JPS6062163A - メモリ用半導体装置の製造方法 - Google Patents

メモリ用半導体装置の製造方法

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JPS6062163A
JPS6062163A JP58169147A JP16914783A JPS6062163A JP S6062163 A JPS6062163 A JP S6062163A JP 58169147 A JP58169147 A JP 58169147A JP 16914783 A JP16914783 A JP 16914783A JP S6062163 A JPS6062163 A JP S6062163A
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JP
Japan
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gate
layer
film
semiconductor device
control gate
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JP58169147A
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English (en)
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Kazuhiro Komori
小森 和宏
Yukio Tanigaki
谷垣 幸男
Kenichi Kuroda
謙一 黒田
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66825Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET with a floating gate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/788Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with floating gate
    • H01L29/7881Programmable transistors with only two possible levels of programmation
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は不揮発性半導体装置の製造に用いて好適なメモ
リ用半導体装置の製造方法に関するものである。
〔背景技術〕
一般に70−ティングゲートを備える不揮発性の半導体
装置ではこれらの各ゲートを多結晶シリコンで形成し℃
いる。この動作速度の向上を図るためには、近年MIS
型電界効果トランジスタのゲート電極に使用されている
ようなメタル或はメタルシリサイドを前記コントロール
ゲートに使用することが考えられる。
ところで、不揮発性半導体装置では、フローティングゲ
ートに蓄積した電荷の保持性を向上させるために70−
ティングゲートを熱酸化膜で覆うことが通常行なわれて
いる。このため、本発明者の検討によれば、コントロー
ルゲートなメタルやメタルシリサイドで形成したときに
は酸化膜を形成する際にコントロールゲートも酸化され
るため、ゲート抵抗が増大し、本来の目的である高速化
が達成できなくなる。このような抵抗の増大は特に段差
(ステップ)部において著しい。
〔発明の目的〕
本発明の目的は70−ティングゲートを酸化膜または窒
化膜で覆ってデータ保持性能の向上を図る一方で、コン
トロールゲートの抵抗の増大を防止して高速動作を可能
にするメモリ用半導体装置の製造方法を提供することに
ある。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。
〔発明の概要〕
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、メタルやメタルシリサイド等からなるコント
ロールゲート上にシリコン窒化(ナイトライド)膜を形
成しておき、その上でゲート部のバターニングと酸化ま
たは窒化を行なってコントロールゲートなシリコン酸化
膜またはシリコン窒化膜で覆うことにより、コントロー
ルゲートの酸化または窒化を防止して抵抗の増大を防ぎ
、高速動作を可能にする一方でデータ保持性の向上を達
成するものである。
〔実施例1〕 第1図は本発明によるE P RQ M (Erasa
bleProgrammable ROM)の製造方法
をその工程に沿って示す断面図である。
先ず第1図ta>のようにp型シリコン基板1の主面に
その表面の選択酸化によってフィールド酸化膜(si□
、膜)2を形成して素子形成領域を形成する。この後、
このフィールド酸化膜2以外の領域上に薄いシリコン酸
化膜3を基板の熱酸化によりゲート絶縁膜として形成す
る。この後基板上全体に例えばCVD法(気相化学反応
法)により第1の多結晶シリコン層4を形成し、かつこ
れに燐等の不純物をドープさせて低抵抗化させる。
次に、多結晶シリコン層をフローティングゲートとして
形成するために、図示しない一部をフォトレジストをマ
スクとするエツチングにより除去する。これによって、
長方形状のフローティングゲートの四辺(端部)のうち
、フィールド酸化膜2上に位置し、後述するコントロー
ルゲートの延在する方向に直交する方向の二辺(端部)
が規定される。
コントロールゲートが延在する方向に直交する方向の端
部のみが規定(バターニング)された多結晶シリコン層
40表面にシリコン酸化膜(Stow膜)5を形成する
。この方法としては、多結晶シリコン層40表面の熱酸
化が用いられる。このとき、少なくともゲート酸化膜3
上は多結晶シリコン層4によって覆われている。なお、
シリコン酸化膜5はCVD法によって形成してもよい。
更にその上にはスパッタリング法によりモリブデンシリ
サイド層6を形成し、次いでその上にCVD法によりシ
リコンナイトライド層(Si3N4)7を形成する。
次に、第1図(b)のようにシリコンナイトライド層7
上に形成したホトレジスト8をコントロールゲート(お
よびワード線)形状にバターニングした後、これをマス
クとして前記シリコンナイトライド層7、モリブデンシ
リサイド層6、シリコン酸化層5および多結晶シリコン
層4を順次エツチングし、コントロールゲート(および
ワード線)を形成する。すなわち、このエツチングにょ
っ℃、フローティングゲートとワード線の一部であるコ
ントロールゲートカラ形成される。長方形状の70−テ
ィングゲートは、コントロールゲートの延在する方向の
二辺(端部)が規定される。この端部はコントロールゲ
ートの端部に一致する。モリブデンシリサイド層6″は
、フローティングゲートで覆うように形成されてコント
ロールゲートとして働くとともに、フィールド酸化膜2
上に延在されてワード線として働く。
次いで、これを酸素雰囲気において軽く(ライト)酸化
させる。これにより、第1図(C)のように多結晶シリ
コン層4とモリブデンシリサイド層6の露呈された側面
が酸化され、これにより側面にシリコン酸化膜(Si0
2膜)9が形成される。このとき、モリブデンシリサイ
ド層6の上面はシリコンナイトライド層7により被覆さ
れているために上面が酸化されることはない。
したがって層厚(膜厚)が比較的に小さいステップ部に
おける酸化による抵抗の増大が防止できる。また、この
ライト酸化により、フローティングゲートとしての多結
晶シリコン4とコントロールゲートとしてのモリブデン
シリサイド6は側面がシリコン酸化膜9により被覆され
る。
次に、ヒ素や燐等の不純物を全面にイオン打込みして素
子形成領域のシリコン基板1にイオン打込層を形成し、
所定の熱処理を行なうことにより、第1図(dlのよう
にソース領域又は、ドレイン領域10.11を形成する
。次いで、全面にリンシリケートガラス(PSG)等の
層間絶縁層12をCVD法により形成し、その上で層間
絶縁層12に開窓されたコンタクトホール13を形成し
かりM配線層14を形成することにより第1図(elに
示すような不揮発性半導体装置を構成することができる
。この後、保護膜としてPEG膜又tXsio2膜等を
表面に形成して半導体装置を完成する。
第2図(A) 、 (Blは第1図(a)〜(elに示
した工程により製造した本発明によるEPROMの具体
例を示しており、第2口頭は平面図で図面の簡略化のた
め層間の絶縁膜は省略しである。第2図(Blはへ図の
BB線断面図である。前記の第1図+elは第2図(A
)のAA線断面に相当し、第1図ta)〜(e)はこの
断面各工程における休憩を示すものである。これらの図
において、第1図jと同一の部分には同一符号を符し、
その説明を省略する。
ワード線の一部であるコントロールゲート6は図中横方
向に延在している。この下部に二点鎖線で示すフローテ
ィングゲート4が設けられている。
この2つのゲート電極の両側にソース、トレイン領域と
してのN++半導体領域10.11が設けられている。
メモリ素子としてのフローティングゲート型MISFE
TQMは、コントロールゲート6、フローティングゲー
ト4.これらの間の絶縁膜5.ゲート酸化膜3.ソース
・ドレイン領域10.11とからなる。N+型領領域1
0隣接する2つのMISFBTQMに共通の領域であり
、ワード線6に直交するデータ線14にコンタクトホー
ル13を通して接続される。N+型領領域110、N+
型領領域11連続した領域で、MISFE T QMの
一つの電極を固定電位たとえば接地電位に接続する配線
領域として用いられる。N+型領領域110、MISF
ETQMとこの領域を挾んで隣接するメモリ素子として
のMISFET(図示せず)とに共通の領域であり、か
つ、この2つのMISFBTの接続されたワード線に接
続されている他の複数のMISFETK共通の領域であ
る。フローティングゲートは、コントロールゲートであ
るワード線の下に、二点鎖線で示すフィールド酸化膜上
の位置まで延びている。二点鎖線で示す端部は、第1図
(alに示した工程でエツチングされ規定される。この
端部も厚い酸化膜5によって、第2図(blに示すよう
に、完全に覆われている。
以上のようにして形成された不揮発性半導体装置によれ
ば、フローティングゲート4は四周囲をシリコン酸化膜
3.5.9によって被覆されているので、蓄積した電荷
、即ちデータの保持性が向上される。
一方、コントロールゲート6はモリブシリサイド、つま
りメタルシリサイドにて形成されているため動作の高速
化に有効となる。そしてこの場合、コントロールゲート
6の上面はシリコンナイトライド膜7で覆われた状態で
側面のライト酸化が行なわれ℃いるので、上面が酸化さ
れることはなく、したがって第2図(B)に示すステッ
プ部15における膜厚の低減による抵抗の増加が生じる
ことばない。
なお、実施例では、酸化膜によりフローティングゲート
を覆っているが、アンモニア雰囲気中で熱処理すること
により形成したシリコン窒化膜によりフローティングゲ
ートを覆うことによっても同様の効果が得られる。また
、シリコンナイトライド7は層間絶縁層12を形成する
前に除去しておいてもよい。
〔実施例2〕 第3図は本発明の他の実施例を工程順に示しており、図
中、第1図の実施例と同−若しくは均等な部分には同一
符号および添字を付した同一符号を付している。
先ず、第3図(alに示すように、シリコン基板1上に
多結晶シリコンM4.シリコン酸化層5.モリブデンシ
リサイド層6aおよびシリコ/ナイトライド層7を大略
第1図ta)の場合と同様に形成する。次いで、ホトレ
ジスト8をマスクにして前記シリコンナイトライド層7
.モリブデンシリサイド層6aおよびシリコン酸化層5
のみをゲート形状にエツチングし、多結晶シリコン層4
はそのまま残存させた第3図(blの構成とする。
次に、第3図(C)のように、全面にシリコンナイトラ
イド層15を形成し、ゲート形状にエツチングしたシリ
コンナイトライド層7はもとよりモリブデンシリサイド
層5a、シリコン酸化層5の側面を被覆する。しかる上
で、RIE(反応性イオンエツチング)法によりこのシ
リコンナイトライド層15をエツチングバックし、更に
多結晶シリコン層4を第3図(d)のようにゲート形状
にエツチングする。
次いで、第3図(e)のように、これを酸化雰囲気内で
酸化させることにより多結晶シリコン層4はその露呈面
が酸化され、シリコン酸化膜9が形成される。以下、前
例と同様にソース又はドレイン領域10.11を形成し
、かつPSG膜等の層間絶縁層12 、 A4配線層1
4を形成することにより第3図(flに示1不揮発性半
導体装置(EFROM)が構成されることになる。
このような構成によれば、フローティングゲート4はそ
の四周囲がシリコン酸化膜3.5.9により被覆されて
いるのでデータ保持性は向上される。一方、コントロー
ルゲート6aはモリブデンシリサイドからなりしかもシ
リコンナイトライド層7,15によって被覆されでいる
ので、その上面および側面は全く酸化されることはなく
、抵抗の増加を確実に防止して動作の高速化を達成する
ことができる。また、実施例1と同様酸化膜の代わりに
窒化膜を使用することも可能である。
なお、実施例1および実施例2では、コントロールゲー
トとしてモリブデンシリサイドを用い℃いるが、タング
ステンシリサイド等の他の高融点メタルシリサイド層、
またはモリブデン、タングステン等の高融点のメタルあ
るいは、多結晶シリコン層とメタルシリサイド層または
、メタル層の二重層であってもよい。
〔効果〕
(1) コントロールゲートを構成するメタルやメタル
シリサイドの上面にシリコンナイトライド層を形成した
上で、ゲートを酸化または窒化させてゲート、特にフロ
ーティングゲートを酸化膜または窒化膜で覆っているの
で、コントロールゲートの上面の酸化または窒化を防止
できる。
(2) コントロールゲートの上面のみならずエツチン
グ後に露呈される側面をもシリコンナイトライド層で覆
った上でフローティングゲートの酸化または窒化を行な
うので、コントロールゲートの上面、側面を全く酸化ま
たは窒化させることはない。
(3) コントロールゲートなメタルやメタルシリサイ
ドにて構成すると共にその酸化または蟹化な防止するこ
とができるので、ゲート抵抗の増大を防いで動作の高速
化を達成できる。
(41フローティングゲートを酸化膜または窒化膜で覆
っているので、データ保持性を向上することができる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。
〔利用分野〕 以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である不揮発性半導体装置
に適用した場合について説明したが、それに限定される
ものではな(ICメモリ全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(al〜(e)は本発明の第1実施例の工程断面
図、 第2図(a)および(b)は製造された半導体装置の平
面図および断面図、 第3図(aトベf)は他の実施例の工程断面図である。 1・・・シリコン基板、4・・・多結晶シリコン層(フ
ローティングゲート)、5・・・シリコン酸化層、6・
・・モリブデンシリサイド層(コントロールゲート)、
6a・・・タングステン層(コントロールケート)、7
・・・シリコンナイトライド層、9・・・シリコン酸化
膜、10・・・ソース領域、11・・・ドレイン領域、
12#$fRに4Iwi± 1&橋明夫 第 1 図 第 1 図 第 2 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、絶縁ゲート型の構造を有するメモリ用半導体装置の
    製造に際し、ゲートはメタル或はメタルシリサイドの層
    上にシリコンナイトライド層を積層した上でこれらをパ
    ターニングした後酸化または窒化することを特徴とする
    メモリ用半導体装置の製造方法。 2、ゲートはフローティングゲートとコントロールゲー
    トとからなり、コントロールゲートの一部または全部を
    メタル或はメタルシリサイドにて形成し、フローティン
    グゲートを多結晶シリコンにて形成し、前記コントロー
    ルゲートの上面にシリコンナイトライド層を積層した上
    でコントロールゲート、フローティングゲートを順次パ
    ターニングし、かつフローティングゲートのエツチング
    面を酸化または窒化させてなる特許請求の範囲第1項記
    載のメモリ用半導体装置の製造方法。 3、ゲートはフローティングゲートとコントロールゲー
    トとからなり、コントロールゲートの一部または全部を
    メタル或はメタルシリサイドにて形成し、フローティン
    グゲートを多結晶シリコンにて形成し、前記コントロー
    ルゲートの上面にシリコンナイトライド層を積層した上
    でこれをパターニングし、かつそのエツチング面をシリ
    コンナイトライドで覆った後に70−ティングゲートを
    パターニングし、かつそのエツチング面を酸化または窒
    化してなる特許請求の範囲第1項記載のメモリ用半導体
    装置の製造方法。
JP58169147A 1983-09-16 1983-09-16 メモリ用半導体装置の製造方法 Pending JPS6062163A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62163188A (ja) * 1986-01-14 1987-07-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Icカ−ドリ−ドライト装置
JPS62252974A (ja) * 1986-03-07 1987-11-04 テキサス インスツルメンツ インコ−ポレイテツド 集積回路装置
US5397723A (en) * 1990-07-13 1995-03-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Process for forming arrayed field effect transistors highly integrated on substrate
US11178776B2 (en) 2015-02-06 2021-11-16 Masimo Corporation Fold flex circuit for LNOP
US11437768B2 (en) 2015-02-06 2022-09-06 Masimo Corporation Pogo pin connector

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62163188A (ja) * 1986-01-14 1987-07-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Icカ−ドリ−ドライト装置
JPS62252974A (ja) * 1986-03-07 1987-11-04 テキサス インスツルメンツ インコ−ポレイテツド 集積回路装置
US5397723A (en) * 1990-07-13 1995-03-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Process for forming arrayed field effect transistors highly integrated on substrate
US11178776B2 (en) 2015-02-06 2021-11-16 Masimo Corporation Fold flex circuit for LNOP
US11437768B2 (en) 2015-02-06 2022-09-06 Masimo Corporation Pogo pin connector
US11894640B2 (en) 2015-02-06 2024-02-06 Masimo Corporation Pogo pin connector
US11903140B2 (en) 2015-02-06 2024-02-13 Masimo Corporation Fold flex circuit for LNOP

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