンネル酸化膜を一
度の熱酸化処理で形成すると良質なシリコン酸化膜とし
て形成することができる。
【0049】請求項14に記載されているように、請求
項13において、上記第1シリコン酸化膜を熱酸化処理
を用いて形成することができる。
【0050】この方法により、第1シリコン酸化膜と第
2シリコン酸化膜との積層膜からなる高電圧系MISF
ETのゲート絶縁膜が、第1シリコン酸化膜と第2シリ
コン酸化膜とともに熱酸化処理で形成されるので、緻密
な高信頼性のシリコン酸化膜が形成される。
【0051】請求項15に記載されているように、請求
項14において、上記第1シリコン酸化膜を化学気相成
長法を用いて形成することができる。
【0052】この方法により、化学気相成長法を用いる
と熱酸化法と比較してプロセスを低温化することが可能
であるので、MISFETのチャネル領域や素子分離の
不純物プロファイルの制御性を向上させることができ
る。また、第2シリコン酸化膜を熱酸化処理で形成する
と第1シリコン酸化膜の膜質が改善するため、良質なシ
リコン酸化膜を形成することができる。
【0053】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する。
【0054】(第1の実施形態)図1〜図11は、第1
の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の製造工程を
示す断面図である。
【0055】図1〜図11において、1はp型シリコン
基板、2は素子分離、3は第1p型ウェル、4は第1n
型ウェル、5は第2p型ウェル、6は第2n型ウェル、
7は第3p型ウェル、21はn型ソース拡散層、22は
n型ドレイン拡散層、25はサイドウォール、26は低
電圧系n型ソース・ドレイン層、27は低電圧系p型ソ
ース・ドレイン層、28は高電圧系n型ソース・ドレイ
ン層、29は高電圧系p型ソース・ドレイン層、30は
層間絶縁膜、31は金属配線、32は第1ゲート酸化
膜、33はレジスト膜、34は第2ゲート酸化膜、35
は積層ゲート酸化膜、36はレジスト膜、37はトンネ
ル酸化膜、38は低電圧系ゲート酸化膜、39は高電圧
系ゲート酸化膜、40はn型多結晶シリコン膜、41は
レジスト膜、42は浮遊ゲート電極、43はON膜、4
4はシリコン酸化膜、45はn+ 型多結晶シリコン膜、
46はレジスト膜、47は制御ゲート電極、48は浮遊
ゲート電極、49はレジスト膜、50はレジスト膜、5
1はゲート電極をそれぞれ示す。
【0056】まず、図1に示す工程で、p型シリコン基
板1の表面付近にLOCOS膜からなる素子分離2を形
成して、この素子分離2により、シリコン基板1の表面
付近の領域を、低電圧系n型MISFET形成領域R1n
と、低電圧系p型MISFET形成領域R1pと、高電圧
系n型MISFET形成領域R2nと、高電圧系p型MI
SFET形成領域R2pと、メモリセル形成領域Rmcとに
区画する。そして、しきい値制御のための不純物イオン
注入を行って、低電圧系n型MISFET形成領域R1n
には第1p型ウェル3を、低電圧系p型MISFET形
成領域R1pには第1n型ウェル4を、高電圧系n型MI
SFET形成領域R2nには第2p型ウェル5を、高電圧
系p型MISFET形成領域R2pには第2n型ウェル6
を、メモリセル形成領域Rmcには第3p型ウェル7をそ
れぞれ形成する。ただし、n型MISFET形成領域R
1n,R2n及びメモリセル形成領域Rmcにはボロンイオン
(B+ )を選択的に注入し、p型MISFET形成領域
R1p,R2pには燐イオン(P+ )を選択的に注入する。
【0057】次に、図2に示す工程で、p型シリコン基
板1の表面を900℃程度のパイロ雰囲気中で熱酸化し
て、膜厚が約25nmのシリコン酸化膜を形成し、高電
圧系MISFET形成領域R2n,R2pを覆うレジスト膜
33をマスクに用いて、このシリコン酸化膜を選択的に
除去し、第2p型ウェル5及び第2n型ウェル6上にの
み第1ゲート酸化膜32を形成する。
【0058】次に、図3に示す工程で、レジスト膜33
を除去した後、再びp型シリコン基板1表面を850℃
程度のパイロ雰囲気中で熱酸化する。これにより、第1
p型ウェル3,第1n型ウェル4及び第3p型ウェル7
の上には膜厚が約6nmの薄いシリコン酸化膜を、第2
p型ウェル5及び第2n型ウェル6上には膜厚が約28
nmの厚い積層シリコン酸化膜をそれぞれ形成する。さ
らに、各MISFET形成領域R1n,R1p,R2n,R2p
を覆うレジスト膜36をマスクに用いて、薄いシリコン
酸化膜及び厚い積層シリコン酸化膜をパターニングし、
第1p型ウェル3及び第1n型ウェル4には薄い第2ゲ
ート酸化膜34を、第2p型ウェル5及び第2n型ウェ
ル6上には厚い積層ゲート酸化膜35をそれぞれ形成す
るとともに、第3p型ウェル7上のみシリコン基板表面
を露出させる。
【0059】次に、図4に示す工程で、レジスト膜36
を除去した後、三たびp型シリコン基板1表面を850
℃程度のパイロ雰囲気中で熱酸化して、メモリセル領域
Rmcの第3p型ウェル7の上には膜厚が約7nmのトン
ネル酸化膜37を、第1p型ウェル3及び第1n型ウェ
ル4の上には膜厚が約10nmの低電圧系ゲート酸化膜
38を、第2p型ウェル5及び第2n型ウェル4の上に
は膜厚が約30nmの高電圧系ゲート酸化膜39をそれ
ぞれ形成し、さらに、各酸化膜37,38,39の上
に、温度550℃下の減圧CVD法により、膜圧が約3
00nmのn型多結晶シリコン膜40を堆積する。
【0060】次に、図5に示す工程で、素子分離2bを
含む各MISFET形成領域R1n,R1p,R2n,R2p及
びメモリセル形成領域Rmcのゲート形成領域よりも広め
の領域を覆うレジスト膜41をマスクに用いて、n型多
結晶シリコン膜40をドライエッチングによりパターニ
ングする。この工程により、各MISFET形成領域R
1n,R1p,R2n,R2p上はn型多結晶シリコン膜40で
覆われたままとなっている一方、メモリセル形成領域R
mcには、不揮発性メモリセルの浮遊ゲート電極42が広
めに形成される。
【0061】次に、図6に示す工程で、基板の全面上
に、温度800℃下における減圧CVDにより膜厚が約
7nmのシリコン酸化膜を堆積した後、温度が750℃
下の減圧CVDにより膜厚が約8nmのシリコン窒化膜
を堆積して、両者からなるON膜43を形成し、つづい
て、温度800℃下の減圧CVDにより膜厚が約4nm
のシリコン酸化膜44を、温度550℃下の減圧CVD
により膜厚が約200nmのn+ 型多結晶シリコン膜4
5を順次堆積する。
【0062】次に、図7に示す工程で、各MISFET
形成領域R1n,R1p,R2n,R2pとメモリセル形成領域
Rmcのゲート形成領域とを覆うレジスト膜46をマスク
に用いて、n+型多結晶シリコン膜45,シリコン酸化
膜44,ON膜43及び広めの浮遊ゲート電極42を選
択的に順次エッチングして、不揮発性メモリセルの制御
ゲート電極47,容量絶縁膜43,44及び浮遊ゲート
電極48を形成する。つづいて、メモリセル形成領域R
mcの第3p型ウェル7のうちソース形成領域に燐イオン
(P+ )及び砒素イオン(As+ )を選択的に注入して
n型ソース拡散層21を形成する一方、ドレイン形成領
域にボロンイオン(B+ )及び砒素イオン(As+ )を
選択的に注入してドレイン拡散層22を形成する。
【0063】次に、図8に示す工程において、レジスト
膜46を除去した後、メモリセル形成領域Rmcを覆うレ
ジスト膜49を用いて、MISFET形成領域R1n,R
1p,R2n,R2pに残されていたn+ 型多結晶シリコン膜
45,シリコン酸化膜44及びON膜43を順次全て除
去する。この工程により、各MISFET形成領域R1
n,R1p,R2n,R2p上には多結晶シリコン膜40が残
存する。
【0064】次に、図9に示す工程で、各MISFET
形成領域R1n,R1p,R2n,R2pのゲート形成領域と、
メモリセル形成領域Rmcとを覆うレジスト膜50を用い
て、n型多結晶シリコン膜40及び各ゲート酸化膜3
8,39をドライエッチングによりパターニングして、
各MISFETのゲート電極51を形成し、かつ低電圧
系ゲート酸化膜38及び高電圧系ゲート酸化膜39を最
終的な形状にする。
【0065】次に、図10に示す工程で、レジスト膜5
0を除去した後、各MISFETの種類ごとに分けて低
濃度ソース・ドレイン形成のための不純物のイオン注入
を行う。つづいて、基板の全面上に膜厚が約150nm
のシリコン酸化膜を堆積した後、このシリコン酸化膜の
異方性エッチングを行って、各MISFETのゲート電
極51の側面上と、不揮発性メモリセルの制御ゲート電
極47及び浮遊ゲート電極48の側面上とに自己整合的
にサイドウォール25を形成する。その後、砒素イオン
(As+ )を選択的に注入して低電圧系n型ソース・ド
レイン層26及び高電圧系n型ソース・ドレイン層28
を形成し、ボロンイオン(B+ )を選択的に注入して低
電圧系p型ソース・ドレイン層27及び高電圧系p型ソ
ース・ドレイン層29を形成する。
【0066】最後に、膜厚が約800nmのBPSG膜
からなる層間絶縁膜30を堆積して850℃,30分間
のリフローによって層間絶縁膜30の平坦化をおこなっ
た後、コンタクトホールの形成,アルミニウム合金から
なる金属配線31の形成工程を行う。
【0067】本実施形態では、図7に示す工程、つま
り、浮遊ゲート電極48,ON膜43及びシリコン酸化
膜44からなる容量絶縁膜,制御ゲート電極47といっ
た不揮発性メモリセルの構成要素を形成する工程の間、
各MISFET形成領域R1n,R1p,R2n,R2p形成領
域Rmcをn型多結晶シリコン膜40で被覆することによ
って、エッチングや洗浄等に起因するMISFET形成
領域R1n,R1p,R2n,R2pのシリコン基板上面へのダ
メージや素子分離2の膜減りを抑制することができるの
で、MISFETの電気特性や素子分離耐圧の劣化やば
らつきを低減することができる。
【0068】また、図4に示す工程でMISFETのゲ
ート酸化膜38,39を形成した後、図5〜図7に示す
工程で不揮発性メモリセルの浮遊ゲート電極48や容量
絶縁膜43,44を形成しているために、熱酸化処理に
よる容量絶縁膜43,44の変質や膜厚変動がないの
で、不揮発性メモリセルの電気特性を安定化させること
ができることがわかった。
【0069】さらに、n型多結晶シリコン膜40は不揮
発性メモリセルの浮遊ゲート電極48及びMISFET
のゲート電極51として兼用されているので、プロセス
の簡略化・低コスト化といった面でも有効である。
【0070】(第2の実施形態)図12〜図17は、第
2の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の製造工程
を示す断面図である。
【0071】図12〜図17において、21はn型ソー
ス拡散層、22はn型ドレイン拡散層、25はサイドウ
ォール、26は低電圧系n型ソース・ドレイン層、27
は低電圧系p型ソース・ドレイン層、28は高電圧系n
型ソース・ドレイン層、29は高電圧系p型ソース・ド
レイン層、30は層間絶縁膜、31は金属配線、40は
n型多結晶シリコン膜、43はON膜、44はシリコン
酸化膜、45はn+型多結晶シリコン膜、52はレジス
ト膜、53はタングステンシリサイド膜、54はシリコ
ン酸化膜、55はレジスト膜、56は制御ゲート電極、
57は浮遊ゲート電極、58はレジスト膜、59はゲー
ト電極をそれぞれ示す。
【0072】まず、上述の第1の実施形態における図1
〜図6に示す工程と共通の工程を行う。
【0073】次に、図12に示す工程で、メモリセル形
成領域Rmcを覆うレジスト膜52をマスクとして用い
て、各MISFET形成領域R1n,R1p,R2n,R2pの
+ 型多結晶シリコン膜45とシリコン酸化膜44とO
N膜43とを順次全て除去して、n型多結晶シリコン膜
40の上面を露出させる。
【0074】次に、図13に示す工程で、レジスト膜5
2を除去した後、基板の全面上に、膜厚が約100nm
のタングステン(W)膜と膜厚が約100nmのシリコ
ン酸化膜54とを減圧CVDにより順次堆積する。この
とき、メモリセル形成領域Rmcのn+ 型多結晶シリコン
膜45の上面と、各MISFET形成領域R1n,R1p,
R2n,R2pのn型多結晶シリコン膜40の上面とがタン
グステン膜及びシリコン酸化膜54で覆われた状態とな
る。この状態で、熱処理を施してタングステン膜をシリ
サイド化してタングステンシリサイド膜53を形成す
る。
【0075】次に、図14に示す工程で、各MISFE
T形成領域R1n,R1p,R2n,R2pとメモリセル形成領
域Rmcのゲート形成領域とを覆うレジスト膜55をマス
クに用いて、メモリセル形成領域Rmc内のシリコン酸化
膜54,タングステンシリサイド膜53,n+ 型多結晶
シリコン膜45,シリコン酸化膜44,ON膜43及び
広めの浮遊ゲート電極42を選択的に順次エッチングし
て、不揮発性メモリセルのポリサイド膜からなる制御ゲ
ート電極56,容量絶縁膜43,44及び浮遊ゲート電
極48を形成する。つづいて、メモリセル形成領域Rmc
の第3p型ウェル7のうちソース形成領域に燐イオン
(P+ )及び砒素イオン(As+ )を選択的に注入して
n型ソース拡散層21を形成する一方、ドレイン形成領
域にボロンイオン(B+ )及び砒素イオン(As+ )を
選択的に注入してドレイン拡散層22を形成する。
【0076】次に、図15に示す工程において、レジス
ト膜55を除去した後、各MISFET形成領域R1n,
R1p,R2n,R2pのゲート形成領域とメモリセル形成領
域Rmcとを覆うレジスト膜58を用いて、各MISFE
T形成領域R1n,R1p,R2n,R2pのシリコン酸化膜5
4,タングステンシリサイド膜53,n型多結晶シリコ
ン膜40及び各ゲート酸化膜38,39をドライエッチ
ングによりパターニングして、上部保護膜となるシリコ
ン酸化膜54とポリサイド膜からなるゲート電極59と
を形成し、かつ低電圧系ゲート酸化膜38及び高電圧系
ゲート酸化膜39を最終的な形状にする。
【0077】次に、図16に示す工程で、レジスト膜5
8を除去した後、各MISFETの種類ごとに分けて低
濃度ソース・ドレイン形成のための不純物のイオン注入
を行う。つづいて、基板の全面上に膜厚が約150nm
のシリコン酸化膜を堆積した後、このシリコン酸化膜の
異方性エッチングを行って、各MISFETのゲート電
極59の側面上と、不揮発性メモリセルの制御ゲート電
極56及び浮遊ゲート電極57の側面上とに自己整合的
にサイドウォール25を形成する。その後、砒素イオン
(As+ )を選択的に注入して低電圧系n型ソース・ド
レイン層26及び高電圧系n型ソース・ドレイン層28
を形成し、ボロンイオン(B+ )を選択的に注入して低
電圧系p型ソース・ドレイン層27及び高電圧系p型ソ
ース・ドレイン層29を形成する。
【0078】最後に、膜厚が約800nmのBPSG膜
からなる層間絶縁膜30を堆積して850℃,30分間
のリフローによって層間絶縁膜30の平坦化をおこなっ
た後、コンタクトホールの形成,アルミニウム合金から
なる金属配線31の形成工程を行う。
【0079】本実施形態では、図14に示す工程、つま
り、浮遊ゲート電極57,ON膜43及びシリコン酸化
膜44からなる容量絶縁膜,ポリサイド膜からなる制御
ゲート電極56といった不揮発性メモリセルの構成要素
を形成する工程の間、各MISFET形成領域R1n,R
1p,R2n,R2pをn型多結晶シリコン膜40で被覆する
ことによって、エッチングや洗浄等に起因するMISF
ET形成領域R1n,R1p,R2n,R2pのシリコン基板上
面へのダメージや素子分離2の膜減りを抑制することが
できるので、MISFETの電気特性や素子分離耐圧の
劣化やばらつきを低減することができる。
【0080】また、MISFETのゲート酸化膜38,
39を形成した後、不揮発性メモリセルの浮遊ゲート電
極57や容量絶縁膜43,44を形成しているために、
熱酸化処理による容量絶縁膜43,44の変質や膜厚変
動がないので、不揮発性メモリセルの電気特性を安定化
させることができることがわかった。
【0081】さらに、n型多結晶シリコン膜40は不揮
発性メモリセルの浮遊ゲート電極57及びMISFET
のゲート電極59を構成する膜の1つとして兼用されて
いるので、プロセスの簡略化・低コスト化といった面で
も有効である。
【0082】加えて、本実施形態では、図13に示す工
程において、メモリセル形成領域Rmcのn+ 型多結晶シ
リコン膜45の露出面とMISFET形成領域のn型多
結晶シリコン膜40の露出面とにタングステンシリサイ
ド膜53を同時に形成して、ポリサイド膜からなる制御
ゲート電極56とゲート電極59とを形成しているの
で、低抵抗化されたポリサイドゲートにより、不揮発性
メモリセル及びMISFETの動作速度の向上、つまり
不揮発性半導体記憶装置の高速化を図ることができる。
【0083】(第3の実施形態)図18〜図27は、第
3の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の製造工程
を示す断面図である。
【0084】図18〜図27において、1はp型シリコ
ン基板、2は素子分離、3は第1p型ウェル、4は第1
n型ウェル、5は第2p型ウェル、6は第2n型ウェ
ル、7は第3p型ウェル、25はサイドウォール、26
は低電圧系n型ソース・ドレイン層、27は低電圧系p
型ソース・ドレイン層、28は高電圧系n型ソース・ド
レイン層、29は高電圧系p型ソース・ドレイン層、3
0は層間絶縁膜、31は金属配線、60は深いn型ウェ
ル、61は第1ゲート酸化膜、62はレジスト膜、63
はトンネル酸化膜、64は低電圧系ゲート酸化膜、65
は高電圧系ゲート酸化膜、66はn型多結晶シリコン
膜、67はレジスト膜、68は浮遊ゲート電極、69は
n型ソース・ドレイン拡散層、70はシリコン酸化膜、
71はn+ 型多結晶シリコン膜、72はレジスト膜、7
3は制御ゲート電極、74はレジスト膜、75はゲート
電極、76はチタンシリサイド膜をそれぞれ示す。
【0085】まず、図18に示す工程で、p型シリコン
基板1の表面付近にLOCOS膜からなる素子分離2を
形成して、この素子分離2により、シリコン基板1の表
面付近の領域を、低電圧系n型MISFET形成領域R
1nと、低電圧系p型MISFET形成領域R1pと、高電
圧系n型MISFET形成領域R2nと、高電圧系p型M
ISFET形成領域R2pと、メモリセル形成領域Rmcと
に区画する。そして、高電圧系MISFET形成領域R
2n,R2p及びメモリセル形成領域Rmcに2価の燐イオン
(P++)を選択的に注入して深いn型ウェル60を形成
した後、しきい値制御のための不純物イオン注入を行
う。つまり、低電圧系n型MISFET形成領域R1nに
は第1p型ウェル3を、低電圧系p型MISFET形成
領域R1pには第1n型ウェル4を、高電圧系n型MIS
FET形成領域R2nには第2p型ウェル5を、高電圧系
p型MISFET形成領域R2pには第2n型ウェル6
を、メモリセル形成領域Rmcには第3p型ウェル7をそ
れぞれ形成する。ただし、n型MISFET形成領域R
1n,R2n及びメモリセル領域Rmcにはボロンイオン(B
+ )を選択的に注入し、p型MISFET形成領域R2
n,R2pには燐イオン(P+ )を選択的に注入する。
【0086】次に、図19に示す工程で、p型シリコン
基板1の表面を900℃程度のパイロ雰囲気中で熱酸化
して、膜厚が約25nmのシリコン酸化膜を形成し、高
電圧MISFET形成領域R2n,R2pを覆うレジスト膜
61をマスクに用いて、このシリコン酸化膜を選択的に
除去し、第2p型ウェル5及び第2n型ウェル6上にの
み第1ゲート酸化膜61を形成する。
【0087】次に、図20に示す工程で、レジスト膜6
2を除去した後、再びp型シリコン基板1表面を850
℃程度のパイロ雰囲気中で熱酸化する。これにより、第
3p型ウェル7の上には膜厚が約7nmのトンネル酸化
膜63を、第1p型ウェル3,第1n型ウェル4の上に
は、膜厚が約7nmの低電圧系ゲート酸化膜64を、第
2p型ウェル5及び第2n型ウェル6の上には膜厚が約
30nmの高電圧系ゲート酸化膜65を形成する。さら
に、各酸化膜63,64,65の上に、温度550℃下
の減圧CVD法により、膜圧が約300nmのn型多結
晶シリコン膜66を堆積する。
【0088】次に、図21に示す工程で、各MISFE
T形成領域R1n,R1p,R2n,R2p及びメモリセル形成
領域Rmcの2つのゲート形成領域を覆うレジスト膜67
をマスクに用いて、n型多結晶シリコン膜66をドライ
エッチングによりパターニングする。この工程により、
各MISFET形成領域R1n,R1p,R2n,R2p上はn
型多結晶シリコン膜66で覆われたままとなっている一
方、メモリセル形成領域Rmcには、不揮発性メモリセル
の浮遊ゲート電極68a,68bが形成される。その
後、このレジスト膜67をマスクに用いて燐イオン(P
+ )及び砒素イオン(As+ )を選択的に注入して、不
揮発性メモリセルのn型ソース・ドレイン拡散層69を
形成する。
【0089】次に、図22に示す工程で、レジスト膜6
7を除去した後、基板の全面上に、容量絶縁膜となる膜
厚が約15nmのシリコン酸化膜70を温度800℃下
における減圧CVDにより堆積した後、窒素雰囲気中で
900℃,20分間程度の条件で熱処理を施すことによ
って、n型ソース・ドレイン拡散層69を所定の深さに
熱拡散させると同時に、シリコン酸化膜70を熱酸化膜
と同程度の緻密な膜にする。つづいて、膜厚が約200
nmのn+ 型多結晶シリコン膜71を温度550℃下に
おける減圧CVDにより堆積する。
【0090】次に、図23に示す工程で、メモリセル形
成領域Rmcを覆うレジスト膜72を用いて、n+ 型多結
晶シリコン膜71及びシリコン酸化膜をパターニングし
て、メモリセル形成領域Rmcには制御ゲート電極73を
形成すると同時に、各MISFET形成領域R1n,R1
p,R2n,R2p上に残されていたn+ 型多結晶シリコン
膜71,シリコン酸化膜70を順次全て除去する。この
とき、制御ゲート電極73は浮遊ゲート電極68a,6
8bの上面及び側面を完全に被覆するような形状にな
る。
【0091】次に、図24に示す工程で、各MISFE
T形成領域R1n,R1p,R2n,R2pのゲート形成領域
と、メモリセル形成領域Rmc上の制御ゲート電極73と
を覆うレジスト膜74を用いて、n型多結晶シリコン膜
66及び各ゲート酸化膜64,65をドライエッチング
によりパターニングして、各MISFETのゲート電極
75を形成し、かつ低電圧系ゲート酸化膜64及び高電
圧系ゲート酸化膜65を最終的な形状にする。
【0092】次に、図25に示す工程で、レジスト膜7
4を除去した後、各MISFETの種類ごとに分けて低
濃度ソース・ドレイン形成のための不純物のイオン注入
を行う。つづいて、基板の全面上に膜厚が約150nm
のシリコン酸化膜を堆積した後、このシリコン酸化膜の
異方性エッチングを行って、各MISFETのゲート電
極75と、不揮発性メモリセルの制御ゲート電極73と
の側面上に自己整合的にサイドウォール25を形成する
とともに、n+ 型多結晶シリコン膜71からなるMIS
FETのゲート電極75上面と、n型多結晶シリコン膜
66からなる不揮発性メモリセルの制御ゲート電極73
上面と、各MISFETのソース・ドレイン領域となる
部分のシリコン基板表面とを、つまりシリコン膜で構成
されている領域を露出させる。
【0093】次に、図26に示す工程で、基板の全面上
に、膜厚が約50nmのチタン(Ti)膜をスパッタリ
ングにより堆積した後、625℃程度の温度で熱処理を
施す。この熱処理によって、各シリコン膜上のチタン膜
はシリサイド化されるが、シリコン酸化膜からなる素子
分離2及びサイドウォール25の表面のチタン膜は未反
応のままである。そして、未反応のチタン膜のみを除去
することによって、各MISFETのゲート電極75上
面とソース・ドレイン領域表面と不揮発性メモリセルの
制御ゲート電極73上面とにチタンシリサイド膜76が
自己整合的に形成される。つづいて、砒素イオン(As
+ )を選択的に注入して低電圧系n型ソース・ドレイン
層26及び高電圧系n型ソース・ドレイン層28を形成
し、ボロンイオン(B+ )を選択的に注入して低電圧系
p型ソース・ドレイン層27及び高電圧系p型ソース・
ドレイン層29を形成する。
【0094】最後に、膜厚が約800nmのBPSG膜
からなる層間絶縁膜30を堆積して850℃,30分間
のリフローによって層間絶縁膜30の平坦化をおこなっ
た後、コンタクトホールの形成,アルミニウム合金から
なる金属配線31の形成工程を行う。
【0095】本実施形態では、上述の第1の実施形態の
効果に加えて、MISFETのゲート電極上面と不揮発
性メモリセルの制御ゲート電極上面とにチタンシリサイ
ド膜76するいわゆるサリサイドプロセスにより、不揮
発性メモリセル及びMISFETの動作速度を大幅に向
上させるとともに、MISFETのソース・ドレイン寄
生抵抗の低減によって低消費電力化が図られて、不揮発
性半導体記憶装置を高性能化することができる。
【0096】また本実施形態では、不揮発性メモリセル
のトンネル酸化膜63と低電圧系ゲート酸化膜64とを
同時に形成することによって、ゲート酸化工程を削減す
ることができるだけでなく、トンネル酸化膜63と低電
圧系ゲート酸化膜64が一度の熱酸化処理で形成される
ので、緻密で高信頼性のシリコン酸化膜から構成され
る。ここで、本実施形態では900℃程度の熱酸化処理
を用いて緻密な第1ゲート酸化膜61を形成している
が、800℃程度の化学気相成長により第1ゲート酸化
膜61を形成すると、プロセスを低温化することによっ
て各MISFETのチャネル領域や素子分離の不純物プ
ロファイルを制御しやすい。
【0097】また、本実施形態では、不揮発性メモリセ
ルのn型ソース・ドレイン拡散層69に不純物イオン注
入を施して、容量絶縁膜となるシリコン酸化膜70を膜
厚制御性の良い800℃程度の温度で形成した後、90
0℃程度の温度で熱処理を施すことによって、n型ソー
ス・ドレイン拡散層69を所定の深さに熱拡散させると
同時に、形成温度よりも高い温度でアニールしてシリコ
ン酸化膜70の膜質を改善し、不揮発性メモリセルの電
荷保持特性を向上させることができる。その際、窒素雰
囲気で熱処理しているので、浮遊ゲート電極68a,6
8bの酸化による容量絶縁膜の変質や膜厚変動を引き起
こすことはなく、不揮発性メモリセルの電気特性を安定
化させることができる。
【0098】ここで、本実施形態では容量絶縁膜として
膜厚ばらつきの小さいシリコン酸化膜70の単層膜を用
いたが、膜厚が約6nmのシリコン酸化膜と膜厚が約6
nmのシリコン窒化膜と膜厚が約3nmのシリコン酸化
膜とからなる積層膜を用いた場合、シリコン窒化膜の誘
電率がシリコン酸化膜の誘電率よりも大きいので容量値
を大きくするのが容易である。
【0099】更に本実施形態では、不揮発性メモリセル
の制御ゲート電極73が浮遊ゲート電極63の上面及び
側面を完全に被覆するような形状を有するため、制御ゲ
ート電極73をパターニングの際にMISFET形成領
域のn+ 型多結晶シリコン膜71を同時に除去して、プ
ロセスを簡略化・低コスト化できる。
【0100】(第4の実施形態)図28は、第4の実施
形態に係る不揮発性半導体記憶装置の製造工程中の1工
程を示す断面図である。
【0101】図28において、21はn型ソース拡散
層、22はドレイン拡散層、25はサイドウォール、2
6は低電圧系n型ソース・ドレイン層、27は低電圧系
p型ソース・ドレイン層、28は高電圧系n型ソース・
ドレイン層、29は高電圧系p型ソース・ドレイン層、
47は制御ゲート電極、51はゲート電極、76はチタ
ンシリサイド膜をそれぞれ示す。
【0102】まず、上述の第1の実施形態における図1
〜図10に示す工程と共通の工程を行う。
【0103】次に、図28に示す工程で、基板の全面上
に、膜厚が約50nmのチタン(Ti)膜をスパッタリ
ングにより堆積した後、625℃程度の温度で熱処理を
施す。この熱処理によって、シリコン膜上のチタン膜は
シリサイド化されるが、シリコン酸化膜からなる素子分
離2及びサイドウォール25の表面のチタン膜は未反応
である。未反応のチタン膜のみを除去することによっ
て、図28に示すようにチタンシリサイド膜76が自己
整合的に形成される。その後は、図11に示す工程を行
って、層間絶縁膜や配線を形成する。
【0104】本実施形態では、MISFETのゲート電
極上面とソース・ドレイン領域表面と不揮発性メモリセ
ルの制御ゲート電極上面だけでなく、不揮発性メモリセ
ルのソース・ドレイン領域表面にもチタンシリサイド膜
76が形成されるので、不揮発性メモリセルのソース・
ドレイン寄生抵抗が低減し、更に不揮発性半導体記憶装
置を高速化・高性能化することができる。
【0105】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の不揮発性
半導体記憶装置の製造方法は、MISFETのゲート絶
縁膜と不揮発性メモリセルのトンネル絶縁膜とを形成
し、基板の全面上に第1導体膜を形成した後、MISF
ET形成領域を第1導体膜で被覆したまま、第1導体膜
からなる不揮発性メモリセルの浮遊ゲート電極と容量絶
縁膜とを形成するようにしたので、その後の不揮発性メ
モリセルの構成要素を形成する工程の間MISFET形
成領域が第1導体膜で被覆されていることにより、MI
SFET形成領域における基板上面へのダメージや素子
分離の膜減りを抑制することができ、MISFETの電
気特性や素子分離耐圧の劣化やばらつきを低減すること
ができる。また、MISFETのゲート絶縁膜を形成し
た後に、不揮発性メモリセルの浮遊ゲート電極や容量絶
縁膜を形成するようにしているので、熱酸化処理による
容量絶縁膜の変質や膜厚変動を防止することができ、電
気特性の良好な不揮発性メモリセルを備えた不揮発性半
導体記憶装置を製造することができる。さらに、第1導
体膜は不揮発性メモリセルの浮遊ゲート電極及びMIS
FETのゲート電極として兼用するようにしているの
で、プロセスの簡略化・低コスト化をも図ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置
の製造工程における第1番目の工程を示す断面図であ
る。
【図2】第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置
の製造工程における第2番目の工程を示す断面図であ
る。
【図3】第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置
の製造工程における第3番目の工程を示す断面図であ
る。
【図4】第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置
の製造工程における第4番目の工程を示す断面図であ
る。
【図5】第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置
の製造工程における第5番目の工程を示す断面図であ
る。
【図6】第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置
の製造工程における第6番目の工程を示す断面図であ
る。
【図7】第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置
の製造工程における第7番目の工程を示す断面図であ
る。
【図8】第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置
の製造工程における第8番目の工程を示す断面図であ
る。
【図9】第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置
の製造工程における第9番目の工程を示す断面図であ
る。
【図10】第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造工程における第10番目の工程を示す断面図で
ある。
【図11】第1の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造工程における第11番目の工程を示す断面図で
ある。
【図12】第2の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造工程における第1番目の工程を示す断面図であ
る。
【図13】第2の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造工程における第2番目の工程を示す断面図であ
る。
【図14】第2の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造工程における第3番目の工程を示す断面図であ
る。
【図15】第2の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造工程における第4番目の工程を示す断面図であ
る。
【図16】第2の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造工程における第5番目の工程を示す断面図であ
る。
【図17】第2の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造工程における第6番目の工程を示す断面図であ
る。
【図18】第3の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造工程における第1番目の工程を示す断面図であ
る。
【図19】第3の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造工程における第2番目の工程を示す断面図であ
る。
【図20】第3の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造工程における第3番目の工程を示す断面図であ
る。
【図21】第3の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造工程における第4番目の工程を示す断面図であ
る。
【図22】第3の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造工程における第5番目の工程を示す断面図であ
る。
【図23】第3の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造工程における第6番目の工程を示す断面図であ
る。
【図24】第3の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造工程における第7番目の工程を示す断面図であ
る。
【図25】第3の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造工程における第8番目の工程を示す断面図であ
る。
【図26】第3の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造工程における第9番目の工程を示す断面図であ
る。
【図27】第3の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造工程における第10番目の工程を示す断面図で
ある。
【図28】第4の実施形態に係る不揮発性半導体記憶装
置の製造工程における1つの工程を示す断面図である。
【図29】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造工程に
おける第1番目の工程を示す断面図である。
【図30】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造工程に
おける第2番目の工程を示す断面図である。
【図31】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造工程に
おける第3番目の工程を示す断面図である。
【図32】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造工程に
おける第4番目の工程を示す断面図である。
【図33】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造工程に
おける第5番目の工程を示す断面図である。
【図34】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造工程に
おける第6番目の工程を示す断面図である。
【図35】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造工程に
おける第7番目の工程を示す断面図である。
【図36】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造工程に
おける第8番目の工程を示す断面図である。
【図37】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造工程に
おける第9番目の工程を示す断面図である。
【符号の説明】
R1n 低電圧系n型MISFET形成領域 R1p 低電圧系p型MISFET形成領域 R2n 高電圧系n型MISFET形成領域 R2p 高電圧系p型MISFET形成領域 1 p型シリコン基板 2 素子分離 3 第1p型ウェル 4 第1n型ウェル 5 第2p型ウェル 6 第2n型ウェル 7 第3p型ウェル 8 レジスト膜 9 浮遊ゲート電極 10 トンネル酸化膜 11 ON膜 12 レジスト膜 13 シリコン酸化膜 14 レジスト膜 15 低電圧系ゲート酸化膜 16 高電圧系ゲート酸化膜 17 n+ 型多結晶シリコン膜 18 レジスト膜 19 制御ゲート電極 20 浮遊ゲート電極 21 n型ソース拡散層 22 ドレイン拡散層 23 レジスト膜 24 ゲート電極 25 サイドウォール 26 低電圧系n型ソース・ドレイン層 27 低電圧系p型ソース・ドレイン層 28 高電圧系n型ソース・ドレイン層 29 高電圧系p型ソース・ドレイン層 30 層間絶縁膜 31 金属配線 32 第1ゲート酸化膜 33 レジスト膜 34 第2ゲート酸化膜 35 積層ゲート酸化膜 36 レジスト膜 37 トンネル酸化膜 38 低電圧系ゲート酸化膜 39 高電圧系ゲート酸化膜 40 n型多結晶シリコン膜 41 レジスト膜 42 浮遊ゲート電極 43 ON膜 44 シリコン酸化膜 45 n+ 型多結晶シリコン膜 46 レジスト膜 47 制御ゲート電極 48 浮遊ゲート電極 49 レジスト膜 50 レジスト膜 51 ゲート電極 52 レジスト膜 53 タングステンシリサイド膜 54 シリコン酸化膜 55 レジスト膜 56 制御ゲート電極 57 浮遊ゲート電極 58 レジスト膜 59 ゲート電極 60 深いn型ウェル 61 第1ゲート酸化膜 62 レジスト膜 63 トンネル酸化膜 64 低電圧系ゲート酸化膜 65 高電圧系ゲート酸化膜 66 n型多結晶シリコン膜 67 レジスト膜 68a,68b 浮遊ゲート電極 69 n型ソース・ドレイン拡散層 70 シリコン酸化膜 71 n+ 型多結晶シリコン膜 72 レジスト膜 73 制御ゲート電極 74 レジスト膜 75 ゲート電極 76 チタンシリサイド膜
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/788 29/792

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トンネル絶縁膜と浮遊ゲート電極と制御
    ゲート電極とにより構成されるメモリトランジスタを少
    なくとも有する不揮発性メモリセルと、MISFETと
    を共通の半導体基板上に備えている半導体装置の製造方
    法であって、 半導体基板の上面付近の領域に素子分離を形成して、上
    記半導体基板の上面付近の領域を少なくともMISFE
    T形成領域とメモリセル形成領域とに分離するととも
    に、上記MISFET形成領域及びメモリセル形成領域
    の半導体基板内に、上記MISFET及びメモリトラン
    ジスタのしきい値制御用不純物を導入する第1の工程
    と、 上記MISFET形成領域の上記半導体基板の上にゲー
    ト絶縁膜を形成する第2の工程と、 上記メモリセル形成領域の上記半導体基板の上にトンネ
    ル絶縁膜を形成する第3の工程と、 上記第3の工程の後に、基板の全面上にわたって第1導
    体膜を形成する第4の工程と、 上記MISFET形成領域の上記第1導体膜は残存させ
    ながら、上記メモリセル形成領域の上記第1導体膜を選
    択的に除去することにより、上記浮遊ゲート電極となる
    部分を少なくとも含む上記第1導体膜を残存させる第5
    の工程と、 上記第4の工程の後に、基板上の全面にわたって少なく
    とも1層の誘電体膜からなる容量絶縁膜を形成する第6
    の工程と、 上記半導体基板上の全面にわたって第2導体膜を形成す
    る第7の工程と、 上記メモリセル形成領域の少なくとも上記第2導体膜と
    上記容量絶縁膜とを選択的に順次除去することにより、
    上記第2導体膜からなる上記不揮発性メモリセルの制御
    ゲート電極を形成する第8の工程と、 上記MISFET形成領域の上記第2導体膜を全て除去
    する第9の工程と、 上記MISFET形成領域の上記第1導体膜を選択的に
    除去することによって、上記第1導体膜からなる上記M
    ISFETのゲート電極を形成する第10の工程と、 上記MISFET形成領域及び上記メモリセル形成領域
    の上記各ゲート電極をマスクとして半導体基板内に不純
    物を導入して上記MISFET及びメモリトランジスタ
    のソース・ドレイン拡散層をそれぞれ形成する第11の
    工程とを備えていることを特徴とする不揮発性半導体記
    憶装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装
    置の製造方法において、 上記第5の工程では、上記不揮発性メモリセルの浮遊ゲ
    ート電極を最終的な形状よりも広く形成しておき、 上記第8の工程では、上記メモリセル形成領域の上記第
    2導体膜及び上記容量絶縁膜を選択的に除去した後続い
    て上記浮遊ゲート電極を選択的に除去して、上記浮遊ゲ
    ート電極を上記制御ゲート電極及び上記容量絶縁膜と同
    じ横方向の寸法に仕上げることを特徴とする不揮発性半
    導体記憶装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装
    置の製造方法において、 上記第5の工程では、上記浮遊ゲート電極を最終的な横
    方向の寸法まで仕上げておき、 上記第6の工程では、上記容量絶縁膜で上記浮遊ゲート
    電極の上面及び側面を覆うように上記容量絶縁膜を形成
    し、 上記第8の工程では、上記制御ゲート電極及び上記容量
    絶縁膜が上記浮遊ゲート電極の上面及び側面を覆うよう
    に上記第2導体膜及び上記容量絶縁膜を選択的に除去す
    ることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 請求項2又は3に記載の不揮発性半導体
    記憶装置の製造方法において、 上記第9の工程の後に、基板の全面上に低抵抗膜を形成
    する工程をさらに備え、 上記第10の工程では、上記MISFETのゲート電極
    を上記第1導体膜とその上の低抵抗膜とにより形成する
    一方、上記メモリトランジスタの制御ゲート電極を上記
    第2導体膜とその上の低抵抗膜とにより形成することを
    特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の不揮発性半導体記憶装
    置の製造方法において、 上記第1導体膜及び上記第2導体膜を多結晶シリコン膜
    を用いて形成し、 上記低抵抗膜を金属シリサイド膜を用いて形成すること
    を特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 請求項2に記載の不揮発性半導体記憶装
    置の製造方法において、 上記第10の工程の後上記第11の工程の前に、上記ゲ
    ート電極の側面上と上記制御ゲート電極及び浮遊ゲート
    電極の側面上とにそれぞれ絶縁膜サイドウォールを形成
    する工程をさらに備え、 上記第11の工程では、上記MISFET形成領域及び
    上記メモリセル形成領域の上記各ゲート電極及び各サイ
    ドウォールをマスクとして半導体基板内に不純物を導入
    し、 上記第11の工程の後に、上記MISFET形成領域上
    のゲート電極及びソース・ドレイン拡散層と、上記メモ
    リセル形成領域の制御ゲート電極及びソース・ドレイン
    拡散層とに低抵抗膜を形成する工程をさらに備えている
    ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項3に記載の不揮発性半導体記憶装
    置の製造方法において、 上記第10の工程の後上記第11の工程の前に、上記ゲ
    ート電極の側面上と上記制御ゲート電極の側面上とにそ
    れぞれ絶縁膜サイドウォールを形成する工程をさらに備
    え、 上記第11の工程は、上記第8の工程の後に上記メモリ
    セル領域内において浮遊ゲート電極及び選択ゲート電極
    をマスクとして半導体基板内に不純物を導入する工程
    と、上記絶縁膜サイドウォールを形成する工程の後に上
    記MISFET形成領域において上記ゲート電極及び各
    絶縁膜サイドウォールをマスクとして半導体基板内に不
    純物を導入する工程とに分けて行い、 上記第11の工程の後に、上記MISFET形成領域の
    ゲート電極及びソース・ドレイン拡散層の上と、上記メ
    モリセル形成領域の制御ゲート電極の上とに低抵抗膜を
    形成する工程をさらに備えていることを特徴とする不揮
    発性半導体記憶装置の製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項6又は7に記載の不揮発性半導体
    記憶装置の製造方法において、 上記第1導体膜及び上記第2導体膜を多結晶シリコン膜
    を用いて形成し、 上記低抵抗層を金属シリサイド膜を用いて形成すること
    を特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
  9. 【請求項9】 請求項3に記載の不揮発性半導体記憶装
    置の製造方法において、 上記第11の工程は、上記第5の工程の後に上記メモリ
    セル領域内において浮遊ゲート電極をマスクとして半導
    体基板内に不純物を導入する工程と、上記第10の工程
    の後に上記MISFET形成領域において上記ゲート電
    極をマスクとして半導体基板内に不純物を導入する工程
    とに分けて行い、 上記第6の工程の後に、上記容量絶縁膜を不活性ガス雰
    囲気中で容量絶縁膜の形成温度よりも高い温度で熱処理
    する工程をさらに備えていることを特徴とする不揮発性
    半導体記憶装置の製造方法。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載の不揮発性半導体記憶
    装置の製造方法において、 上記第6の工程では、容量絶縁膜として、750℃以上
    かつ850℃以下の化学気相成長法によるシリコン酸化
    膜を形成することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置
    の製造方法。
  11. 【請求項11】 請求項9に記載の不揮発性半導体記憶
    装置の製造方法において、 上記第6の工程では、容量絶縁膜として、750℃以上
    かつ850℃以下の化学気相成長法によるシリコン酸化
    膜と、700℃以上かつ800℃以下の化学気相成長法
    によるシリコン窒化膜とからなるON膜を形成すること
    を特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
  12. 【請求項12】 請求項9に記載の不揮発性半導体記憶
    装置の製造方法において、 上記容量絶縁膜の熱処理を行う工程では、窒素ガス雰囲
    気中で850℃以上かつ900℃以下の温度で熱処理を
    行うことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方
    法。
  13. 【請求項13】 請求項1に記載の不揮発性半導体記憶
    装置の製造方法において、 上記第1の工程では、上記半導体基板の上面付近の領域
    を、低電圧系MISFET形成領域と高電圧系MISF
    ET形成領域とメモリセル形成領域とに分離しておき、 上記第2の工程は、 上記低電圧系MISFET形成領域,高電圧系MISF
    ET形成領域及びメモリセル形成領域の上に第1シリコ
    ン酸化膜を形成する工程と、 上記高電圧系MISFET形成領域の上記第1シリコン
    酸化膜を除去しないで、上記低電圧系MISFET形成
    領域及び上記メモリセル形成領域の上記第1シリコン酸
    化膜を除去することによって、上記低電圧系MISFE
    T形成領域及び上記メモリセル形成領域の上記シリコン
    基板表面を露出させる工程と、 熱酸化処理を施すことによって、上記低電圧系MISF
    ETのゲート酸化膜と上記不揮発性メモリセルのトンネ
    ル酸化膜とを同一の膜厚を有する第2シリコン酸化膜と
    して形成するとともに、上記高電圧系MISFETのゲ
    ート絶縁膜を上記第1シリコン酸化膜と上記第2シリコ
    ン酸化膜との積層膜として形成する工程とからなること
    を特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
  14. 【請求項14】 請求項13に記載の不揮発性半導体記
    憶装置の製造方法において、 上記第1シリコン酸化膜を熱酸化処理を用いて形成する
    ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
  15. 【請求項15】 請求項14に記載の不揮発性半導体記
    憶装置の製造方法において、 上記第1シリコン酸化膜を化学気相成長法を用いて形成
    することを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方
    法。
JP9064261A 1997-03-18 1997-03-18 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 Withdrawn JPH10261773A (ja)

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