JPS63102372A - Eepromの製造方法 - Google Patents

Eepromの製造方法

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JPS63102372A
JPS63102372A JP24880586A JP24880586A JPS63102372A JP S63102372 A JPS63102372 A JP S63102372A JP 24880586 A JP24880586 A JP 24880586A JP 24880586 A JP24880586 A JP 24880586A JP S63102372 A JPS63102372 A JP S63102372A
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JP
Japan
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oxide film
trench
substrate
polycrystalline
tunnel
Prior art date
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Pending
Application number
JP24880586A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Goto
寛 後藤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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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】 〔概 要〕 U字型溝の両側面に、トンネル注入領域を有するフロー
ティングゲート型のMOS)ランジスクとセレクトトラ
ンジスタを形成する。
St基板にU字型溝を掘削し、熱酸化して該溝の表面に
ゲート絶縁膜となる酸化膜を形成する。
反応性イオンエツチング(以下、RIE)によって溝底
面の酸化膜を除去し、側面の酸化膜は残す。
再度熱酸化してトンネル絶縁膜を溝の底面に形成する。
CVD法によってポリ3i層を基板全面に堆積し、PI
Eを施して前記溝の底面から側面に沿って垂直方向に伸
延するポリSiフローティングゲートを形成する。セレ
クトトランジスタを形成する側の溝側面に付着している
ポリSi等を一旦除去した後、熱酸化及びポリSi層の
CVD堆積とRIEによってセレクトトランジスタのゲ
ート電極とEEPROMのコントロールゲートを同時に
形成する。
C産業上の利用分野〕 プログラム可能読み出し専用メモリのうち、記憶内容を
書き換えることの出来るEPROMは多様な分野で使用
されているが、記憶内容を電気的に書き換えるEEPR
OMは内容の部分的修正が容易であることから、プログ
ラムの評価を要する場合などによく利用される。
近年、RAMの大容量化と軌を−にしてEEPROMな
どのROMの大容量化も進められているが、DRAMの
大容量化の方策の一つにst5板の表面にU字型の溝を
掘り、その側面にキャパシタを形成するものがある。
このような構造の装置の製造が可能になった背景には、
RIEのような異方性のエンチング技術が開発されて基
板に垂直な方向だけにエツチングを進行させ得るように
なった事と、CVD技術の発達によって微細な窪みにも
絶縁物やポリSiを堆積させることが出来るようにな、
た事とがある。
例えばSi基板の表面をRIBによって選択的にエツチ
ングすると側面のは\垂直な溝が形成されるので、その
表面を熱酸化し、CVDでポリSiを堆積して再度RI
Bを施すと溝の垂直表面だけにポリSt層を残すことが
出来る。即ち、従来Si基板の水平表面に選択的にポ1
Jsiliを被着したのと同じことが、垂直面に対して
も行えるようになったわけである。
本発明はこのようなプロセス技術を利用してSi基板面
のU字型溝の側面にセレクトトランジスタ付のEEPR
OMを形成する方法に関わるものであり、特にファウラ
ー−ノルドハイム・トンネル効果による電荷注入領域を
自己整合的に形成する方法を含むEEPROMの製造方
法に関わるものである。
(従来の技術〕 第2図に公知のEEPROMの模式断面が示されている
。Si基板20の表面に2Miのソース、ドレイン領域
が拡散形成され、セレクトトランジスタのチャネル領域
にはワード線であるポリSiゲート23が、記憶保持ト
ランジスタのチャネル領域にはフローティングゲー1−
 (F G)21.コントロールゲート(CG)22が
形成されている。点線で囲まれたトンネル注入領域はフ
ォトリソグラフィを利用して形成され、これ等の部分を
平面上に如何に稠密に配置するかという点に工夫がこら
されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
全ての素子を平面上に配置する従来のEEPROMでは
高集積化に限度があり、垂直面を利用して素子を形成す
ることが必須となっているが、トンネル注入領域を如何
にして形成するかという点は未解決である。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の方法ではトンネル注入領域を垂直形状のFCと
U字型溝の底面の間に設けており、それを実現するため
に次のような工程が採られる。
先ず、U字型溝の表面にEEPROMのゲート絶縁膜に
相当する酸化膜を形成した後、RIHによって溝底部の
酸化膜を除去し、熱酸化してトンネル電流が生ずる程度
の厚さの酸化膜を形成する。
その後、CVD法とRIHによって溝底のトンネル酸化
膜と側面のゲート酸化膜を基板との間に介在させたポリ
5iFCを、チャネル方向が垂直になる位置に形成する
〔作 用〕
本発明の方法では、トンネル注入領域はポリ5iFGの
下だけに形成されるので、トンネル絶縁膜の必要部分だ
けを残す処理ではFGがマスクとして機能し、トンネル
注入領域形成のためのフォトリソグラフィを必要とせず
、自己整合的に処理が進められる。
〔実施例〕
第1図(al〜(mlは本発明の実施例の工程を示す模
式断面図である。以下、図面を1頓に参照しながら本発
明の製造方法を説明するが、参照されるのは全て第1図
であるから、単にta+図或いはToJ図というように
示す。また、この実施例ではU字型溝の断面右側の側面
にメモリトランジスタであるフローティングゲート型M
OSトランジスタが、左側にセレクトトランジスタであ
る通常のMOS)ランジスタが形成される。
ta1図のように表面にn″領域11が拡散形成された
p型Si基板10を用意し、PIF、により(b)図に
示すように0字型溝12を掘る。この’fQ S i 
N、膜などがマスクとして用いられるが、当業者には周
知のことであり図面では省略されている。該皮膜が以後
の熱酸化の工程でも耐酸化性マスクとして機能すること
も同様に公知である。
熱酸化処理を行って(c1図のようにU字型溝の表面に
300〜1000人の酸化膜を形成する。該皮膜はFC
のゲート酸化膜となるものである。これにRIE処理を
施すとfd1図のように溝底面の酸化膜だけが除去され
た状態となる。
これを再度熱酸化して溝底面に100〜200人の酸化
膜を形成する。この状態が(et図に示されている。
該皮膜は以下の説明で明らかにされるように、トンネル
電流を生ぜしめるためのものである。
次いでifJ図に示すように、CVD法により2000
〜5000人のポリ5ilTJ15をU字型溝内部を含
む基板全面に堆積し、これをRIBによってエツチング
すると、tg1図のように、基板との間に2種類の厚さ
の酸化膜を介挿した状態で、溝の側面にポリSi[が残
留する。
以上の工程でメモリトランジスタのFCが形成され、F
Cと基板の間には垂直面にゲート酸化膜が、水平面にト
ンネル酸化膜が存在する状態が得られており、本発明の
要件はここ迄であるが、EEPROMは未完成であるか
ら、以下、後続部分の工程を説明する。
溝の底部にはセレクトトランジスタのソースとメモリト
ランジスタのドレインを兼ねたn′領領域設けなければ
ならないので、th)図に示すようにこの段階でAs”
をイオン注入する。図の16はAsがイオン注入された
n″領域ある。これは以後の工程の熱処理によって拡散
され前述のソース/ドレイン領域となる。
溝の左側にはセレクトトランジスタを形成するので、左
側面に存在するポリ5iiJを除去することになるが、
右側面のポリSi層を残すため、この部分にエツチング
マスクを設けることが必要である。フォトレジスト1層
だけを使用し、溝内部のように厚さの大きい部分をパタ
ーンエッヂとする現像処理を行うことは殆ど不可能であ
るから、ここではパイレベル法と呼ばれる方法を利用す
る。
これは例えば、一旦CVD法とエッチバンクによってP
SGで溝を充填しておき、その上にフォトレジストを塗
布し露光、現像処理を行う方法であって、フォトレジス
トのパターンをマスクとして溝に充填されたPSGを選
択的に除去し、残された部分をマスクとして前述のポリ
81層除去を行うものである。fi1図でマスク17と
して示されているものが、このようにして形成された被
覆層である。図では該部分は単一層の如く表示されてい
るが、実作業ではこのように形成された複層構造のもの
が使用される。
これをマスクとして溝の左側壁に被着するポリSiNを
エツチング除去し、続いて溝底の酸化膜も除去する。こ
の時、溝側面の酸化膜は残されるので、01図に示され
た状態が得られる。
二度目の熱酸化によって、lk1図に示す如く溝底面と
ポリSi1表面に200〜500人の酸化[18を形成
する。これはセレクトトランジスタのゲート酸化膜とな
るものであり、ポリSi層表面に生じた酸化膜はメモリ
トランジスタのFG/CG間絶縁膜となるものである。
続いて二度目のポリSi層19の堆積とRIE処理が行
われる。条件は一度目と同じで、CVD法により200
0〜5000人の厚さとする。この状態を示すのが(1
1図であり、RIEによって基板上面と溝底面のポリS
iが除去され、!lll1図の構造となる。
咳図で11’及び16′は2種のMOS)ランジスタの
ソース或いはドレイン領域であり、15’はメモリトラ
ンジスタのFG、19’は同CG、19”はセレクトト
ランジスタのゲートである。ゲート19“は第2図のワ
ード線23に相当し、点線で囲まれた部分がトンネル注
入領域である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の方法によればU字型溝の
側面に形成されるEEPROMにトンネル注入領域を設
けることが出来る。更にこれはフォトリソグラフィ工程
の不要な自己整合的処理なので、集積回路の高密化を図
る上で特に有利である。
【図面の簡単な説明】
第1図は実施例の工程を示す模式断面図、第2図は公知
のEEPROMの構造を示す繰式断面図である。 図に於いて 10はp型Si基板、 11はn′″拡散領域、 11′はソース或いはドレイン領域、 12はU字型溝、 13は酸化膜、 14はトンネル酸化膜、 15はポリSiF!J、 15’はFG。 16はn″領域 16’はソース或いはドレイン領域、 17はマスク、 18は酸化膜、 19はポリSi層、 19′はCG。 19”はゲート 20はSi基板、 21はFC。 22はCG。 23はワード線 である。 第1図 公知のEEPROMの構造を示す模式断面図第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  半導体基板表面にU字型溝(12)を掘削形成し、異
    方性エッチングを利用して前記溝の側面に第1の絶縁膜
    (13)を被着形成し、 且つ前記溝の底面には前記第1の絶縁膜より薄く第2の
    絶縁膜(14)を被着形成し、 更にCVD法と異方性エッチングを利用して、前記第1
    及び第2の絶縁膜が半導体基板との間に介在する部位に
    フローティングゲートである導電体領域(15′)を形
    成することを特徴とするEEPROMの製造方法。
JP24880586A 1986-10-20 1986-10-20 Eepromの製造方法 Pending JPS63102372A (ja)

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