JPS6143478A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS6143478A
JPS6143478A JP59164968A JP16496884A JPS6143478A JP S6143478 A JPS6143478 A JP S6143478A JP 59164968 A JP59164968 A JP 59164968A JP 16496884 A JP16496884 A JP 16496884A JP S6143478 A JPS6143478 A JP S6143478A
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JP
Japan
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gate
gate electrode
diffusion layer
mis
forming
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JP59164968A
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English (en)
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Kenichi Kuroda
謙一 黒田
Kazuhiro Komori
小森 和宏
Jun Sugiura
杉浦 順
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • 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
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    • H01L29/7886Hot carrier produced by avalanche breakdown of a PN junction, e.g. FAMOS
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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] 本発明は半導体装置の製造方法に関し、詳しくは、同一
半導体基板上にL D D (Lightly Dop
edDrain )構造のMIS (金属絶縁物半導体
)素子と、コントロールゲートCCG)およびフローテ
ィングゲート(FG)より成るメモリ素子とを有した半
導体装置の製造方法に関するものである。
[背景技術] 同一半導体基板上に周辺素子としてのMIS素子、たと
えばMO8素子と、CGおよびFGを有したFAMO3
型等のEPROM素子あるいはEAROM素子を有した
ものが一般に知られている。
このような半導体装置は、周辺素子であるMO8素子の
ホットキャリア対策のために、以下のような製法を行う
のが普通である。すなわち、メモリ素子とROM素子の
ゲート電極加工後、低濃度の拡散層をつくるために第1
のイオン打込みを行う。その後、チップ全面にCVD5
 i○2等の絶縁膜を堆積した後異方性ドライエツチン
グによってゲート電極側面にサイドウオールを形成して
いる。このサイドウオールをマスクとして、高濃度の拡
散層をつくる“ための第2のイオン打込みを行っている
。この結果ゲート電極下部には低;農度の拡散層しか存
在しないいわゆるLDD構造が形成される。
ところで、このようなLDDW造によってMO8素子の
ドレイン近傍の電界集中が緩和されホットキャリアの問
題は解決する。しかしながらこのような従来の製法にお
いては、メモリ素子のゲート電極下部にも低濃度の拡散
層が形成されるためにピンチオフ点近傍の電界も弱くな
る。メモリ素子への情報の蓄積はピンチオフ点近傍で発
生したホットキャリアをFGにとり込むことによって行
なねれるために、前述したように電界が弱まりホットキ
ャリアの発生が少なくなると、情報の蓄積の効率が悪く
なるという欠点を有する。
なお、LDD構造にライては、 IEEE丁rans、
 onElect;ran Devices、Vol、
HD−29,&4,1982.のP590〜ρ596に
示されている。
[発明の目的] 本発明の目的は、周辺素子のホットキャリア対策を施す
とともにメモリ素子の書込み特性の劣化をもたらさない
半導体装置の製造方法を提供するものである。
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
を説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、メモリ素子の方は、ゲート絶縁膜の上にFG
、メモリ素子の層間絶縁膜およびCGが順次形成される
。そして FGおよびCGは電極材料を堆積した状態で
、そのゲート電極加工は行なわれていない。次に、FG
あるいはCGの電極材料のいずれかを用いて周辺素子の
電極材料としこれを堆積した後周辺素子のゲート加工を
行なっている。この後、半導体基板に低濃度の拡散層形
成のための第1のイオン打込みを行っている。さらに、
第1のイオン打込みの後、周辺素子のサイドウオールの
形成を行うとともに、FGおよびCGの電極加工番行っ
て、高濃度の拡散層形成のための第2のイオン打込みを
行っている。
したがって、第1のイオン打込み時には、FGあるいは
、FGとCGがマスクとなりメモリ素子形成領域には低
濃度の拡散層が形成されず、FGおよびCGの下部のチ
ャネル領域はLDD構造とならない。一方、周辺素子に
おいては、第2のイオン打込み時にそのサイドウオール
がマスクとなりLDD構造が形成される。このように、
周辺素子のホットキャリア対策を施すとともに、メモリ
素子の書込み時性を良好に保持することができる。
[実施例コ 以下本発明の半導体装置の製造方法の一実施例をN型の
メモリ素子、周辺素子の場合について第1図から第5図
に示す製造プロセス図を参照して説明する。
第1図において、P型シリコン半導体基板1の−主面に
厚い5i02絶縁膜2およびゲートSi○2絶縁膜3を
形成する。■しh制御のためのチャネルドープをあらか
じめ行った後に、基板1全面にFAMO5素子のFGの
電極材料となる第1の多結晶シリコンを堆積する。本実
施例においては、メモリ素子となるFAMO8を、図に
おいて左側の活性領域(メモリ素子形成領域)に形成し
、周辺素子となるMIS (MOS)素子を右側の2個
所の活性領域(M I S素子形成領域)に形成する6
なお、MO5素子の電極材料をメモリ素子のFGおよび
CGの電極材料あるいは、前記FGおよびCGの電極材
料とは異なる電極材料の任意のものを選択的に使用でき
るが、実施例においては、真中の活性領域にはFGの電
極材料を用い、右側の活性領域にはCGの電極材料を用
いて説明する。
メモリ素子形成領域に形成した第1の多結晶シリコン4
はそのまま堆積させておく。そして真中のMIS素子形
成領域の第1の多結晶シリコンをエツチング加工してM
IS素子のゲート電極5とする。右側のMIS素子形成
領域の第1の多結晶シリコンはすべて除去する。
第2図において、メモリ素子の層間絶縁膜たとえばSt
○2膜6を形成した後、FAMO3素子のCGの電極材
□料となる第2の多結晶シリコンを基板1全面に堆積す
る。メモリ素子形成領域に形成した第2の多結晶シリコ
ン7はそのまま堆積させておく、そして真中のMIS素
子形成領域の第2の多結晶シリコンはすべて除去する。
また、右側のMIS素子形成領域の第2の多結晶シリコ
ンをエツチング加工してMIS素子のゲート電極8とす
る。
この状態において、低濃度のN″″型拡散拡散層9成す
るために、たとえば、リンを用いて第1のイオン打込み
を行う、このとき1周辺素子のMIS素子形成領域には
不純物がドープされるが、メモリ素子形成領域には、2
つの絶縁膜M3,6と2つの多結晶シリコン4,7の層
が存在するため不純物がシリコン基板1中にドープされ
ない。
第3図において、全面にCVDSi○2絶縁膜を堆積し
た後、異方性ドライエツチングを行うことによってゲー
ト電極5,8の側面部にサイドウオール10を形成する
。なお、このとき第2のポリシリコン7の側面部にもサ
イドウオール10′が形成される。
第4図においてメモリ素子のFGIl、層間絶縁膜12
およびCG13を形成する。この場合。
第3図に示すように、第2のポリシリコン7の側面部に
サイドウオール10′が一部残存しているので、まず、
これを除去し、つぎに、順次第2の多結晶シリコン7、
層間絶縁層6.および第1の多結晶シリコン4をエツチ
ング除去して加工している。このあと、第4図に示すよ
うに、基板1全面にたとえばヒ素イオンの打込みを行い
高濃度のN+型型数散層14形成する。なお、イオン打
込み前に軽い熱酸化を行って、FGIl、層間絶縁膜1
2およびCG13の側面に保護のためのSiO2膜18
膜形8している。この場合、MIS素子にはサイトウ7
I−−ル10,10が各々のゲート電極5,8の側面に
残存してし)るので、これらサイドウオール10.10
を不純物ドープのマスクとして使用する。このため、M
IS素子はゲート電極5,8の下部の拡散層9,9が低
濃度であり、高濃度の拡散層14.14はグー1〜電極
5,8の下部に達していないのでLDD構造が形成され
る。
一方、メモリ素子は、そのFGIIの下部まで高濃度の
拡散層14.14が存在した構造となり、ホットキャリ
アを有効に利用できる。
第5図は、本実施例の半導体装置の完成した構造を示し
1図において符号15はPSG等の層間絶縁膜、符号1
6は一例として示すアルミニウム配線、そして符号17
はパッシベーション膜である。
[効果コ 以上説明したように、周辺素子にのみサイドウオールを
形成した後、メ′、′)素子の電極加工を行って第2の
イオン打込みを行っている。第1のイオン打込み時には
、加工前の第1および第2の多結晶シリコンがメモリ素
子形成領域を覆いマスクとして作用する。第2のイオン
打込み時には1周辺素子のゲート電極側面部のサイドウ
オールがマスりとじて作用する。したがって、周辺素子
はLDDLR造を有してホットキャリア対策が施され、
メモリ素子はホラ1−キャリアを有効に利用できるとい
う効果が得られる。
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1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、たとえば、第2多結晶
シリコンの代わりに、多結晶シリコンとMoS i2 
、WS i2のシリサイドからなるポリサイドや、W等
の金属電極を使用することも可能である。また、ゲート
電極を多結晶シリコンで形成した後、ゲート電極、ソー
ス。
ドレイン上に選択的にシリサイドを形成することも可能
である。
また周辺素子を相補型のMIS素子で形成した場合、あ
るいはバイポーラ素子を搭載した場合も可能である。相
補型のMIS素子を形成する場合にはマスクを用いて選
択的に不純物注入を行なえばよい。
[利用分野] 本発明は、同一半導体基板にM工S素子より成る周辺素
子と、CGおよびFGを有するFAMO8型等のEPR
OM素子あるいはEAROM素子とを有した半導体装置
の製造に利用できる。
【図面の簡単な説明】
第1図から第5図は、本発明の半導体装置の製造方法の
一実施例を示すプロセス断面図であり。 第5図はその完成断面図を示す。 1・・・半導体基板、2・・・5i02フィールド絶a
膜、3・・・ゲート5ioz絶縁膜、4・・・フローテ
ィングゲートの電極材料(第1の多結晶シリコン) 、
5,8・・・MO8素子のゲート電極。 6.12・・・メモリ素子の層間絶縁膜、7・・・コン
トロールゲートの電極材料(第2の多結晶シリコン)、
9・・・低濃度の拡散層。 10.10’・・・サイドウオール、11・・・フロー
ティングゲート、13・・・コントロールゲート、14
・・・高濃度の拡散層、15・・・層間絶縁膜、16・
・・アルミニウム配線、17・・・パッシベーション膜
、18・・・SiO□膜。 代理人 弁理士 高 橋 明 夫 第  1  図 第  2  間 第  3  同

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、コントロールゲートおよびフローティングゲートを
    有するメモリ素子とMIS素子とを同一半導体基板に形
    成する方法であって、前記メモリ素子のコントロールゲ
    ートおよびフローティングゲートに用いるゲート電極材
    料を各々メモリ素子形成領域に堆積する工程と、前記M
    IS素子のゲート電極材料を堆積する工程と、前記MI
    S素子のゲート電極の加工を行った後、低濃度拡散層形
    成のための不純物注入を行う工程と、前記MIS素子の
    ゲート電極側面にサイドウォールを形成する工程と、前
    記コントロールゲートおよびフローテイングゲートの堆
    積された電極材料を加工してコントロールゲートおよび
    フローティングゲートを形成する工程と、高濃度拡散層
    形成のための不純物注入を行う工程とを少なくとも含む
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 2、コントロールゲートおよびフローティングゲートを
    有するメモリ素子とMIS素子とを同一半導体基板に形
    成する方法であって、前記メモリ素子のコントロールゲ
    ートおよびフローティングゲートに用いるゲート電極材
    料を各々メモリ素子形成領域に堆積し、前記ゲート電極
    材料が各々堆積されるときに、いずれか任意のゲート電
    極材料を前記MIS半導体素子のゲート電極材料として
    MIS素子形成領域に堆積してMIS素子のゲート加工
    を行い、ゲート加工後、低濃度拡散層形成のための不純
    物注入を行い、つぎに前記MIS素子のゲート電極側面
    にサイドウォールを形成し、前記コントロールゲートお
    よびフローティングゲートの堆積された電極材料を加工
    してコントロールゲートおよびフローティングゲートを
    形成し、その後、高濃度拡散層形成のための第2の不純
    物注入を行うことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の半導体装置の製造方法。 3、低濃度拡散層形成のための不純物注入、高濃度拡散
    層形成のための不純物注入はイオン打込み法により行う
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項および第2項記
    載の半導体装置の製造方法。
JP59164968A 1984-08-08 1984-08-08 半導体装置の製造方法 Pending JPS6143478A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62287669A (ja) * 1986-06-06 1987-12-14 Hitachi Ltd 半導体集積回路装置の製造方法
JPS6480070A (en) * 1987-09-21 1989-03-24 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor integrated circuit
JPH01257373A (ja) * 1988-04-07 1989-10-13 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JPH01259566A (ja) * 1988-04-08 1989-10-17 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法

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