JPH11330274A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH11330274A
JPH11330274A JP10128682A JP12868298A JPH11330274A JP H11330274 A JPH11330274 A JP H11330274A JP 10128682 A JP10128682 A JP 10128682A JP 12868298 A JP12868298 A JP 12868298A JP H11330274 A JPH11330274 A JP H11330274A
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JP
Japan
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film
insulating film
forming
impurity
semiconductor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10128682A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhiko Takada
和彦 高田
Koji Hashimoto
広司 橋本
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a structure that can prevent the deterioration of transistor characteristics and make ease the injection of hot carrier to a floating gate, with respect to the manufacturing method of semiconductor device having a nonvolatile memory. SOLUTION: A gate insulation film 4, a floating gate FG consisting of a first semiconductor, an intermediate insulation film 6, a control gate CG consisting of a second semiconductor, and a protective insulation film 9 are formed like a stripe in order, and then a covering insulation film 10 which covers the side surfaces of the stripe-like films, the upper surface of the protection insulation film 9 and the surface of a semiconductor substrate 1 on both sides of the control gate CG is formed at 50 nm or lower of thickness by the vapor phase growth method. Further impurities are introduced to the semiconductor substrate 1 through the covering insulation film 10 on both sides of the control gate CG, forming impurity introduction layers 12s and 12d.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、より詳しくは、不揮発性メモリを有する半
導体装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method for manufacturing a semiconductor device having a nonvolatile memory.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、微細化が進む半導体集積回路装置
(LSI)において、多くの回路を1つのチップ内に作
り込むシステムLSIが開発されてきている。その中
で、不揮発性メモリセルを高集積化し、ロジック回路の
素子を微細化、高性能化し、それら不揮発性メモリセル
とロジック回路を融合させたいとの要求があり、その開
発、研究が進んでいる。
2. Description of the Related Art In recent years, in a semiconductor integrated circuit device (LSI) that has been miniaturized, a system LSI in which many circuits are formed in one chip has been developed. In this context, there is a demand for higher integration of non-volatile memory cells, miniaturization and higher performance of logic circuit elements, and integration of these non-volatile memory cells and logic circuits. I have.

【0003】従来の不揮発性メモリセルは概ね次のよう
な工程によって形成される。まず、図9(a) に示す状態
になるまでの工程を説明する。シリコン基板101 のうち
フィールド酸化膜102 に囲まれたセル形成領域に、ゲー
ト絶縁膜103 、不純物含有の第一の多結晶シリコン膜10
4 、SiO2よりなる中間絶縁膜105 を形成する。その後
に、第一の多結晶シリコン膜104 及び中間絶縁膜105 を
フォトリソグラフィー技術によりパターニングしてそれ
らの膜をセル形成領域とその周囲に残す。
A conventional nonvolatile memory cell is generally formed by the following steps. First, steps required until a state shown in FIG. In the cell formation region of the silicon substrate 101 surrounded by the field oxide film 102, the gate insulating film 103 and the impurity-containing first polycrystalline silicon film 10 are formed.
4. An intermediate insulating film 105 made of SiO 2 is formed. Thereafter, the first polycrystalline silicon film 104 and the intermediate insulating film 105 are patterned by photolithography to leave those films in and around the cell formation region.

【0004】続いて、不純物含有の第二の多結晶シリコ
ン膜106 、高融点金属シリサイド膜107 及び酸化シリコ
ンよりなる保護絶縁膜108 を中間絶縁膜105 上及びフィ
ールド酸化膜102 上に形成する。次に、1つのレジスト
マスク(不図示)を用いて、保護絶縁膜108 からゲート
絶縁膜103 までの膜を順にエッチングする。これによ
り、第二の多結晶シリコン膜105 を帯状のコントロール
ゲート配線cgの形状にパターニングするとともにその
上下の膜もコントロールゲート配線cgに合わせた形状
にする。このようなパターニングによって、1つのセル
形成領域の第一の多結晶シリコン膜104 は他のセル形成
領域の第一の多結晶シリコン膜104 から分離されて電気
的に浮遊状態となり、その第一の多結晶シリコン膜104
はフローティングゲート電極fgとして用いられる。
Subsequently, a second polycrystalline silicon film 106 containing impurities, a refractory metal silicide film 107, and a protective insulating film 108 made of silicon oxide are formed on the intermediate insulating film 105 and the field oxide film 102. Next, the films from the protective insulating film 108 to the gate insulating film 103 are sequentially etched using one resist mask (not shown). As a result, the second polycrystalline silicon film 105 is patterned into the shape of the strip-shaped control gate wiring cg, and the upper and lower films are formed in a shape corresponding to the control gate wiring cg. By such patterning, the first polycrystalline silicon film 104 in one cell forming region is separated from the first polycrystalline silicon film 104 in another cell forming region and becomes electrically floating. Polycrystalline silicon film 104
Are used as floating gate electrodes fg.

【0005】次に、図9(b) に示すように、フローティ
ングゲート電極fgを構成する第一の多結晶シリコン膜
104 とコントロールゲート配線cgを構成する第二の多
結晶シリコン膜106 のそれぞれの露出した側面を熱酸化
して被覆絶縁膜109 を形成する。その熱酸化によりシリ
コン基板101 表面のSiO2膜110 の膜厚が増加する。コン
トロールゲート配線cgとフローティングゲート電極f
gの側面に被覆絶縁膜108 を形成したのは、後の工程に
おいてイオン注入による不純物の導入を抑制するため
と、素子完成後にフローティングゲート電極fgに注入
された電荷の抜けを防止するためである。
Next, as shown in FIG. 9B, a first polycrystalline silicon film forming the floating gate electrode fg is formed.
The exposed side surfaces of the second polycrystalline silicon film 106 constituting the control gate wiring 104 and the control gate wiring cg are thermally oxidized to form a coating insulating film 109. Due to the thermal oxidation, the thickness of the SiO 2 film 110 on the surface of the silicon substrate 101 increases. Control gate wiring cg and floating gate electrode f
The reason why the coating insulating film 108 is formed on the side surface of the gate electrode g is to suppress the introduction of impurities due to ion implantation in a later step and to prevent the charge injected into the floating gate electrode fg after the completion of the device from leaking. .

【0006】その後に、不純物をシリコン基板101 にイ
オン注入して低濃度で浅い不純物拡散層を形成する。次
に、図9(c) に示すように、コントロールゲート配線c
g及びフローティングゲートfgの側面に絶縁性サイド
ウォール111 を形成する。さらに、保護絶縁膜108 及び
絶縁性サイドウォール111 をマスクにしてシリコン基板
101 に2回目の不純物をイオン注入する。
Thereafter, impurities are ion-implanted into the silicon substrate 101 to form a low-concentration and shallow impurity diffusion layer. Next, as shown in FIG.
An insulating sidewall 111 is formed on the side surfaces of the gate g and the floating gate fg. Further, using the protective insulating film 108 and the insulating sidewall 111 as a mask, the silicon substrate
101 is ion-implanted with a second impurity.

【0007】2回の不純物イオン注入によって、図7
(c) に示すようなLDD構造のソース層112s、ドレイン
層112dがフローティングゲート電極fgの両側のシリコ
ン基板101 に形成される。
[0007] By two times impurity ion implantation, FIG.
A source layer 112s and a drain layer 112d having an LDD structure as shown in FIG. 3C are formed on the silicon substrate 101 on both sides of the floating gate electrode fg.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、コントロー
ルゲート配線cg、フローティングゲート電極fgの側
面を熱酸化して被覆絶縁膜109 を形成する際に、シリコ
ン基板101 の表面も酸化されてSiO2膜110 の底がゲート
絶縁膜103 よりも深くなり、しかも、フローティングゲ
ートゲート電極fgとシリコン基板101 の間の境界側部
が酸化される。
[SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, the control gate lines cg, the side surfaces of the floating gate electrode fg at the time of forming the insulating cover film 109 is thermally oxidized, SiO 2 film 110 is also the surface of the silicon substrate 101 is oxidized Is deeper than the gate insulating film 103, and the boundary between the floating gate electrode fg and the silicon substrate 101 is oxidized.

【0009】このため、ドレイン層111dの端部で発生し
たホットキャリアがゲート絶縁膜103 をトンネルしにく
くなって、フローティングゲート電極fgにホットキャ
リアが注入されにくくなる。さらに、LDD構造のソー
ス層112s、ドレイン層112dの端部がフローティングゲー
ト電極fgから遠くなりドレイン電流が減少するなど、
トランジスタ特性を劣化させるといった不都合がある。
Therefore, it is difficult for hot carriers generated at the end of the drain layer 111d to tunnel through the gate insulating film 103, so that hot carriers are less likely to be injected into the floating gate electrode fg. Further, the ends of the source layer 112s and the drain layer 112d having the LDD structure are farther from the floating gate electrode fg and the drain current is reduced.
There is a disadvantage that the transistor characteristics are deteriorated.

【0010】そのような不都合は、素子の微細化が進む
ほど顕著に現れてくる。本発明の目的は、トランジスタ
特性の劣化を防止するとともに、フローティングゲート
へのホットキャリア注入を容易にする構造を得るための
半導体装置の製造方法を提供することにある。
[0010] Such inconvenience becomes more noticeable as the element becomes finer. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device for preventing deterioration of transistor characteristics and obtaining a structure that facilitates hot carrier injection into a floating gate.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記した課題は、図1〜
図4に例示するように、半導体基板1のメモリセル形成
領域にゲート絶縁膜4、第一の不純物含有半導体膜5、
中間絶縁膜6、第二の不純物含有半導体膜7及び保護絶
縁膜9を形成する工程と、前記第一の不純物含有半導体
層5、前記中間絶縁膜6、前記第二の不純物含有半導体
膜7及び前記保護絶縁膜9をパターニングすることによ
り、前記第一の不純物含有半導体層5をフローティング
ゲートFGの形状にし、前記第二の不純物含有半導体層
7をコントロールゲートCGの形状にする工程と、前記
フローティングゲートFG、前記中間絶縁膜6、前記コ
ントロールゲートCG及び前記保護絶縁膜9の側面と前
記保護絶縁膜9の上面と前記コントロールゲートCGの
両側の前記半導体基板1の表面を覆う被覆絶縁膜10を
気相成長法により50nm以下、5nm以上の厚さに形成す
る工程と、前記コントロールゲートCGの両側方にある
前記被覆絶縁膜10を通して前記半導体基板1に不純物
を導入して不純物導入層12s,12dを形成する工程
とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法によ
って解決する。
Means for Solving the Problems The above-mentioned problems are solved in FIGS.
As illustrated in FIG. 4, a gate insulating film 4, a first impurity-containing semiconductor film 5,
Forming an intermediate insulating film 6, a second impurity-containing semiconductor film 7, and a protective insulating film 9; and forming the first impurity-containing semiconductor layer 5, the intermediate insulating film 6, the second impurity-containing semiconductor film 7, Patterning the protective insulating film 9 so that the first impurity-containing semiconductor layer 5 has a shape of a floating gate FG and the second impurity-containing semiconductor layer 7 has a shape of a control gate CG; A gate insulating film 10 covering the gate FG, the intermediate insulating film 6, the control gate CG, the side surfaces of the protective insulating film 9, the upper surface of the protective insulating film 9, and the surface of the semiconductor substrate 1 on both sides of the control gate CG. Forming the film to a thickness of 50 nm or less and 5 nm or more by vapor phase epitaxy; and forming the coating insulating film 10 on both sides of the control gate CG. And forming impurities introducing layers 12 s and 12 d by introducing impurities into the semiconductor substrate 1 through the semiconductor device 1.

【0012】上記した半導体装置の製造方法において、
前記半導体基板1のロジック回路形成領域に第2のゲー
ト絶縁膜24を形成する工程と、前記第二のゲート絶縁
膜24の上に前記第二の不純物含有半導体膜7及び保護
絶縁膜9を形成する工程と、前記第二の不純物含有半導
体膜7及び保護絶縁膜9をパターニグすることによっ
て、前記第二の不純物含有半導体層7をゲート電極21
の形状にする工程と、前記ゲート電極24及び前記保護
絶縁膜9の側面と前記保護絶縁膜9の上面と前記ゲート
電極24の両側の前記半導体基板1の表面に前記被覆絶
縁膜10を形成する工程と、前記被覆絶縁膜9のうち前
記ゲート電極24の両側の部分を通して前記半導体基板
1に不純物を導入して不純物導入層31s,31dを形
成する工程とをさらに有することを特徴とする。
In the above-described method of manufacturing a semiconductor device,
Forming a second gate insulating film 24 in a logic circuit formation region of the semiconductor substrate 1 and forming the second impurity-containing semiconductor film 7 and the protective insulating film 9 on the second gate insulating film 24 And patterning the second impurity-containing semiconductor film 7 and the protective insulating film 9 to form the second impurity-containing semiconductor layer 7 into the gate electrode 21.
And forming the covering insulating film 10 on the side surfaces of the gate electrode 24 and the protective insulating film 9, the upper surface of the protective insulating film 9, and the surface of the semiconductor substrate 1 on both sides of the gate electrode 24. And a step of introducing impurities into the semiconductor substrate 1 through portions of the coating insulating film 9 on both sides of the gate electrode 24 to form impurity introduction layers 31s and 31d.

【0013】上記した半導体装置の製造方法において、
前記被覆絶縁膜10は、酸化シリコンの単層膜又は窒化
シリコンの単層膜であることを特徴とする。または、前
記被覆絶縁膜9は、酸化シリコンの単層膜を形成した後
に該単層膜の表面を酸化雰囲気中で熱処理することによ
って形成されることを特徴とする。または、前記被覆絶
縁膜は、窒化シリコンの単層膜を形成した後に該単層膜
の表面を酸化雰囲気中で熱処理することによって形成さ
れることを特徴とする。または、前記被覆絶縁膜は、酸
化シリコン膜と窒化シリコン膜の二層構造膜であること
を特徴とする。または、前記被覆絶縁膜は、酸化シリコ
ン膜と窒化シリコン膜を順に形成した後に、前記窒化シ
リコン膜を酸素含有雰囲気中で熱処理することによって
形成されることを特徴とする。または、前記被覆絶縁膜
は、窒化シリコン膜と酸化シリコン膜を順に形成した後
に、前記酸化シリコン膜を酸素含有雰囲気中で熱処理す
ることによって形成されることを特徴とする。または、
前記被覆絶縁膜10は、シリコン膜を形成した後に、該
シリコン膜を酸素含有雰囲気中で加熱して酸化すること
によって形成されることを特徴とする。
In the method of manufacturing a semiconductor device described above,
The covering insulating film 10 is a single-layer film of silicon oxide or a single-layer film of silicon nitride. Alternatively, the coating insulating film 9 is formed by forming a single-layer film of silicon oxide and then heat-treating the surface of the single-layer film in an oxidizing atmosphere. Alternatively, the coating insulating film is formed by forming a single-layer film of silicon nitride and then heat-treating the surface of the single-layer film in an oxidizing atmosphere. Alternatively, the coating insulating film has a two-layer structure of a silicon oxide film and a silicon nitride film. Alternatively, the covering insulating film is formed by sequentially forming a silicon oxide film and a silicon nitride film, and then performing a heat treatment on the silicon nitride film in an oxygen-containing atmosphere. Alternatively, the coating insulating film is formed by forming a silicon nitride film and a silicon oxide film in this order, and then performing a heat treatment on the silicon oxide film in an oxygen-containing atmosphere. Or
The covering insulating film 10 is formed by forming a silicon film and then heating and oxidizing the silicon film in an oxygen-containing atmosphere.

【0014】上記した半導体装置の製造方法において、
前記第二の不純物含有半導体膜7及び前記保護絶縁膜9
の間には高融点金属シリサイド膜8を形成する工程をさ
らに有することを特徴とする。次に、本発明の作用につ
いて説明する。本発明によれば、コントロールゲートと
フローティングゲートをそれぞれ不純物含有半導体膜に
よって形成する場合に、フローティングゲートとコント
ロールゲートの側面を覆う被覆絶縁膜として熱酸化膜を
用いずに、気相成長した被覆絶縁膜を用い、しかも、そ
の膜厚を50nm以下、5nm以上の厚さにしている。
In the method of manufacturing a semiconductor device described above,
The second impurity-containing semiconductor film 7 and the protective insulating film 9
The method further comprises a step of forming a refractory metal silicide film 8 therebetween. Next, the operation of the present invention will be described. According to the present invention, when the control gate and the floating gate are each formed of an impurity-containing semiconductor film, the thermal insulation film is not used as the coating insulating film covering the side surfaces of the floating gate and the control gate, and the vapor-deposited coating insulating film is used. A film is used, and the film thickness is set to 50 nm or less and 5 nm or more.

【0015】このため、フローティングゲートと半導体
基板の間のゲート絶縁膜の側部が酸素との反応によって
厚くなることが回避される。これにより、半導体基板内
のドレインから出たホットキャリアがゲート絶縁膜をト
ンネルしてフローティングゲートに移動しやすくなり、
しかもフローティングゲートの両側の半導体基板にゲー
ト絶縁膜よりも深い絶縁膜が形成されにくくなるので、
そこに形成されるソース/ドレイン層とフローティング
ゲートとの距離が増すことはなくなり、トランジスタ特
性も劣化することはなくなる。
Therefore, the side portion of the gate insulating film between the floating gate and the semiconductor substrate is prevented from being thickened by the reaction with oxygen. This makes it easier for hot carriers from the drain in the semiconductor substrate to move to the floating gate by tunneling through the gate insulating film,
Moreover, since it becomes difficult to form an insulating film deeper than the gate insulating film on the semiconductor substrate on both sides of the floating gate,
The distance between the source / drain layer and the floating gate formed there does not increase, and the transistor characteristics do not deteriorate.

【0016】また、その被覆絶縁膜の膜厚を50nm以下
にしているので、ソース/ドレイン層を形成するために
不純物を半導体基板にイオン注入する際に、不純物の半
導体基板への注入が被覆絶縁膜によって遮られることは
なく、高性能のメモリセルが形成される。そのような被
覆絶縁膜の形成工程は、メモリセルと並行にロジック回
路領域にMOSトランジスタを形成する際にMOSトラ
ンジスタの電気特性を劣化することはない。
Further, since the thickness of the coating insulating film is set to 50 nm or less, when the impurity is ion-implanted into the semiconductor substrate to form the source / drain layers, the impurity is implanted into the semiconductor substrate. A high-performance memory cell is formed without being blocked by the film. Such a process of forming the covering insulating film does not deteriorate the electrical characteristics of the MOS transistor when the MOS transistor is formed in the logic circuit region in parallel with the memory cell.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】そこで、以下に本発明の実施形態
を図面に基づいて説明する。図1〜図4は、本発明の実
施形態に係る半導体装置のメモリセルの形成工程を示す
断面図、図5、図6は、その平面図を示している。ま
た、図7、図8は、半導体装置のロジック回路領域での
MOSトランジスタの形成工程を示す断面図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. 1 to 4 are cross-sectional views showing a process of forming a memory cell of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 5 and 6 are plan views thereof. 7 and 8 are cross-sectional views illustrating a process of forming a MOS transistor in a logic circuit region of a semiconductor device.

【0018】まず、図1(a) に示す状態を得るまでの工
程を説明する。選択酸化法によってシリコン基板(半導
体基板)1の表面にフィールド酸化膜2を形成する。そ
のフィールド酸化膜2は、素子形成領域3を囲む部分に
形成される。続いて、素子形成領域3のシリコン基板
(半導体基板)1表面を熱酸化してゲート酸化膜4を数
nm以上で50nm以下の厚さ、例えば10nmに成長する。
このゲート絶縁膜4は、ホットキャリアがトンネルする
膜である。
First, steps required until a state shown in FIG. A field oxide film 2 is formed on the surface of a silicon substrate (semiconductor substrate) 1 by a selective oxidation method. The field oxide film 2 is formed in a portion surrounding the element formation region 3. Subsequently, the surface of the silicon substrate (semiconductor substrate) 1 in the element forming region 3 is thermally oxidized to form the gate oxide film 4 several times.
It grows to a thickness of not less than 50 nm and not more than 10 nm, for example.
The gate insulating film 4 is a film through which hot carriers tunnel.

【0019】次に、ゲート絶縁膜4及びフィールド酸化
膜2の上に第一の多結晶シリコン膜5を100nmの厚さ
に形成する。続いて、イオン注入法又は熱拡散法によっ
て第一の多結晶シリコン膜5内にリンを導入し、これに
より第一の多結晶シリコン膜5のシート抵抗を約300
Ω/□まで低減する。なお、リンは、第一の多結晶シリ
コン膜5を成長する際に同時に導入してもよい。
Next, a first polycrystalline silicon film 5 is formed on the gate insulating film 4 and the field oxide film 2 to a thickness of 100 nm. Subsequently, phosphorus is introduced into the first polycrystalline silicon film 5 by an ion implantation method or a thermal diffusion method, whereby the sheet resistance of the first polycrystalline silicon film 5 is set to about 300.
Reduce to Ω / □. Note that phosphorus may be introduced simultaneously with the growth of the first polycrystalline silicon film 5.

【0020】その後に、第一の多結晶シリコン膜5の表
面を熱酸化して中間絶縁膜6となるSiO2を8nmの厚さに
形成する。この後に、中間絶縁膜6と第一の多結晶シリ
コン膜5をフォトリソグラフィー技術によってパターニ
ングし、これによりそれらの膜を図5(a) の平面図に示
すように素子形成領域3を覆い且つY方向に延びるスト
ライプ形状にする。
After that, the surface of the first polycrystalline silicon film 5 is thermally oxidized to form SiO 2 to be an intermediate insulating film 6 to a thickness of 8 nm. Thereafter, the intermediate insulating film 6 and the first polycrystalline silicon film 5 are patterned by a photolithography technique, so that these films cover the element formation region 3 and Y as shown in the plan view of FIG. The stripe shape extends in the direction.

【0021】このパターニングの際には、後述するロジ
ック回路領域からは中間絶縁膜6と第一の多結晶シリコ
ン膜5を除去する。これにより、ロジック回路の素子形
成領域でシリコン基板1表面が露出する。そこで、ロジ
ック回路の素子形成領域のシリコン基板1表面を熱酸化
する。この熱酸化によれば、第一の多結晶シリコン膜5
の表面も酸化されて中間絶縁膜6の膜厚が18nmに増加
する。
In this patterning, the intermediate insulating film 6 and the first polycrystalline silicon film 5 are removed from a logic circuit region described later. Thereby, the surface of the silicon substrate 1 is exposed in the element formation region of the logic circuit. Therefore, the surface of the silicon substrate 1 in the element formation region of the logic circuit is thermally oxidized. According to this thermal oxidation, the first polycrystalline silicon film 5
Is also oxidized, and the thickness of the intermediate insulating film 6 increases to 18 nm.

【0022】次に、図1(b) 及び図5(b) に示すよう
に、メモリセル領域、ロジック領域を含む全体に、第二
の多結晶シリコン膜7をCVD法により120nmの厚さ
形成する。その後、第一の多結晶シリコン膜5と同じ方
法で、第二の多結晶シリコン膜7に燐を導入してそのシ
ート抵抗を約300Ω/□まで低減する。さらに、CV
D法により第二の多結晶シリコン膜7上に高融点金属シ
リサイドのような高融点金属シリサイド膜8とSiO2より
なる保護絶縁膜9をそれぞれ175nm、100nmの厚さ
に成長する。高融点金属シリサイド膜8は、第二の多結
晶シリコン膜7から構成使用とする配線又は電極の抵抗
を低減するために形成される。
Next, as shown in FIGS. 1 (b) and 5 (b), a second polycrystalline silicon film 7 is formed to a thickness of 120 nm by CVD over the entire area including the memory cell area and the logic area. I do. Thereafter, phosphorus is introduced into the second polycrystalline silicon film 7 in the same manner as the first polycrystalline silicon film 5 to reduce its sheet resistance to about 300 Ω / □. Furthermore, CV
By a method D, a refractory metal silicide film 8 such as a refractory metal silicide film and a protective insulating film 9 made of SiO 2 are grown on the second polycrystalline silicon film 7 to a thickness of 175 nm and 100 nm, respectively. The refractory metal silicide film 8 is formed from the second polycrystalline silicon film 7 in order to reduce the resistance of the wiring or electrode used.

【0023】続いて、図1(c) 、図6(a) に示すよう
に、保護絶縁膜9からゲート絶縁膜4までをフォトリソ
グラフィー技術によりパターニングすることにより、X
方向に延びる幅0.5μm〜0.8μmのストライプパ
ターン11を形成する。ストライプパターン11は、ス
トライプ形状の保護絶縁膜9からゲート絶縁膜4までを
含む多層構造のパターンである。
Subsequently, as shown in FIGS. 1C and 6A, X from the protective insulating film 9 to the gate insulating film 4 is patterned by photolithography.
A stripe pattern 11 having a width of 0.5 μm to 0.8 μm extending in the direction is formed. The stripe pattern 11 is a multi-layered pattern including the stripe-shaped protective insulating film 9 to the gate insulating film 4.

【0024】これによって、第二の多結晶シリコン膜7
はコントロールゲートCGの形状になる。コントロール
ゲートCGは図6(a) に示すように素子形成領域3の中
央を横切るストライプ形状となる。コントロールゲート
CGの下方にある第一の多結晶シリコン膜5は、コント
ロールゲートCGと同一幅にパターニングされて素子形
成領域3で他の素子形成領域から孤立し、フローティン
グゲートFGとして使用される。
Thus, the second polycrystalline silicon film 7
Is the shape of the control gate CG. The control gate CG has a stripe shape crossing the center of the element forming region 3 as shown in FIG. The first polysilicon film 5 below the control gate CG is patterned to have the same width as the control gate CG, is isolated from other element formation regions in the element formation region 3, and is used as a floating gate FG.

【0025】次に、図示しないCVD装置にシリコン基
板1を入れ、さらにCVD装置のチャンバ内に二酸化窒
素(N2O )とシラン(SiH4)を含む反応ガスを導入し、
そのチャンバ内のガス圧力を0.1Torrに減圧するとと
もに、シリコン基板1を800℃で加熱する。この条件
により、図2(a) 、図6(b) に示すようにストライプパ
ターン11の上面及び側面とシリコン基板1上面とフィ
ールド酸化膜2の上面に沿って二酸化シリコンよりなる
膜厚5〜50nm、例えば10nmの被覆絶縁膜10を成長
する。
Next, the silicon substrate 1 is put into a CVD apparatus (not shown), and a reaction gas containing nitrogen dioxide (N 2 O) and silane (SiH 4 ) is introduced into a chamber of the CVD apparatus.
The gas pressure in the chamber is reduced to 0.1 Torr, and the silicon substrate 1 is heated at 800 ° C. Under these conditions, as shown in FIGS. 2A and 6B, the upper surface and side surfaces of the stripe pattern 11, the upper surface of the silicon substrate 1, and the upper surface of the field oxide film 2 are formed to a thickness of 5 to 50 nm made of silicon dioxide. For example, a coating insulating film 10 of 10 nm is grown.

【0026】その被覆絶縁膜10の成長としては、反応
ガスとしてしてアンモニア(NH3 )又はシラン(SiH4
を使用して窒化シリコンを成長してもよい。また、その
被覆絶縁膜10は、図2(a) に示すように二酸化シリコ
ン8a又は窒化シリコン8bの二層構造膜であってもよ
い。二層構造膜の下層部は、二酸化シリコン8aと窒化
シリコン8bのどちらであってもよい。また、被覆絶縁
膜10は、SiH4、N2O及びNH3 の反応ガスを用いて成長
する窒化酸化シリコンから構成してもよい。
The growth of the coating insulating film 10 is performed by using ammonia (NH 3 ) or silane (SiH 4 ) as a reaction gas.
May be used to grow silicon nitride. The covering insulating film 10 may be a two-layer film of silicon dioxide 8a or silicon nitride 8b as shown in FIG. The lower layer of the two-layer structure film may be either silicon dioxide 8a or silicon nitride 8b. Further, the coating insulating film 10 may be made of silicon nitride oxide grown by using a reaction gas of SiH 4 , N 2 O and NH 3 .

【0027】被覆絶縁膜10の形成工程では、窒化シリ
コン膜又は酸化シリコン膜又は二層構造膜を形成した後
に、酸素含有雰囲気中で加熱する処理を含めてもよい。
さらに、被覆絶縁膜10は、膜厚5nm程度のシリコン膜
をCVDにより形成した後に、酸素含有雰囲気中で加熱
により酸化して得られた膜であってもよい。被覆絶縁膜
10を形成する工程では、反応ガスが、コントロールゲ
ートCG、フローティングゲートFG及び基板1を構成
するシリコンとは反応しないので、シリコン基板1の表
面が酸化されず、フローティングゲートFGの底及び側
部には図9(b) に示すようなSiO2層のバーズビークが生
じることはない。
The step of forming the covering insulating film 10 may include a step of forming a silicon nitride film, a silicon oxide film, or a two-layer structure film and then heating the film in an oxygen-containing atmosphere.
Furthermore, the coating insulating film 10 may be a film obtained by forming a silicon film having a thickness of about 5 nm by CVD and then oxidizing the silicon film by heating in an oxygen-containing atmosphere. In the step of forming the coating insulating film 10, the reaction gas does not react with the control gate CG, the floating gate FG, and the silicon constituting the substrate 1, so that the surface of the silicon substrate 1 is not oxidized, and the bottom of the floating gate FG and There is no bird's beak of the SiO 2 layer on the side as shown in FIG. 9 (b).

【0028】以上のような被覆絶縁膜10の形成の後
に、加速エネルギー60keV 、ドーズ量2×1013 ato
ms/cm2 の条件でリンをシリコン基板1の素子形成領域
3にイオン注入する。この場合、ストライプパターン1
1、フィールド酸化膜2はエッチング用のマスクとして
機能する。これによりフローティングゲートFGの両側
のシリコン基板1には図2(b) に示すような低濃度の不
純物導入層12s,12dが形成される。なお、フロー
ティングゲートFG、コントロールゲートCGは、被覆
絶縁膜10によってイオン注入を直に受けることはない
ので、イオン注入によるダメージが少ない。また、被覆
絶縁膜10が50nm程度であれば、シリコン基板1への
不純物イオン注入が阻止されることはない。
After the formation of the coating insulating film 10 as described above, an acceleration energy of 60 keV and a dose of 2 × 10 13 ato
Under the condition of ms / cm 2 , phosphorus is ion-implanted into the element formation region 3 of the silicon substrate 1. In this case, stripe pattern 1
1. The field oxide film 2 functions as a mask for etching. As a result, low-concentration impurity introduction layers 12s and 12d as shown in FIG. 2B are formed on the silicon substrate 1 on both sides of the floating gate FG. Since the floating gate FG and the control gate CG are not directly subjected to ion implantation by the covering insulating film 10, damage due to ion implantation is small. If the covering insulating film 10 has a thickness of about 50 nm, the implantation of impurity ions into the silicon substrate 1 is not prevented.

【0029】この後に、図2(c) に示すように、CVD
法により全体にSiO2膜13を250nmの厚さに成長す
る。さらに、反応性イオンエッチングによってSiO2膜1
3を垂直方向にエッチングし、パターン11の側面に残
存させる。これにより図3(a) 、図6(c) に示すような
絶縁性のサイドウォール13sを形成する。このエッチ
ングによって素子形成領域3ではシリコン基板1の表面
が露出するので、その表面を850℃の酸素雰囲気で加
熱して図3(b) に示すような膜厚5nmのSiO2膜14を形
成する。
Thereafter, as shown in FIG.
The SiO 2 film 13 is grown to a thickness of 250 nm entirely by the method. Further, the SiO 2 film 1 is formed by reactive ion etching.
3 is etched in the vertical direction, and is left on the side surface of the pattern 11. Thus, an insulating side wall 13s as shown in FIGS. 3A and 6C is formed. Since the surface of the silicon substrate 1 is exposed in the element formation region 3 by this etching, the surface is heated in an oxygen atmosphere at 850 ° C. to form a 5-nm thick SiO 2 film 14 as shown in FIG. .

【0030】続いて、加速エネルギー50keV 、ドーズ
量3×1015 atoms/cm2 の条件で砒素をシリコン基板
1の素子形成領域3にイオン注入する。この場合、スト
ライプパターン11、サイドウォール13s及びフィー
ルド酸化膜2はイオン注入防御用のマスクとして機能す
る。これによりフローティングゲートFGの両側のシリ
コン基板1には高濃度の不純物導入層15s,15dが
形成される。
Subsequently, arsenic is ion-implanted into the element formation region 3 of the silicon substrate 1 under the conditions of an acceleration energy of 50 keV and a dose of 3 × 10 15 atoms / cm 2 . In this case, the stripe pattern 11, the sidewalls 13s, and the field oxide film 2 function as a mask for preventing ion implantation. Thus, high-concentration impurity introduction layers 15s and 15d are formed on the silicon substrate 1 on both sides of the floating gate FG.

【0031】続いて、窒素雰囲気中にシリコン基板1を
置き、そこでシリコン基板1を1000℃で10秒間加
熱して低濃度不純物導入層11s,11dと高濃度不純
物導入層15s,15dを活性化し、これによりLDD
構造のソース層16s、ドレイン層16dを形成する。
以上のメモリセルの形成と並行して、シリコン基板1の
ロジック回路領域ではMOSトランジスタが図7、図8
に示すような工程で形成される。
Subsequently, the silicon substrate 1 is placed in a nitrogen atmosphere, and the silicon substrate 1 is heated at 1000 ° C. for 10 seconds to activate the low-concentration impurity introduction layers 11 s and 11 d and the high-concentration impurity introduction layers 15 s and 15 d. This allows LDD
A source layer 16s and a drain layer 16d having a structure are formed.
In parallel with the formation of the above memory cells, MOS transistors are used in the logic circuit region of the silicon substrate 1 in FIGS.
It is formed in a process as shown in FIG.

【0032】まず、図7(a) に示すフィールド酸化膜2
に囲まれた素子形成領域23では、図1(a) に示したゲ
ート絶縁膜4、第一の多結晶シリコン膜5などが形成さ
れる。しかし、第一の多結晶シリコン膜5のパターニン
グの際に、それらの膜は素子形成領域23からエッチン
グされて残らないようにする。そして、図5(a) に示す
ように第一の多結晶シリコン膜5のパターニングが終了
した後に、シリコン基板1のうち素子形成領域23の表
面を熱酸化してゲート絶縁膜24を形成する。この熱酸
化により図1(a) に示す中間絶縁膜6の膜厚が増すこと
になる。
First, the field oxide film 2 shown in FIG.
The gate insulating film 4, the first polycrystalline silicon film 5, and the like shown in FIG. However, at the time of patterning the first polycrystalline silicon film 5, those films are not etched and left from the element formation region 23. Then, as shown in FIG. 5A, after the patterning of the first polycrystalline silicon film 5 is completed, the surface of the element forming region 23 of the silicon substrate 1 is thermally oxidized to form the gate insulating film 24. This thermal oxidation increases the thickness of the intermediate insulating film 6 shown in FIG.

【0033】その後に、上記した第二の多結晶シリコン
膜7、タングステンンシリサイド膜8、保護絶縁膜9を
ロジック素子形成領域23にも同じように形成する。そ
して、それらの膜を図1(c) に示すようにパターニング
する際に素子形成領域23のそれらの膜も同時にパター
ニングして図7(a) に示すようにロジック回路用のMO
Sトランジスタのゲート電極21を形成する。ゲート電
極21は、第二の多結晶シリコン膜7と高融点金属シリ
サイド膜8からなり、その上には保護絶縁膜9が形成さ
れ、その下にはゲート絶縁膜24が存在した状態にな
る。
Thereafter, the second polycrystalline silicon film 7, the tungsten silicide film 8, and the protective insulating film 9 are similarly formed in the logic element forming region 23. Then, when these films are patterned as shown in FIG. 1 (c), those films in the element formation region 23 are also patterned at the same time as shown in FIG.
The gate electrode 21 of the S transistor is formed. The gate electrode 21 is composed of the second polycrystalline silicon film 7 and the refractory metal silicide film 8, on which the protective insulating film 9 is formed, and the gate insulating film 24 exists under the protective insulating film 9.

【0034】その後に、図7(b) に示すように、上記し
た被覆絶縁膜10によってゲート電極21とシリコン基
板1を覆う。さらに、ゲート電極21の両側のシリコン
基板1には低濃度の不純物導入層31s,31dを形成
する。次に、ゲート電極21の両側には、図3(a) に示
したサイドウォール13sの形成の際に、図7(c) に示
すサイドウォール13tが形成される。
After that, as shown in FIG. 7B, the gate electrode 21 and the silicon substrate 1 are covered with the above-mentioned covering insulating film 10. Further, low-concentration impurity introduction layers 31s and 31d are formed on the silicon substrate 1 on both sides of the gate electrode 21. Next, on both sides of the gate electrode 21, when forming the side wall 13s shown in FIG. 3A, the side wall 13t shown in FIG. 7C is formed.

【0035】続いて、図8(a) に示すように、ゲート電
極21、サイドウォール13dをマスクに使用して自己
整合的にシリコン基板1に高濃度の不純物導入層34
s,34dを形成する。低濃度及び高濃度の不純物導入
層31s,31d、34s,34dは熱処理により活性
化されてLDD構造のソース層35sとドレイン層35
dとなる。
Subsequently, as shown in FIG. 8A, a high-concentration impurity-doped layer 34 is
s, 34d are formed. The low-concentration and high-concentration impurity introduction layers 31 s, 31 d, 34 s, and 34 d are activated by the heat treatment to form the LDD source layer 35 s and the drain layer 35.
d.

【0036】なお、低濃度又は高濃度の不純物導入層3
1s,31d、34s,34dは、メモリセル領域にお
ける低濃度又は高濃度の不純物導入層11s,11d、
15s,15dと同時のイオン注入によって形成しても
よいし、別なイオン注入処理によって形成してもよい。
別なイオン注入処理は、不純物をホウ素としてソース層
35sとドレイン層35dの導電型をp型化するもので
ある。このとき、尻基板1のロジック回路領域23にn
型ウェルを形成しておく必要がある。
The low-concentration or high-concentration impurity introduction layer 3
1s, 31d, 34s, and 34d are low-concentration or high-concentration impurity introduction layers 11s and 11d in the memory cell region.
It may be formed by ion implantation at the same time as 15s and 15d, or may be formed by another ion implantation process.
Another ion implantation process is to change the conductivity type of the source layer 35s and the drain layer 35d to p-type using boron as an impurity. At this time, n is set in the logic circuit region 23 of the rear substrate 1.
A mold well must be formed.

【0037】以上のような、メモリセル形成領域3とロ
ジック素子形成領域23に素子を形成する工程を終えた
後に、図3(c) 及び図8(b) に示すように、CVD法に
より厚さ200nmのSiO2よりなるブロック層16を全体
に形成し、そのブロック層16上にPSG(リンガラ
ス)よりなる層間絶縁膜17をCVD法により600nm
の厚さに形成する。そのブロック層16は、PSGに含
まれる燐が下方に拡散することを防止するために形成さ
れる。
After completing the steps of forming elements in the memory cell forming region 3 and the logic element forming region 23 as described above, as shown in FIGS. 3C and 8B, A block layer 16 made of SiO 2 having a thickness of 200 nm is entirely formed, and an interlayer insulating film 17 made of PSG (phosphorus glass) is formed on the block layer 16 by a CVD method to a thickness of 600 nm.
Formed to a thickness of The block layer 16 is formed to prevent phosphorus contained in PSG from diffusing downward.

【0038】次に、層間絶縁膜17を約850℃で加
熱、熔融させてその上面を平坦化させる。さらに、フォ
トリソグラフィー技術により層間絶縁膜17をパターニ
ングして図4(a) 及び図8(c) に示すように、ソース層
16s,35s、ドレイン層16d,35dの上にコン
タクトホール18a〜18dを形成する。その後に、C
VD法によりコンタクトホール18a〜18d内にタン
グステン19を選択成長する。
Next, the interlayer insulating film 17 is heated and melted at about 850 ° C. to flatten its upper surface. Further, the interlayer insulating film 17 is patterned by photolithography to form contact holes 18a to 18d on the source layers 16s and 35s and the drain layers 16d and 35d as shown in FIGS. 4 (a) and 8 (c). Form. Then, C
Tungsten 19 is selectively grown in contact holes 18a to 18d by the VD method.

【0039】続いて、層間絶縁膜の上にアルミニウムな
どの配線材料をスパッタにより形成し、これをパターニ
ングして図4(b) 及び図8(c) に示すような素子間接続
用配線20a〜20dを形成する。その後、特に図示し
ないが、耐湿性を改善して、素子を保護するための保護
絶縁膜(不図示)として窒化シリコン膜を成長させ、さ
らに、窒化シリコン膜を開口して配線を露出し、その開
口部にパッドを形成するといった一般的なLSI形成用
の成膜処理、パターニング処理を行うことになる。
Subsequently, a wiring material such as aluminum is formed on the interlayer insulating film by sputtering, and the wiring material is patterned to form an element connection wiring 20a to 20c shown in FIGS. 4 (b) and 8 (c). 20d is formed. Thereafter, although not particularly shown, a silicon nitride film is grown as a protective insulating film (not shown) for protecting the element by improving the moisture resistance, and further, the silicon nitride film is opened to expose the wiring, and the wiring is exposed. In general, a film forming process and a patterning process for forming an LSI, such as forming a pad in an opening, are performed.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、コン
トロールゲートとフローティングゲートをそれぞれ不純
物含有半導体膜によって形成する場合に、フローティン
グゲートとコントロールゲートの側面を気相成長した被
覆絶縁膜で覆い、しかも、その被覆絶縁膜の膜厚を50
nm以下、5nm以上の厚さにしている。
As described above, according to the present invention, when the control gate and the floating gate are each formed of an impurity-containing semiconductor film, the side surfaces of the floating gate and the control gate are covered with the coating insulating film grown by vapor phase. Moreover, the thickness of the coating insulating film is set to 50
The thickness is 5 nm or less and 5 nm or less.

【0041】このため、フローティングゲートと半導体
基板の間のゲート絶縁膜の側部が酸素との反応によって
厚くなることを回避できる。したがって、半導体基板内
のドレインから出たホットキャリアがゲート絶縁膜をト
ンネルしてフローティングゲートに移動しやすくなり、
しかもフローティングゲートの両側の半導体基板にゲー
ト絶縁膜よりも深い絶縁膜が形成されにくくなるので、
そこに形成されるソース/ドレイン層とフローティング
ゲートとの距離の増加を防止できる。
Therefore, it is possible to prevent the side portion of the gate insulating film between the floating gate and the semiconductor substrate from being thickened by the reaction with oxygen. Therefore, hot carriers emitted from the drain in the semiconductor substrate tunnel through the gate insulating film and easily move to the floating gate,
Moreover, since it becomes difficult to form an insulating film deeper than the gate insulating film on the semiconductor substrate on both sides of the floating gate,
An increase in the distance between the source / drain layers formed there and the floating gate can be prevented.

【0042】また、その被覆絶縁膜の膜厚を50nm以下
にしているので、ソース/ドレイン層を形成するために
不純物を半導体基板にイオン注入する際に、不純物の半
導体基板への注入を被覆絶縁膜が遮ることを防止でき
る。
Further, since the thickness of the covering insulating film is set to 50 nm or less, when the impurity is ion-implanted into the semiconductor substrate to form the source / drain layers, the implantation of the impurity into the semiconductor substrate is performed by the covering insulating film. The film can be prevented from being blocked.

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

【図1】図1(a) 〜(c) は、本発明の半導体装置のメモ
リセルの形成工程を示す断面図(その1)である。
FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views (part 1) illustrating a process of forming a memory cell of a semiconductor device according to the present invention;

【図2】図2(a) 〜(c) は、本発明の半導体装置のメモ
リセルの形成工程を示す断面図(その2)である。
FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views (part 2) illustrating a process of forming a memory cell of the semiconductor device of the present invention.

【図3】図3(a) 〜(c) は、本発明の半導体装置のメモ
リセルの形成工程を示す断面図(その3)である。
FIGS. 3A to 3C are cross-sectional views (part 3) illustrating a process of forming a memory cell of the semiconductor device of the present invention.

【図4】図4(a),(b) は、本発明の半導体装置のメモリ
セルの形成工程を示す断面図(その4)である。
FIGS. 4A and 4B are cross-sectional views (No. 4) showing a step of forming a memory cell of the semiconductor device of the present invention.

【図5】図5(a),(b) は、本発明の半導体装置のメモリ
セルの形成工程を示す平面図(その1)である。
FIGS. 5A and 5B are plan views (part 1) illustrating a process of forming a memory cell of the semiconductor device of the present invention.

【図6】図6(a) 〜(c) は、本発明の半導体装置のメモ
リセルの形成工程を示す平面図(その2)である。
6 (a) to 6 (c) are plan views (part 2) illustrating a step of forming a memory cell of the semiconductor device of the present invention.

【図7】図7(a) 〜(c) は、本発明の半導体装置のロジ
ック回路のMOSトランジスタの形成工程を示す断面図
(その1)である。
FIGS. 7A to 7C are cross-sectional views (part 1) illustrating a process of forming a MOS transistor of a logic circuit of the semiconductor device of the present invention.

【図8】図8(a) 〜(c) は、本発明の半導体装置のロジ
ック回路のMOSトランジスタの形成工程を示す断面図
(その2)である。
FIGS. 8A to 8C are cross-sectional views (part 2) illustrating a process of forming a MOS transistor of a logic circuit of the semiconductor device according to the present invention.

【図9】図9(a) 〜(c) は、従来の半導体装置のメモリ
セルの形成工程を示す断面図である。
FIGS. 9A to 9C are cross-sectional views illustrating a process of forming a memory cell of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シリコン基板(半導体基板)、2…フィールド酸化
膜、3…素子形成領域、4…ゲート絶縁膜、5…第一の
多結晶シリコン膜、6…中間絶縁膜、7…第二の多結晶
シリコン膜、8…高融点金属シリサイド、9…保護絶縁
膜、10…被覆絶縁膜、11…ストライプパターン、1
2s,12d…低濃度の不純物導入層、13…SiO2膜、
14…SiO2膜、15s,15d…高濃度の不純物導入
層、16s…ソース層、16d…ドレイン層。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silicon substrate (semiconductor substrate), 2 ... Field oxide film, 3 ... Element formation area, 4 ... Gate insulating film, 5 ... First polycrystalline silicon film, 6 ... Intermediate insulating film, 7 ... Second polycrystalline Silicon film, 8: refractory metal silicide, 9: protective insulating film, 10: covering insulating film, 11: stripe pattern, 1
2s, 12d: low-concentration impurity introduction layer, 13: SiO 2 film,
14: SiO 2 film, 15s, 15d: high-concentration impurity introduction layer, 16s: source layer, 16d: drain layer.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板のメモリセル形成領域にゲー
ト絶縁膜、第一の不純物含有半導体膜、中間絶縁膜、第
二の不純物含有半導体膜及び保護絶縁膜を形成する工程
と、 前記第一の不純物含有半導体層、前記中間絶縁膜、前記
第二の不純物含有半導体膜及び前記保護絶縁膜をパター
ニングすることにより、前記第一の不純物含有半導体層
をフローティングゲートの形状にし、前記第二の不純物
含有半導体層をコントロールゲートの形状にする工程
と、 前記フローティングゲート、前記中間絶縁膜、前記コン
トロールゲート及び前記保護絶縁膜の側面と前記保護絶
縁膜の上面と前記コントロールゲートの両側の前記半導
体基板の表面を覆う被覆絶縁膜を気相成長法により50
nm以下、5nm以上の厚さに形成する工程と、 前記コントロールゲートの両側方にある前記被覆絶縁膜
を通して前記半導体基板に不純物を導入して不純物導入
層を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装
置の製造方法。
A step of forming a gate insulating film, a first impurity-containing semiconductor film, an intermediate insulating film, a second impurity-containing semiconductor film, and a protective insulating film in a memory cell forming region of a semiconductor substrate; By patterning the impurity-containing semiconductor layer, the intermediate insulating film, the second impurity-containing semiconductor film, and the protective insulating film, the first impurity-containing semiconductor layer is formed into a floating gate, and the second impurity-containing semiconductor layer is formed. Forming a semiconductor layer in the shape of a control gate; and a side surface of the floating gate, the intermediate insulating film, the control gate and the protective insulating film, an upper surface of the protective insulating film, and a surface of the semiconductor substrate on both sides of the control gate. A coating insulating film covering 50
a thickness of 5 nm or less and a thickness of 5 nm or more, and a step of introducing an impurity into the semiconductor substrate through the coating insulating film on both sides of the control gate to form an impurity introduction layer. Semiconductor device manufacturing method.
【請求項2】 前記半導体基板のロジック回路形成領域
に第二のゲート絶縁膜を形成する工程と、 前記第二のゲート絶縁膜の上に前記第二の不純物含有半
導体膜及び保護絶縁膜を形成する工程と、 前記第二の不純物含有半導体膜及び保護絶縁膜をパター
ニグすることにより、前記第二の不純物含有半導体層を
ゲート電極の形状にする工程と、 前記ゲート電極及び前記保護絶縁膜の側面と前記保護絶
縁膜の上面と前記ゲート電極の両側の前記半導体基板の
表面に前記被覆絶縁膜を形成する工程と、 前記被覆絶縁膜のうち前記ゲート電極の両側の部分を通
して前記半導体基板に不純物を導入して不純物導入層を
形成する工程とをさらに有することを特徴とする請求項
1記載の半導体装置の製造方法。
2. A step of forming a second gate insulating film in a logic circuit forming region of the semiconductor substrate; and forming the second impurity-containing semiconductor film and the protective insulating film on the second gate insulating film. Forming the second impurity-containing semiconductor film and the protective insulating film into a shape of a gate electrode by patterning the second impurity-containing semiconductor film and the protective insulating film; and a side surface of the gate electrode and the protective insulating film. Forming the covering insulating film on the upper surface of the protective insulating film and on the surface of the semiconductor substrate on both sides of the gate electrode; and impregnating the semiconductor substrate through portions of the covering insulating film on both sides of the gate electrode. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of forming an impurity-introduced layer by introducing the impurity.
【請求項3】 前記被覆絶縁膜は、酸化シリコンの単層
膜又は窒化シリコンの単層膜であることを特徴とする請
求項1又は請求項2記載の半導体装置の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the covering insulating film is a single-layer film of silicon oxide or a single-layer film of silicon nitride.
【請求項4】 前記被覆絶縁膜は、酸化シリコンの単層
膜を形成した後に該単層膜の表面を酸化雰囲気中で熱処
理することによって形成されることを特徴とする請求項
1又は請求項2記載の半導体装置の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the covering insulating film is formed by forming a single-layer film of silicon oxide and then heat-treating the surface of the single-layer film in an oxidizing atmosphere. 3. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 2.
【請求項5】 前記被覆絶縁膜は、窒化シリコンの単層
膜を形成した後に該単層膜の表面を酸化雰囲気中で熱処
理することによって形成されることを特徴とする請求項
1又は請求項2記載の半導体装置の製造方法。
5. The method according to claim 1, wherein the covering insulating film is formed by forming a single-layer film of silicon nitride and then heat-treating the surface of the single-layer film in an oxidizing atmosphere. 3. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 2.
【請求項6】 前記被覆絶縁膜は、酸化シリコン膜と窒
化シリコン膜の二層構造膜であることを特徴とする請求
項1又は請求項2記載の半導体装置の製造方法。
6. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the covering insulating film has a two-layer structure of a silicon oxide film and a silicon nitride film.
【請求項7】 前記被覆絶縁膜は、酸化シリコン膜と窒
化シリコン膜を順に形成した後に、前記窒化シリコン膜
を酸素含有雰囲気中で熱処理することによって形成され
ることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の半導体
装置の製造方法。
7. The method according to claim 1, wherein the covering insulating film is formed by forming a silicon oxide film and a silicon nitride film in that order, and then heat-treating the silicon nitride film in an oxygen-containing atmosphere. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2.
【請求項8】 前記被覆絶縁膜は、窒化シリコン膜と酸
化シリコン膜を順に形成した後に、前記酸化シリコン膜
を酸素含有雰囲気中で熱処理することによって形成され
ることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の半導体
装置の製造方法。
8. The method according to claim 1, wherein the covering insulating film is formed by forming a silicon nitride film and a silicon oxide film in this order, and then heat-treating the silicon oxide film in an oxygen-containing atmosphere. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2.
【請求項9】 前記被覆絶縁膜は、シリコン膜を形成し
た後に、該シリコン膜を酸素含有雰囲気中で加熱して酸
化することによって形成されることを特徴とする請求項
1又は請求項2記載の半導体装置の製造方法。
9. The method according to claim 1, wherein the covering insulating film is formed by forming a silicon film, and then heating and oxidizing the silicon film in an oxygen-containing atmosphere. Of manufacturing a semiconductor device.
【請求項10】 前記第二の不純物含有半導体膜及び前
記保護絶縁膜の間には高融点金属シリサイド膜を形成す
る工程をさらに有することを特徴とする請求項1又は請
求項2記載の半導体装置の製造方法。
10. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of forming a refractory metal silicide film between said second impurity-containing semiconductor film and said protective insulating film. Manufacturing method.
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