JPS638629B2 - - Google Patents

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JPS638629B2
JPS638629B2 JP16260982A JP16260982A JPS638629B2 JP S638629 B2 JPS638629 B2 JP S638629B2 JP 16260982 A JP16260982 A JP 16260982A JP 16260982 A JP16260982 A JP 16260982A JP S638629 B2 JPS638629 B2 JP S638629B2
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JP
Japan
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gate electrode
oxide film
film
forming
control gate
Prior art date
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JP16260982A
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Japanese (ja)
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JPS5951574A (en
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Tatsuro Okamoto
Hirokazu Myoshi
Akira Ando
Hiroshige Takahashi
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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

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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は紫外線消去方式のMOS形半導体不
揮発性メモリ装置〔以下「FAMOS」(Floating
gate avalanche injection MOS)と呼ぶ〕の製
造方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an ultraviolet erasing MOS type semiconductor nonvolatile memory device [hereinafter referred to as "FAMOS" (Floating
This is related to the manufacturing method of the gate avalanche injection MOS).

第1図A〜Gは従来のFAMOSの製造方法の一
例の主要段階の状態を示す断面図である。
FIGS. 1A to 1G are cross-sectional views showing the main stages of an example of a conventional FAMOS manufacturing method.

まず、第1図Aに示すように、p形シリコン基
板1の主面部に素子を形成すべき部分を取り囲ん
で分離するための膜厚の厚い素子分離用の酸化シ
リコン膜2を選択的に形成し、次いで、p形シリ
コン基板1の主面の酸化シリコン膜2によつて分
離された部分上に比較的厚さの薄い第1のゲート
酸化膜形成用の酸化シリコン膜3を形成する。次
に、第1図Bに示すように、酸化シリコン膜2,
3の各表面上にわたつて浮遊ゲート電極形成用の
多結晶シリコン膜4を成膜し、続いてこの多結晶
シリコン膜4の比抵抗を所望の値にするためのリ
ンなどの不純物の注入または熱拡散を行う。次い
で、多結晶シリコン膜4の表面部を酸化して第2
のゲート酸化膜形成用の酸化シリコン膜5を形成
し、この酸化シリコン膜5の表面上に制御ゲート
電極形成用の多結晶シリコン膜6を成膜し、続い
て、この多結晶シリコン膜6の比抵抗を所望の値
にするためのリンなどの不純物の注入または熱拡
散を行う。しかるのち、多結晶シリコン膜6の制
御ゲート電極となるべき部分上にエツチングマス
ク用のフオトレジスト膜7を選択的に形成する。
次に、第1図Cに示すように、フオトレジスト膜
7をマスクにしたエツチングを多結晶シリコン膜
6に施してフオトレジスト膜7の下に制御ゲート
電極6aを残す。次いで、第1図Dに示すよう
に、フオトレジスト膜7および制御ゲート電極6
aをマスクにしたエツチングを酸化シリコン膜5
に施して制御ゲート電極6aの下に第2のゲート
酸化膜5aを残す。次に、第1図Eに示すよう
に、フオトレジスト膜7、制御ゲート電極6aお
よび第2のゲート酸化膜5aをマスクにしたエツ
チングを多結晶シリコン膜4に施して第2のゲー
ト酸化膜5aの下に浮遊ゲート電極4aを残す。
この多結晶シリコン膜4のエツチング時に等方性
エツチング法を用いた場合には、多結晶シリコン
膜4へのエツチングと同時に制御ゲート電極6a
の側面へのサイドエツチングも進むので、制御ゲ
ート電極6aのゲート長は浮遊ゲート電極4aの
ゲート長より短くなる。また、多結晶シリコン膜
4のエツチング時に異方性エツチング法を用いた
場合には、制御ゲート電極6aの側面へのサイド
エツチングがほとんどないので、制御ゲート電極
6aのゲート長は浮遊ゲート電極4aのゲート長
とほぼ同一になる。次に、第1図Fに示すよう
に、フオトレジスト膜7を除去し、しかるのち、
制御ゲート電極6a、第2のゲート酸化膜5aお
よび浮遊ゲート電極4aをマスクにしたエツチン
グを酸化シリコン膜3に施して浮遊ゲート電極4
aの下に第1のゲート酸化膜3aを残すとともに
p形シリコン基板1の主面の一部を露出させる。
なお、このときのエツチングによつて、第2のゲ
ート酸化膜5a大きさは制御ゲート電極6aの大
きさより小さくなる。次いで、p形シリコン基板
1の露出主面部に、n形不純物を選択的にイオン
注入または熱拡散してn形ソース・ドレイン領域
8a,8bを形成する。次に、第1図Gに示すよ
うに、気相成長法などによつて、n形ソース・ド
レイン領域8a,8b、第1のゲート酸化膜3
a、浮遊ゲート電極4a、第2のゲート酸化膜5
aおよび制御ゲート電極6aの各表面上にわたつ
て膜厚の薄い酸化シリコン膜9を形成し、更に、
気相成長法などによつて、酸化シリコン膜9およ
び酸化シリコン膜2の各表面上にわたつてリンを
含んだ酸化シリコン膜10を形成する。しかるの
ち、酸化シリコン膜10の表面上にアルミニウム
配線膜11を形成し、最後に、酸化シリコン膜1
0の表面上にアルミニウム配線膜11を覆うよう
にパツシベーシヨン膜12を形成すると、この従
来例の方法になるFAMOSが得られる。
First, as shown in FIG. 1A, a thick silicon oxide film 2 for device isolation is selectively formed on the main surface of a p-type silicon substrate 1 to surround and isolate the portion where devices are to be formed. Then, a relatively thin silicon oxide film 3 for forming a first gate oxide film is formed on the main surface of the p-type silicon substrate 1 separated by the silicon oxide film 2. Next, as shown in FIG. 1B, the silicon oxide film 2,
A polycrystalline silicon film 4 for forming a floating gate electrode is formed over each surface of the polycrystalline silicon film 3, and then impurities such as phosphorus are implanted or Perform heat diffusion. Next, the surface portion of the polycrystalline silicon film 4 is oxidized to form a second
A silicon oxide film 5 for forming a gate oxide film is formed, a polycrystalline silicon film 6 for forming a control gate electrode is formed on the surface of this silicon oxide film 5, and then a polycrystalline silicon film 6 for forming a control gate electrode is formed. Impurities such as phosphorus are implanted or thermally diffused to adjust the resistivity to a desired value. Thereafter, a photoresist film 7 for use as an etching mask is selectively formed on a portion of the polycrystalline silicon film 6 that is to become a control gate electrode.
Next, as shown in FIG. 1C, polycrystalline silicon film 6 is etched using photoresist film 7 as a mask, leaving control gate electrode 6a under photoresist film 7. Next, as shown in FIG. 1D, a photoresist film 7 and a control gate electrode 6 are formed.
The silicon oxide film 5 is etched using a as a mask.
The second gate oxide film 5a is left under the control gate electrode 6a. Next, as shown in FIG. 1E, etching is performed on the polycrystalline silicon film 4 using the photoresist film 7, the control gate electrode 6a, and the second gate oxide film 5a as masks, and the second gate oxide film 5a is etched. Floating gate electrode 4a is left below.
If an isotropic etching method is used when etching the polycrystalline silicon film 4, the control gate electrode 6a is etched at the same time as the polycrystalline silicon film 4 is etched.
Since the side etching also progresses to the side surfaces of the gate electrode 4a, the gate length of the control gate electrode 6a becomes shorter than the gate length of the floating gate electrode 4a. Furthermore, when an anisotropic etching method is used when etching the polycrystalline silicon film 4, there is almost no side etching to the side surfaces of the control gate electrode 6a, so the gate length of the control gate electrode 6a is equal to that of the floating gate electrode 4a. It is almost the same as the gate length. Next, as shown in FIG. 1F, the photoresist film 7 is removed, and then,
The silicon oxide film 3 is etched using the control gate electrode 6a, the second gate oxide film 5a, and the floating gate electrode 4a as masks to form the floating gate electrode 4.
First gate oxide film 3a is left under a, and a part of the main surface of p-type silicon substrate 1 is exposed.
Note that due to this etching, the size of the second gate oxide film 5a becomes smaller than the size of the control gate electrode 6a. Next, n-type impurities are selectively ion-implanted or thermally diffused into the exposed main surface portion of p-type silicon substrate 1 to form n-type source/drain regions 8a and 8b. Next, as shown in FIG. 1G, the n-type source/drain regions 8a, 8b, the first gate oxide film 3 are
a, floating gate electrode 4a, second gate oxide film 5
A thin silicon oxide film 9 is formed over each surface of the control gate electrode 6a and the control gate electrode 6a, and further,
A silicon oxide film 10 containing phosphorus is formed over each surface of the silicon oxide film 9 and the silicon oxide film 2 by a vapor phase growth method or the like. After that, an aluminum wiring film 11 is formed on the surface of the silicon oxide film 10, and finally, the silicon oxide film 1
By forming a passivation film 12 on the surface of the aluminum wiring film 11 so as to cover the aluminum wiring film 11, a FAMOS according to this conventional method can be obtained.

次に、この従来例の方法になるFAMOS〔第1
図Gに図示〕の動作について説明する。
Next, the FAMOS [1st
The operation shown in Figure G] will be explained.

例えば、n形ソース・ドレイン領域8aとp形
シリコン基板1との間に形成されたpn接合に逆
方向電圧を印加してアバランシエ破壊を起させる
と、高エネルギーを有するホツトエレクトロン
(以下「電子」と略称する)が生成する。この生
成した電子子が、シリコン基板6aに正の高電圧
印加するとトンネル現象によつて浮遊ゲート電極
4a内に注入され蓄積される。このように、浮遊
ゲート電極4a内に電子が蓄積されているかいな
いかによつて論理信号が記憶される。また、記憶
されている論理信号を消去するときには、一点鎖
線で図示する矢印の方向から紫外線(UV)を浮
遊ゲート電極4aの側面に照射してこれに蓄積さ
れている電子を浮遊ゲート電極4aの外部に放出
させる。
For example, if a reverse voltage is applied to the pn junction formed between the n-type source/drain region 8a and the p-type silicon substrate 1 to cause avalanche breakdown, high-energy hot electrons (hereinafter referred to as "electrons") ) is generated. When a high positive voltage is applied to the silicon substrate 6a, the generated electrons are injected into the floating gate electrode 4a and accumulated by a tunneling phenomenon. In this way, a logic signal is stored depending on whether or not electrons are accumulated in the floating gate electrode 4a. Furthermore, when erasing a stored logic signal, ultraviolet rays (UV) are irradiated onto the side surface of the floating gate electrode 4a from the direction of the arrow shown by the dashed line to remove the electrons accumulated on the side surface of the floating gate electrode 4a. Release it to the outside.

ところで、この従来例の方法になるFAMOSで
は、第1図Eに示した段階における浮遊ゲート電
極4aの形成時に、等方性エツチング法を用いた
場合には制御ゲート電極6aのゲート長が浮遊ゲ
ート電極4aのゲート長より短かくなり、異方性
エツチングを用いた場合でも制御ゲート電極6a
のゲート長と浮遊ゲート電極4aのゲート長とが
ほぼ同一になるので、けい光灯や太陽光の照明の
もとで使用されると、これらの照明光が浮遊ゲー
ト電極4aの側面を直接照射する。従つて、浮遊
ゲート電極4aの蓄積電子の照明光による外部へ
の放出が大きく、論理信号の記憶保持特性が悪く
なり、短時間で動作不能になる。例えば、けい光
灯の照明のもとでは113時間で動作不能になり、
太陽光(曇天時)の照明のもとでは41時間で動作
不能になつたことことが報告されている。
By the way, in the FAMOS according to this conventional method, if an isotropic etching method is used when forming the floating gate electrode 4a at the stage shown in FIG. The gate length is shorter than that of the control gate electrode 6a even when anisotropic etching is used.
Since the gate length of the floating gate electrode 4a is almost the same as that of the floating gate electrode 4a, when used under fluorescent lamp or sunlight illumination, these illumination lights directly illuminate the sides of the floating gate electrode 4a. do. Therefore, a large amount of electrons accumulated in the floating gate electrode 4a are emitted to the outside by the illumination light, and the storage retention characteristic of the logic signal deteriorates, causing the device to become inoperable in a short period of time. For example, under fluorescent light, it becomes inoperable after 113 hours.
It has been reported that the device became inoperable after 41 hours under sunlight (on cloudy days).

この発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、制御ゲート電極のゲート長を浮遊ゲート電極
のゲート長より長くすることによつて、照明光の
浮遊ゲート電極の側面への直接照射を制御ゲート
電極によつてしやへいして、論理信号の記憶保持
特性を向上させたFAMOSを製造する方法を提供
することを目的とする。
This invention has been made in view of the above points, and by making the gate length of the control gate electrode longer than the gate length of the floating gate electrode, direct irradiation of illumination light onto the side surface of the floating gate electrode is controlled. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a FAMOS in which memory retention characteristics of logic signals are improved by suppressing the gate electrode.

第2図A〜Eはこの発明の一実施例のFAMOS
の製造方法の主要段階の状態を示す断面図であ
る。
Figures 2A to 2E are FAMOS of one embodiment of this invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the main stages of the manufacturing method.

図において、第1図に示した従来例の符号と同
一符号は同等部分を示す。
In the figure, the same reference numerals as those in the conventional example shown in FIG. 1 indicate equivalent parts.

第2図Aに示す段階は、第1図A〜Cに示した
従来例の段階と同様の段階を経て第1図Dに示し
た従来例の段階に対応するものである。
The steps shown in FIG. 2A correspond to the steps in the conventional example shown in FIG. 1D after passing through the same steps as the steps in the conventional example shown in FIGS. 1A to C.

この段階において、第2図Aに示すように、フ
オトレジスト膜7および制御ゲート電極6aをマ
スクにしたエツチングによつて制御ゲート電極6
aの下に第2のゲート酸化膜5aを残すに当り、
制御ゲート電極6aの側面に多結晶シリコンをエ
ツチングするエツチング剤によつてエツチングさ
れないエツチング保護膜13を形成する。この段
階でのエツチングに、例えば四フツ化炭素
(CF4)と水素(H2)との混合ガスによる乾式酸
化膜エツチング法を用いるときには、制御ゲート
電極6aの側面に二フツ化炭素(CF2)系のポリ
マーからなるエツチング保護膜13が自動的に形
成される。しかし、湿式酸化膜エツチング法を用
いるときには、エツチング保護膜13が自動的に
形成されないので、あらかじめフオトレジスト膜
7を百数十度(℃)程度の温度に加熱して流動化
させて制御ゲート電極6aの側面が被覆されるよ
うに垂れ下げさせるか、または制御ゲート電極6
aの側面にフオトレジスト剤を選択的に塗布して
エツチング保護膜13を形成する。
At this stage, as shown in FIG. 2A, the control gate electrode 6a is etched using the photoresist film 7 and the control gate electrode 6a as a mask.
In leaving the second gate oxide film 5a under a,
An etching protection film 13 that is not etched by an etching agent for etching polycrystalline silicon is formed on the side surface of the control gate electrode 6a. For example, when using a dry oxide film etching method using a mixed gas of carbon tetrafluoride (CF 4 ) and hydrogen (H 2 ) for etching at this stage, carbon difluoride (CF 2 ) type polymer is automatically formed. However, when using the wet oxide film etching method, the etching protection film 13 is not automatically formed, so the photoresist film 7 is heated in advance to a temperature of about 100-odd degrees (°C) to make it fluid. The control gate electrode 6 may be made to hang down so that the side surface of the control gate electrode 6a is covered.
A photoresist agent is selectively applied to the side surface of a to form an etching protection film 13.

次に、第2図Bに示すように、フオトレジスト
膜7、側面にエツチング保護膜13が形成された
制御ゲート電極6aおよび第2のゲート酸化膜5
aをマスクにしたエツチングを多晶シリコン膜4
に施して第2のゲート酸化膜5aの下に浮遊ゲー
ト電極4aを残す。このとき、エツチング時間を
適切に選べば制御電極6aの側面がエツチング保
護膜13によつて保護されているので、制御ゲー
ト電極6aがサイドエツチングされることがな
く、浮遊ゲート電極4aのみがサイドエツチング
されるから、浮遊ゲート電極4aのゲート長が制
御ゲート電極6aのゲート長より短くなる。次
に、第2図Cに示すように、フオトレジスト膜7
を除去する。このとき、フオトレジスト膜7を酸
素プラズマによつて除去すれば、これと同時にエ
ツチング保護膜13も除去される。しかるのち、
制御ゲート電極6a、第2のゲート酸化膜5aお
よび浮遊ゲート電極4aをマスクにしたエツチン
グを酸化シリコン膜3に施して浮遊ゲート電極4
aの下に第1のゲート酸化膜3aを残すとともに
p形シリコン基板1の主面の一部を露出させても
よい。なお、このときのエツチングによつて、第
2のゲート酸化膜5aの大きさは浮遊ゲート電極
4aの大きさより小さくなる。
Next, as shown in FIG. 2B, the photoresist film 7, the control gate electrode 6a with the etching protection film 13 formed on the side surfaces, and the second gate oxide film 5 are etched.
Polycrystalline silicon film 4 is etched using a as a mask.
The floating gate electrode 4a is left under the second gate oxide film 5a. At this time, if the etching time is selected appropriately, the side surfaces of the control electrode 6a are protected by the etching protection film 13, so the control gate electrode 6a will not be side etched and only the floating gate electrode 4a will be side etched. Therefore, the gate length of floating gate electrode 4a is shorter than the gate length of control gate electrode 6a. Next, as shown in FIG. 2C, the photoresist film 7
remove. At this time, if the photoresist film 7 is removed by oxygen plasma, the etching protection film 13 is also removed at the same time. Afterwards,
The silicon oxide film 3 is etched using the control gate electrode 6a, the second gate oxide film 5a, and the floating gate electrode 4a as masks to form the floating gate electrode 4.
The first gate oxide film 3a may be left under the p-type silicon substrate 1, and a part of the main surface of the p-type silicon substrate 1 may be exposed. Note that due to this etching, the size of the second gate oxide film 5a becomes smaller than the size of the floating gate electrode 4a.

次に、p形シリコン基板1の露出主面部に、第
1のゲート酸化膜3a、浮遊ゲート電極4a、第
2のゲート酸化膜5aおよび制電ゲート電極6a
と酸化シリコン膜2とをマスクにしたn形不純物
のイオン注入または熱拡散によつてn形ソース・
ドレイン領域を形成する段階であるが、若しも、
n形ソース・ドレイン領域をn形不純物のイオン
注入で形成する場合には、制御ゲート電極6aの
ゲート長が浮遊ゲート電極4aおよびゲート酸化
膜3a,5aのそれより長いので、第2図Dに示
すように、p形シリコン基板1の露出主面部に形
成されたn形ソース・ドレイン領域14a,14
bがp形シリコン基板1の主面部の第1のゲート
酸化膜3aの直下の部分に達しないので、
FAMOSとしての動作が不能になる。従つて、n
形ソース・ドレイン領域14a,14bの形成後
に、更にp形シリコン基板1の露出主面部にリン
などのn形不純物の熱拡散によつてn形不純物拡
散層15a,15bを形成する。このとき、n形
不純物拡散層15a,15bの拡散深さをn形ソ
ース・ドレイン領域14a,14bの拡散深さよ
り浅くするために、例えばリンの熱拡散である場
合には、n型不純物拡散層15a,15bのシー
ト抵抗が数百Ω/□程度あることが望ましい。な
お、この工程は上記p形シリコン基板1の主面を
露出させなければリンがシリコン基板1内に熱拡
散しないので行えない。次に、第2図Eに示すよ
うに、第1図Gに示した段階と同様に、n形ソー
ス・ドレイン領域14a,14b、n形不純物拡
散層15a,15b、第1のゲート酸化膜3a、
浮遊ゲート電極4a、第2のゲート酸化膜5aお
よび制御ゲート電極6aの各表面上を被覆する酸
化シリコン膜9を形成し、更に酸化シリコン膜9
および酸化シリコン膜2の各表面上にわたつてリ
ンを含んだ酸化シリコン膜10を形成する。しか
るのち、酸化シリコン膜10の表面上にアルミニ
ウム配線膜11を形成し、最後に、アルミニウム
配線膜11を覆い酸化シリコン膜10の表面上に
パツシベーシヨン膜12を形成すると、この実施
例の方法になるFAMOSが得られる。
Next, on the exposed main surface of the p-type silicon substrate 1, a first gate oxide film 3a, a floating gate electrode 4a, a second gate oxide film 5a, and an antistatic gate electrode 6a are formed.
By ion implantation or thermal diffusion of n-type impurities using the silicon oxide film 2 as a mask,
This is the stage of forming the drain region, but if
When the n-type source/drain regions are formed by ion implantation of n-type impurities, the gate length of the control gate electrode 6a is longer than that of the floating gate electrode 4a and the gate oxide films 3a, 5a. As shown, n-type source/drain regions 14a and 14 formed on the exposed main surface of the p-type silicon substrate 1
Since b does not reach the part directly under the first gate oxide film 3a on the main surface of the p-type silicon substrate 1,
It becomes impossible to operate as FAMOS. Therefore, n
After forming the type source/drain regions 14a and 14b, n type impurity diffusion layers 15a and 15b are further formed on the exposed main surface of the p type silicon substrate 1 by thermal diffusion of an n type impurity such as phosphorus. At this time, in order to make the diffusion depth of the n-type impurity diffusion layers 15a, 15b shallower than the diffusion depth of the n-type source/drain regions 14a, 14b, for example, in the case of thermal diffusion of phosphorus, the n-type impurity diffusion layer It is desirable that the sheet resistance of 15a and 15b is approximately several hundred Ω/□. Note that this step cannot be performed unless the main surface of the p-type silicon substrate 1 is exposed because phosphorus will not be thermally diffused into the silicon substrate 1. Next, as shown in FIG. 2E, the n-type source/drain regions 14a, 14b, the n-type impurity diffusion layers 15a, 15b, the first gate oxide film 3a are ,
A silicon oxide film 9 is formed to cover each surface of the floating gate electrode 4a, the second gate oxide film 5a, and the control gate electrode 6a, and a silicon oxide film 9 is further formed.
A silicon oxide film 10 containing phosphorus is then formed over each surface of the silicon oxide film 2. Thereafter, an aluminum wiring film 11 is formed on the surface of the silicon oxide film 10, and finally, a passivation film 12 is formed on the surface of the silicon oxide film 10 to cover the aluminum wiring film 11, resulting in the method of this embodiment. FAMOS is obtained.

この実施例の方法によるFAMOSでは、論理信
号を記憶させる場合には第1図に示した従来例の
方法になるFAMOSの場合と同様であり、また、
浮遊ゲート電極4a内に記憶されている論理信号
を消去する場合には、制御ゲート電極6aが妨げ
にならない一点鎖線で図示する矢印の斜め方向か
ら紫外線(UV)を浮遊ゲート電極4aの側面に
照射する。しかも、実施例の方法になるFAMOS
では、制御ゲート電極6aのゲート長が浮遊ゲー
ト電極4aのゲート長より長いので、けい光灯や
太陽光の照明のもとで使用されても、これらの照
明光の浮遊ゲート電極4aの側面への直接照射を
制御ゲート電極6aによつてしやへいすることが
できる。従つて、照明光が少なくともp形シリコ
ン基板1の主面などで反射して浮遊ゲート電極4
aの側面を照射するので、照明光の浮遊ゲート電
極4aの側面への照射強度が小さくなり、浮遊ゲ
ート電極4aの蓄積電子の照明光による外部への
放出が減少して、論理信号の記憶保持特性が向上
し、動作不能になるまでの時間が長くなる。発明
者らの実験結果によれば、制御ゲート電極6aの
ゲート長を浮遊ゲート電極4aのゲート長より
0.7μm長くした場合には、けい光灯または太陽光
のもとで使用したときにおいて、動作不能になる
までの時間が、第1図に示した従来例の方法にな
るFAMOSのそれに比べて、約1.5倍長くなつた。
In the FAMOS according to the method of this embodiment, the storage of logic signals is the same as in the case of the FAMOS according to the conventional method shown in FIG.
When erasing the logic signal stored in the floating gate electrode 4a, the side surface of the floating gate electrode 4a is irradiated with ultraviolet rays (UV) from the diagonal direction of the arrow shown by the dashed line, so that the control gate electrode 6a does not interfere. do. Furthermore, FAMOS, which is the method of the embodiment,
Since the gate length of the control gate electrode 6a is longer than the gate length of the floating gate electrode 4a, even if it is used under fluorescent lamp or sunlight illumination, the illumination light will not reach the side of the floating gate electrode 4a. direct irradiation can be suppressed by the control gate electrode 6a. Therefore, the illumination light is reflected by at least the main surface of the p-type silicon substrate 1 and the floating gate electrode 4
Since the side surface of the floating gate electrode 4a is illuminated, the illumination intensity of the illumination light on the side surface of the floating gate electrode 4a is reduced, and the emission of accumulated electrons in the floating gate electrode 4a to the outside due to the illumination light is reduced, which improves memory retention of logic signals. Improved properties and longer time to inoperability. According to the inventors' experimental results, the gate length of the control gate electrode 6a is smaller than the gate length of the floating gate electrode 4a.
When lengthened by 0.7 μm, the time it takes to become inoperable when used under fluorescent light or sunlight is shorter than that of FAMOS using the conventional method shown in Figure 1. It became about 1.5 times longer.

なお、この実施例では、p形シリコン基板1を
用いたが、この発明はn形シリコン基板を用いる
場合にも適用することができる。
In this embodiment, a p-type silicon substrate 1 is used, but the present invention can also be applied to a case where an n-type silicon substrate is used.

以上、説明したように、この発明のFAMOSの
製造方法では、制御ゲート電極のゲート長を浮遊
ゲート電極のゲート長より長くするので、照明光
の浮遊ゲート電極の側面への直接照射を制御ゲー
ト電極によつてしやへいすることができる。従つ
て、照明光の浮遊ゲート電極の側面への照射強度
が小さくなり、浮遊ゲート電極の蓄積電子の照明
光による外部への放出が減少して、論理信号の記
憶保持特性が向上し、動作不能になるまでの時間
を長くすることができる。
As explained above, in the FAMOS manufacturing method of the present invention, the gate length of the control gate electrode is made longer than the gate length of the floating gate electrode. It can be cured by Therefore, the irradiation intensity of the illumination light on the side surfaces of the floating gate electrode is reduced, and the emission of accumulated electrons in the floating gate electrode to the outside by the illumination light is reduced, improving the memory retention characteristics of the logic signal and making it inoperable. You can lengthen the time it takes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図A〜Gは従来のFAMOSの製造方法の一
例の主要段階の状態を示す断面図、第2図A〜E
はこの発明の一実施例のFAMOSの製造方法の主
要段階の状態を示す断面図である。 図において、1はp形シリコン基板(第1伝導
形のシリコン基板)、2は素子分離用酸化シリコ
ン膜、3は第1のゲート酸化膜形成用酸化シリコ
ン膜、3aは第1のゲート酸化膜、4は浮遊ゲー
ト電極形成用多結晶シリコン膜、4aは浮遊ゲー
ト電極、5は第2のゲート酸化膜形成用酸化シリ
コン膜、5aは第2のゲート酸化膜、6は制御ゲ
ート電極形成用多結晶シリコン膜、6aは制御ゲ
ート電極、7はエツチングマスク用フオトレジス
ト膜、13はエツチング保護膜、14aおよび1
4bはn形ソース・ドレイン領域(第2伝導形の
ソース・ドレイン領域)、15aおよび15bは
n形不純物拡散層(第2伝導形のソース・ドレイ
ン領域の構成要素)である。なお、図中同一符号
はそれぞれ同一または相当部分を示す。
Figures 1 A to G are cross-sectional views showing the main stages of an example of a conventional FAMOS manufacturing method, and Figures 2 A to E
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the main stages of a FAMOS manufacturing method according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is a p-type silicon substrate (first conductivity type silicon substrate), 2 is a silicon oxide film for element isolation, 3 is a silicon oxide film for forming a first gate oxide film, and 3a is a first gate oxide film. , 4 is a polycrystalline silicon film for forming a floating gate electrode, 4a is a floating gate electrode, 5 is a silicon oxide film for forming a second gate oxide film, 5a is a second gate oxide film, and 6 is a polycrystalline silicon film for forming a control gate electrode. A crystalline silicon film, 6a a control gate electrode, 7 a photoresist film for an etching mask, 13 an etching protection film, 14a and 1
4b is an n-type source/drain region (second conductivity type source/drain region), and 15a and 15b are n-type impurity diffusion layers (components of the second conductivity type source/drain region). Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or corresponding parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 第1伝導形のシリコン基板の主面部に素子形
成部分を取り囲む素子分離用酸化シリコン膜を選
択的に形成する第1の工程、上記シリコン基板の
主面の上記素子分離用酸化シリコン膜によつて分
離された部分上に第1のゲート酸化膜形成用酸化
シリコン膜、浮遊ゲート電極形成用多結晶シリコ
ン膜、第2のゲート酸化膜形成用酸化シリコン膜
および制御ゲート電極形成用多結晶シリコン膜を
順次形成する第2の工程、上記制御ゲート電極形
成用多結晶シリコン膜の制御ゲート電極となるべ
き部分上にエツチングマスク用フオトレジスト膜
を形成する第3の工程、上記フオトレジスト膜を
マスクにしたエツチングを上記制御ゲート電極形
成用多結晶シリコン膜に施して上記フオトレジス
ト膜の下に制御ゲート電極を残す第4の工程、上
記フオトレジスト膜および上記制御ゲート電極を
マスクにしたエツチングを自己整合的に上記第2
のゲート酸化膜形成用酸化シリコン膜に施して上
記制御ゲート電極の下に第2の酸化膜を残すとと
もに上記制御ゲート電極の側面に多結晶シリコン
をエツチングするエツチング剤によつてエツチン
グされないエツチング保護膜を形成する第5の工
程、上記第2のゲート酸化膜をマスクにしたエツ
チングを自己整合的に上記浮遊ゲート電極形成用
多結晶シリコン膜および上記第1のゲート酸化膜
形成用酸化シリコン膜に施して上記第2のゲート
酸化膜の下に順次浮遊ゲート電極および第1のゲ
ート酸化膜を残すとともに上記シリコン基板の主
面の一部を露出させる第6の工程、並びに上記シ
リコン基板の露出主面部に第2伝導形の不純物を
選択的に導入して第2伝導形のソース・ドレイン
領域を形成する第7の工程を備えたMOS形半導
体不揮発性メモリ装置の製造方法。
1. A first step of selectively forming a silicon oxide film for element isolation surrounding the element formation portion on the main surface of the silicon substrate of the first conductivity type; A silicon oxide film for forming a first gate oxide film, a polycrystalline silicon film for forming a floating gate electrode, a silicon oxide film for forming a second gate oxide film, and a polycrystalline silicon film for forming a control gate electrode are formed on the separated portions. a second step of sequentially forming a photoresist film for an etching mask on a portion of the polycrystalline silicon film for forming a control gate electrode that is to become a control gate electrode, a third step of forming a photoresist film for an etching mask using the photoresist film as a mask A fourth step in which the polycrystalline silicon film for forming a control gate electrode is etched to leave a control gate electrode under the photoresist film, and the etching is performed using the photoresist film and the control gate electrode as a mask by self-alignment. The second above
an etching protection film that is not etched by an etching agent applied to the silicon oxide film for forming a gate oxide film to leave a second oxide film under the control gate electrode and etching polycrystalline silicon on the side surface of the control gate electrode; In a fifth step, etching is performed using the second gate oxide film as a mask on the polycrystalline silicon film for forming the floating gate electrode and the silicon oxide film for forming the first gate oxide film in a self-aligned manner. a sixth step of sequentially leaving a floating gate electrode and a first gate oxide film under the second gate oxide film and exposing a part of the main surface of the silicon substrate; and an exposed main surface portion of the silicon substrate. A method for manufacturing a MOS type semiconductor nonvolatile memory device, comprising a seventh step of selectively introducing impurities of a second conductivity type into the source/drain regions of the second conductivity type.
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