JPS6273774A - 半導体記憶装置の製造方法 - Google Patents

半導体記憶装置の製造方法

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JPS6273774A
JPS6273774A JP60212554A JP21255485A JPS6273774A JP S6273774 A JPS6273774 A JP S6273774A JP 60212554 A JP60212554 A JP 60212554A JP 21255485 A JP21255485 A JP 21255485A JP S6273774 A JPS6273774 A JP S6273774A
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JP
Japan
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film
gate
insulating film
gate electrode
forming
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JP60212554A
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English (en)
Inventor
Kazuyoshi Shinada
品田 一義
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • 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
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/10Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration
    • H01L27/105Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a repetitive configuration including field-effect components

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  • Non-Volatile Memory (AREA)

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】 〔発明の技術分野〕 本発明はEPROM等の半導体記憶装置の製造方法の改
良に関する。
〔発明の技術的背景〕
従来、例えばEPROMは以下のようにして製造されて
いる。まず、例えばP型シリコンkV IN表面にフィ
ールド酸化膜を形成した後、熱酸化を??ない第1のゲ
ート酸化膜を形成し、更に全面に第1の多結晶シリコン
膜を堆積する。次に、周辺回路部の第1の多結晶シリコ
ン膜及び第1のゲート酸化膜を選択的にエツチングする
。つついて、熱酸化を行ない周辺回路部に第2のゲート
酸化膜を形成するとともにメモリセル部の第1の多結晶
シリコン膜上に多結晶シリコン酸化膜を形成した後、全
面に第2の多結晶シリコン膜を堆積する。次いで、メモ
リセル部の第2の多結晶シリコン膜、本結晶シリコン酸
化膜及び第1の多結晶シリコ> iliをバターニング
することによりセル1ラン/スタのコントロールケ−ト
及びノロ−ティングケートを形成する。つついて、周辺
回路部の第2の多結晶シリコン膜をバターニングするこ
とにより周辺トランジスタのケート電極を形成する。−
)づいて、1.1.(丙トランンスタのゲート電極及び
セルトランジスタのコントローニルゲートをマスクとし
てN型不i11.物をイオン注入することによりソース
、ドレイシaC1域を形成する。以ド、パンシベーンヨ
ン1漠をIII: fQ した後コレタクト・ホールを
開孔し、更に配線令属を蒸JILだ1投バターニングし
て配線を形成し、E P ROMを製造する。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、上述し、た従来の方法では、セルトう;
・/スタのフローティングゲートとコントロ=Iし’/
”−t−吉の間の層間絶縁膜となる多結晶シリコレ酸化
膜か周辺トランジスタのゲート酸化膜形成時に同時に形
成されるため、セルトランジスタの古込み・データ保持
特性を決定する層間絶縁膜のilQ Iすを1.Jd辺
トラン−・スタのゲート酸化膜厚とは独立し−+7 :
l+lI御することか不可能であ−〕だ。
〔発明の1−目的〕 本発明は」−記事情を考慮してなされたt)のであり、
セルトランジスタの層間絶縁膜及び周辺トランジスタの
ゲ−1−絶縁膜の膜厚を17.いに独立して制御するこ
とかできる半導体記憶装置の製造方法を提供しよ−)と
するものである。
〔発明の概廿、〕
本発明の2r導体記憶装置itの製造ツノ法は、−・導
電型の半導体括板上に第1の絶縁膜、第1のゲート電極
材料ならひに酸化膜、窒化114i及び酸化膜からなる
積層(1b^の第2の絶縁膜を順次形成する工程と、周
辺回路部の第2の絶縁I侯、第1のケート電極材料及び
第1のG%縁膜を選択的に除去する工程と、露出した周
辺回路部の基板上に第3の絶縁膜を形成する工程と、全
面に第2のデーl−電極I、l料を堆積する1−程と、
メモリセル部の第2のグー 1−電極+54料、第2の
絶縁膜及び第1のグー 1・電極0料を順次パターニン
グしてコントロールラ”−ト及びフローティ:5・ゲグ
ートを形成する一L程と、周辺回路部の第2の71″−
ト電極材料をパターニングして周辺1〜ランジスタのゲ
ート電極を形成する上程と、前記コントロールゲート及
び周辺トランジスタのグー)−電極をマスクとして基板
と逆導電型の不純物をイオン注入することによりソース
、ドレrン’5(i域を形成する工程とを具0苛したこ
とを特徴とするものである。
このような方法に4よれば、周辺トランジスタのIy−
゛−ト絶縁膜となる第3の絶縁膜を形成する際、メモリ
セル部の第1のゲート電極材料−ヒにはセル1ラン/ス
タの層間絶縁膜となる酸化膜、窒化膜及び酸化膜からな
る積層構造の第2の絶縁膜が所定膜1¥に制御されて形
成されているか、この第2の絶縁膜は第;3の絶縁膜の
形成条件では成長しない。このため、セルトランジスタ
の層間絶縁膜厚とlr’J辺ト→ンンスタのグー ト絶
縁膜厚とを斤いに!!+21’/’ t−−ご、1.す
御することか−こ−きる。
[究明の実施例] 11下、本5’6四ノl法をE P ROMの製造に適
用したよ、)l(1例ん第111e!l (+1 ) 
−(g)を:B ;tit して説明する。なお、第1
図(a)〜(g)において、左側にはメモリセル部を、
右側には周辺回路部をそれぞれ示す。
ます、比抵抗10Ω・cmのP−型シリコン堰板1表面
に図示しないフィールド酸化膜を形成した後、熱酸化を
行ない露出し、た猜板1上に膜厚200人の第1のゲー
ト酸化膜(第1の絶縁膜)2を形成する。次に、全面に
膜厚0,4−の第1の多結晶シリコ゛。膜3を堆積した
後、l) OCア3を拡散源としてリンをドープし、第
1の多結晶シリコン1vA3の層抵抗を20ζよ7口と
する。−下)一ついて、950℃にてア・トゴンm I
R酸化を行ない、第1の多結晶ンリコンj莫:3−にに
膜厚100人の多1、−晶シリコン酸化膜、1゛り形成
する。つづいて、CVD法により全面に膜rv l s
 o人の窒化膜5を堆積する。
更に、950 ’C・リウJ、・、・)・賀素雰囲気中
で80分間酸化を行へい、漬化膜5[に膜島C60人の
酸化;lす6を’ri、; +戊1−ゴ・1、これら多
結晶シリコニ酸化膜4、窒化膜5及()i<i jt、
・′1((3の(i)、[菌体か後の棚−1によりフロ
ー−−−t’イ゛り7−1・、!=−1ニー1ントロ=
−ルケート間の層間絶縁膜(第2の絶縁膜)7となる(
第1図Ca)図示)。
次いて、メモリセル部を覆うようにホトレジストパター
ン8を形成した後、これをマスクとして周辺回路部の3
層構造の層間絶縁膜7、第1の多結晶シリコン膜3及び
第1のゲート酸化膜2を順次エツチングする(同図(b
)図示)。つづいて、前記ホトレジストパターン8を除
去(、た後、900°Cのウェット酸素雰囲気中で20
分間酸化を行ない、露出している周辺回路部の堰板1表
面に膜厚300人の第2のゲート酸化膜(第3の絶縁膜
)9を形成する(同図(e)図示)。つついて、全面に
膜厚0.4 tnsの第2の多結晶シリコン膜3を堆積
した後、POC,ff3を拡散源としてリンをトープし
、第2の多結晶シリコン膜3の層抵抗を20Ω/口とす
る(同図(d)図示)。
次いで、周辺回路部全面を覆い、メモリセル部の所定部
分を局所的に覆うホI−L−シストパターン】1を形成
する。その後、ホl−L−シストパターン11をマスク
としてメモリセル部の第ホδ多結晶シリコン膜10、層
間絶縁膜l、第1のρ私−品1、リコン膜3及び第1の
ケート酸化膜(シを反応性rオンエツチング(RI E
 ) l去(こ4より1[、欠エッチジグしてコントロ
ールゲート12及びフローティングゲート13を形成す
る(同図(e)図示) ii ”−)づいて、前記ホト
1ノジヘトパターン11を除去した後、メモリセル部全
曲を覆い、周辺回路部の所定部分を局所的に覆うホトl
ノジストバクー>14を形成する。つづいて、ホト1ノ
ジヘトパターン14をマスクとして周辺回路部の第2の
多結晶シリコン膜10及び第2のゲート酸化膜9をRI
 E法により順次重・ノチングして周辺l−ランンスタ
のゲート電極15を形成する(同図(f)図示)、。
次いで、前記ホトレジストパターン した後、As+を例えばlJ[]速エネルギー50ke
〜F、ドーズニ5X1015(Jl−2の条件でイオン
注入する。つづいて、950°Cのドライ酸素中で20
分間酸化を行なうことによりコントロール’y”−I−
12、フローティングゲート13、周辺トランジスタの
ゲート電極15及び1↓板1の露■面に、鳩酸化膜16
を形成する。これと同時にイオン注入されたAsを活性
化して層抵抗Ω/口のN生型ソース、トレイン6f1域
17.18、・・を形成する。つづいて、全面に膜厚0
.5μmのCVD酸化膜19を堆積した後、コンタクト
ホールを開孔する。つづいて、全面にA、7?−5i膜
を蒸着し7だ後、パターニングしてソース、ドレイン電
極20.21を形成し、EPROMを製造する(同図(
g’)図示)。
このような方法によれば、第1図(a)及び(b)まで
の工程でメモリセル部には第1のゲート酸化膜2上に第
1の多結晶シリコン膜3か形成され、更に第1の多結晶
シリコン膜3−1−に多結晶シリコンv14、窒化膜5
及び酸化膜6からなる層間絶縁膜(第2の絶縁膜)7が
ltg成されている。
そして、層間絶縁膜7を構成する酸化膜6は窒化膜5を
高温長時間酸化することによって形成されたものである
。このため、第1図(C)の工程で第2のケ°−1・酸
化膜9をII′成づる際の低温短時間の酸化条件ては層
間絶縁膜7を)11成釦る窒化膜5の酸化は進行しない
。(、l、−か−)−5′−1ζ()1図(a)の工程
で層間絶縁膜7を所定膜厚に形成しておIJば、第1図
(e)の工程で第2のゲート酸化膜9を所定膜厚に形成
する際、層間絶縁膜7の膜1ψか維持される。
以上のようにセルトランジスタの層間絶縁1漠7の膜厚
と周辺トランジスタのゲート絶縁膜(第;゛のゲート酸
化膜9)の膜厚とをli′、いに独立して、1、す御す
ることがてきるので、周辺トランジスタの素子特性たけ
てなく、メモリセルの書込〆)・ゾール“保持特性を1
f党に設定することか111能となる。
〔発明の効果〕
以1−詳述した如く本光明の?V導体記憶装置L・y)
’I−、1造方法によれば、周辺トランジスタの素−1
−持ill ?fけでなく、メモリセルの書込み・デー
タc“ぜ1′1特1′1も任意に設定できる等顕苫な効
果を奏するちの″、:ある。
【図面の簡単な説明】
第1図(,1)〜(g)は本発明の実廁例に北・1−す
るE P ROMの製造ノJ′法を示す断面図である。 1 ・P−型/リコン基板、2・・第1のゲート鵠化膜
、3・・第1の多結晶シリコン膜、4・・多結晶ンリコ
ン酸化膜、5・・・窒化膜、6・・酸化膜、7・、層間
絶縁膜、8.11.14・・・ホトレジストパターン、
9・・・第2のゲート酸化膜、10・・・第2の多結晶
シリコン膜、12・・・コントロールゲート、13・・
フローティングゲート、15・・・周辺トランジスタの
ゲート電極、16・・・熱酸化膜、17.18・・・N
+型ソース、ドレイン領域、19・・・CVD酸化膜、
20.21・・・ソース、ドレイン電極。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一導電型の半導体基板上に第1の絶縁膜、第1のゲート
    電極材料ならびに酸化膜、窒化膜及び酸化膜からなる積
    層構造の第2の絶縁膜を順次形成する工程と、周辺回路
    部の第2の絶縁膜、第1のゲート電極材料及び第1の絶
    縁膜を選択的に除去する工程と、露出した周辺回路部の
    基板上に第3の絶縁膜を形成する工程と、全面に第2の
    ゲート電極材料を堆積する工程と、メモリセル部の第2
    のゲート電極材料、第2の絶縁膜及び第1のゲート電極
    材料を順次パターニングしてコントロールゲート及びフ
    ローティングゲートを形成する工程と、周辺回路部の第
    2のゲート電極材料をパターニングして周辺トランジス
    タのゲート電極を形成する工程と、前記コントロールゲ
    ート及び周辺トランジスタのゲート電極をマスクとして
    基板と逆導電型の不純物をイオン注入することによりソ
    ース、ドレイン領域を形成する工程とを具備したことを
    特徴とする半導体記憶装置の製造方法。
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