JPH0227773A - 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 - Google Patents
不揮発性半導体記憶装置の製造方法Info
- Publication number
- JPH0227773A JPH0227773A JP17741188A JP17741188A JPH0227773A JP H0227773 A JPH0227773 A JP H0227773A JP 17741188 A JP17741188 A JP 17741188A JP 17741188 A JP17741188 A JP 17741188A JP H0227773 A JPH0227773 A JP H0227773A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- oxide film
- floating gate
- gate
- film
- gate electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 34
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 15
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims abstract description 51
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 21
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 18
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 abstract description 13
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 8
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 8
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 8
- 230000015654 memory Effects 0.000 description 18
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 17
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 12
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 5
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 2
- 235000003392 Curcuma domestica Nutrition 0.000 description 1
- 244000008991 Curcuma longa Species 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 235000003373 curcuma longa Nutrition 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 235000021395 porridge Nutrition 0.000 description 1
- 238000005036 potential barrier Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 235000013976 turmeric Nutrition 0.000 description 1
- 238000000927 vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
Landscapes
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、不揮発性半導体記憶装置の製造方法に関し、
特に電気的に消去することが可能なFROM(プログラ
マブルノードオンリメモリ)を含む不揮発性半導体記憶
装置の製造方法に関する。
特に電気的に消去することが可能なFROM(プログラ
マブルノードオンリメモリ)を含む不揮発性半導体記憶
装置の製造方法に関する。
第3図(a)〜(c)は従来のメモリの書込、消去動作
を説明するための半導体チップの断面図である。すなわ
ち、従来の不揮発性半導体記憶装置の構造は、第3図(
a)に示すように、P型半導体基板510表面に設けら
れたn型ドレイン領域52゜n型ソース領域53と、こ
れらドレイン、ソース間のチャンネル領域の一部及びド
レイン領域の端部上に、トンネル酸化膜54を介して設
けられた浮遊ゲート電極55とゲート酸化膜56を介し
て浮遊ゲート上に、残りのチャンネル領域上にも延在し
て設けられた制御ゲート電極57とからなる。
を説明するための半導体チップの断面図である。すなわ
ち、従来の不揮発性半導体記憶装置の構造は、第3図(
a)に示すように、P型半導体基板510表面に設けら
れたn型ドレイン領域52゜n型ソース領域53と、こ
れらドレイン、ソース間のチャンネル領域の一部及びド
レイン領域の端部上に、トンネル酸化膜54を介して設
けられた浮遊ゲート電極55とゲート酸化膜56を介し
て浮遊ゲート上に、残りのチャンネル領域上にも延在し
て設けられた制御ゲート電極57とからなる。
次に、このメモリの動作について説明する。第3図(b
)は、このメモリの「書き込み」動作を説明する図であ
る。ドレイン並びに制御ゲートに高電圧を印加すると、
チャンネル領域に反転層58が形成され、そこからドレ
イン空乏層59内に流れ込んだ電子の一部が、酸化膜の
ポテンシャルバリアーを超えるのに十分なエネルギーを
得て、浮遊ゲートに注入され、結果として浮遊ゲートは
負に帯電する。すなわち、二層ゲート部のしきい値は高
い方にシフトして、メモリが書き込まれた状態となる。
)は、このメモリの「書き込み」動作を説明する図であ
る。ドレイン並びに制御ゲートに高電圧を印加すると、
チャンネル領域に反転層58が形成され、そこからドレ
イン空乏層59内に流れ込んだ電子の一部が、酸化膜の
ポテンシャルバリアーを超えるのに十分なエネルギーを
得て、浮遊ゲートに注入され、結果として浮遊ゲートは
負に帯電する。すなわち、二層ゲート部のしきい値は高
い方にシフトして、メモリが書き込まれた状態となる。
第3図(C)は、このメモリの「消去」動作を説明する
図である。制御ゲート電極を接地してドレインに高電圧
を印加すると、浮遊ゲート・ドレイン間に高い電界がか
かり、トンネル電流が流れて、電子は浮遊ゲートからド
レインへ放出される。この結果二層ゲート部のしきい値
は低い方にシフトして、メモリは消去された状態となる
。
図である。制御ゲート電極を接地してドレインに高電圧
を印加すると、浮遊ゲート・ドレイン間に高い電界がか
かり、トンネル電流が流れて、電子は浮遊ゲートからド
レインへ放出される。この結果二層ゲート部のしきい値
は低い方にシフトして、メモリは消去された状態となる
。
以上説明したような従来のタイプのメモリにおいて、良
好な特性、すなわち、より速い書き込み特性、速い消去
特性、より多い繰り返し耐性を得るに必要なこととして
主として次の3つが上げられる。
好な特性、すなわち、より速い書き込み特性、速い消去
特性、より多い繰り返し耐性を得るに必要なこととして
主として次の3つが上げられる。
1、制御ゲート・浮遊ゲート間の結合容量値と、浮遊ゲ
ート・ドレイン間の結合容量値の比が大きいこと。この
比が大きい程、書き込み時、消去時の浮遊ゲート・ドレ
イン間の電位差は大きくなるから、より速い書き込み、
より速い消去が可能となる。これを実現する方法の一つ
に、浮遊ゲート上の膜厚を薄くすることが考えられる。
ート・ドレイン間の結合容量値の比が大きいこと。この
比が大きい程、書き込み時、消去時の浮遊ゲート・ドレ
イン間の電位差は大きくなるから、より速い書き込み、
より速い消去が可能となる。これを実現する方法の一つ
に、浮遊ゲート上の膜厚を薄くすることが考えられる。
2、浮遊ゲート・制御ゲート間の絶縁特性が良好である
こと。実現する一つの方法として、例えば、高温のドラ
イ02雰囲気での熱酸化膜の形成が考えられる。
こと。実現する一つの方法として、例えば、高温のドラ
イ02雰囲気での熱酸化膜の形成が考えられる。
3、浮遊ゲート下のトンネル酸化膜の膜質が良好である
こと。
こと。
次に、従来のこのタイプのメモリの製造方法を説明する
。第4図(a)〜(e)は、従来の製造方法の一例を説
明するための工程順に示した半導体チップの断面図であ
る。まず、第4図(a)に示すように、P型半導体基板
101の表面の一部に、通常の選択酸化により厚いフィ
ールド酸化膜102を形成し、次いでフィールド領域以
外の半導体基板に第一のゲート酸化膜(トンネル酸化膜
)3を形成する。次に、第4図(b)に示すように、第
一の多結晶シリコン層を成長した後、周知のPR(ホト
レジスト)技術、エツチング技術により、浮遊ゲート電
極104を所定の位置に形成し、次いで、浮遊ゲート電
極104で覆われていない部分の第一のゲート酸化膜1
03を除去した後、浮遊ゲート電極104上並びに半導
体基板101上に1100℃以上の高温のドライ02雰
囲気で第二のゲート酸化膜105を形成する。次に、第
4図(c)に示すように、第二の多結晶シリコン層を成
長した後周知のPR技術、エツチング技術により、浮遊
ゲート上の一部、浮遊ゲートの片側の側面、半導体基板
の一部を第二ゲート酸化膜を介して覆うように制御ゲー
ト電極106を形成する。次に、第4図(d)に示すよ
うに、浮遊ゲート及び制御ゲートをマスクとして、基板
にn型不純物を導入し、n型ドレイン領域107.n型
ソース領域108を形成する。最後に、第4図(e)に
示すように、全面にリンガラス、シリコン酸化膜等の層
間絶縁膜109を形成した後、周知のPR技術、並びに
エツチング技術により、ドレイン領域107上、ソース
領域108上、及び制御ゲート電極106上にコンタク
ト・ホールを形成し、次いでアルミニウム電極110を
形成することによりフラッシュEEPRMを製造してい
た。
。第4図(a)〜(e)は、従来の製造方法の一例を説
明するための工程順に示した半導体チップの断面図であ
る。まず、第4図(a)に示すように、P型半導体基板
101の表面の一部に、通常の選択酸化により厚いフィ
ールド酸化膜102を形成し、次いでフィールド領域以
外の半導体基板に第一のゲート酸化膜(トンネル酸化膜
)3を形成する。次に、第4図(b)に示すように、第
一の多結晶シリコン層を成長した後、周知のPR(ホト
レジスト)技術、エツチング技術により、浮遊ゲート電
極104を所定の位置に形成し、次いで、浮遊ゲート電
極104で覆われていない部分の第一のゲート酸化膜1
03を除去した後、浮遊ゲート電極104上並びに半導
体基板101上に1100℃以上の高温のドライ02雰
囲気で第二のゲート酸化膜105を形成する。次に、第
4図(c)に示すように、第二の多結晶シリコン層を成
長した後周知のPR技術、エツチング技術により、浮遊
ゲート上の一部、浮遊ゲートの片側の側面、半導体基板
の一部を第二ゲート酸化膜を介して覆うように制御ゲー
ト電極106を形成する。次に、第4図(d)に示すよ
うに、浮遊ゲート及び制御ゲートをマスクとして、基板
にn型不純物を導入し、n型ドレイン領域107.n型
ソース領域108を形成する。最後に、第4図(e)に
示すように、全面にリンガラス、シリコン酸化膜等の層
間絶縁膜109を形成した後、周知のPR技術、並びに
エツチング技術により、ドレイン領域107上、ソース
領域108上、及び制御ゲート電極106上にコンタク
ト・ホールを形成し、次いでアルミニウム電極110を
形成することによりフラッシュEEPRMを製造してい
た。
上述した従来の製造方法では、第4図(b)に示すよう
に浮遊ゲート、制御ゲート間の第二ゲート酸化膜105
形成工程で良質な絶縁特性を得るために1000℃以上
の高温で酸化を行うため、浮遊ゲート下の第一ゲート酸
化膜103の膜質が劣化して許容重荷通過量が低下して
しまい、結果としてメモリの特性が悪くなってしまうと
いう欠点がある。第一ゲート酸化膜103の膜質の劣化
を防ぐためには、第二ゲート酸化膜105の形成を90
0℃程度の低温酸化で行えば良いが、その場合高温酸化
で形成した場合と比較して絶縁特性が著しく劣るため、
かなり厚い膜をつける必要がある。そのため、浮遊ゲー
ト・制御ゲート間の結合容量値が小さくなり、結果とし
て、メモリの書き込みスピード、消去スピードが低下し
てしまう欠点があった。
に浮遊ゲート、制御ゲート間の第二ゲート酸化膜105
形成工程で良質な絶縁特性を得るために1000℃以上
の高温で酸化を行うため、浮遊ゲート下の第一ゲート酸
化膜103の膜質が劣化して許容重荷通過量が低下して
しまい、結果としてメモリの特性が悪くなってしまうと
いう欠点がある。第一ゲート酸化膜103の膜質の劣化
を防ぐためには、第二ゲート酸化膜105の形成を90
0℃程度の低温酸化で行えば良いが、その場合高温酸化
で形成した場合と比較して絶縁特性が著しく劣るため、
かなり厚い膜をつける必要がある。そのため、浮遊ゲー
ト・制御ゲート間の結合容量値が小さくなり、結果とし
て、メモリの書き込みスピード、消去スピードが低下し
てしまう欠点があった。
そこで、絶縁特性を保ちつつ、低温で形成する方法とし
て、第二ゲート絶縁膜を低温プロセスを用いたONO構
造(酸化膜・窒化膜・酸化膜)にするという方法が考え
られている。第5図はその半導体チップの断面図を示し
たものである。ここで、111は第一ゲート酸化膜、1
12は浮遊ゲート電極、113は酸化膜、114は窒化
膜、115は酸化膜、116は制御ゲート電極である。
て、第二ゲート絶縁膜を低温プロセスを用いたONO構
造(酸化膜・窒化膜・酸化膜)にするという方法が考え
られている。第5図はその半導体チップの断面図を示し
たものである。ここで、111は第一ゲート酸化膜、1
12は浮遊ゲート電極、113は酸化膜、114は窒化
膜、115は酸化膜、116は制御ゲート電極である。
酸化膜113.酸化膜114及び酸化膜115はいずれ
も900℃程度の低温で形成されている。
も900℃程度の低温で形成されている。
したがって、酸化膜111の劣化が防止される。
また、酸化膜より誘電率の高い窒化膜をゲート絶縁膜と
して用いるため浮遊ゲート・制御ゲート間の結合容量値
の低下も防止することができる。ところが、第二ゲート
絶縁膜をONO構造とすると一層ゲートトランジスタ部
117のONO膜の窒化膜中に電荷がトラップされてし
まい、その電荷分だけメモリのしきい値が変化してしま
い、結果としてメモリの信頼性を損なってしまう欠点が
あった。以上述べたように、従来の制御方法では、良好
な特性をもつメモリを得ることは困難であった。
して用いるため浮遊ゲート・制御ゲート間の結合容量値
の低下も防止することができる。ところが、第二ゲート
絶縁膜をONO構造とすると一層ゲートトランジスタ部
117のONO膜の窒化膜中に電荷がトラップされてし
まい、その電荷分だけメモリのしきい値が変化してしま
い、結果としてメモリの信頼性を損なってしまう欠点が
あった。以上述べたように、従来の制御方法では、良好
な特性をもつメモリを得ることは困難であった。
本発明の目的は、高温プロセスを用いることなく、1−
かもメモリのしきい値変動を防止して良好な特性をもつ
ことが可能な不揮発性半導体記憶装置の製造方法を提供
することにある。
かもメモリのしきい値変動を防止して良好な特性をもつ
ことが可能な不揮発性半導体記憶装置の製造方法を提供
することにある。
本発明の不揮発性半導体装置の製造方法は一導電型の半
導体基板上に第一のゲート酸化膜を形成する工程と、前
記第一のゲート酸化膜上に多結晶シリコンでなる浮遊ゲ
ート電極とシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜を有す
る第二のゲート絶縁膜とを形成する工程と、前記浮遊ゲ
ート電極の側面に前記第二のゲート絶縁膜をマスクとし
てシリコン酸化膜を形成する工程と、前記浮遊ゲート電
極の一部から前記半導体基板にかけて制御ゲート電極を
形成する工程と、前記制御ゲート電極及び前記浮遊ゲー
ト電極をマスクとしてドレイン領域及びソース領域を形
成する工程とを含んで構成される。
導体基板上に第一のゲート酸化膜を形成する工程と、前
記第一のゲート酸化膜上に多結晶シリコンでなる浮遊ゲ
ート電極とシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜を有す
る第二のゲート絶縁膜とを形成する工程と、前記浮遊ゲ
ート電極の側面に前記第二のゲート絶縁膜をマスクとし
てシリコン酸化膜を形成する工程と、前記浮遊ゲート電
極の一部から前記半導体基板にかけて制御ゲート電極を
形成する工程と、前記制御ゲート電極及び前記浮遊ゲー
ト電極をマスクとしてドレイン領域及びソース領域を形
成する工程とを含んで構成される。
次に、本発明の製造方法を、図面を参照して説明する。
第1図(a)〜(h)は、本発明の第1の実施例を説明
するための工程順に示した半導体チップの断面図である
。先ず、第1図(a)に示す様に、P型半導体(シリコ
ン)基板1の表面の一部に、通常の選択酸化により、厚
いフィールドシリコン酸化2を形成し、次いでフィルド
領域以外の半導体基板上に熱酸化法等により、厚さ50
〜300人の第一のゲートシリコン酸化膜3を形成する
。次に、第1図(b)に示す様に、第一の多結晶シリコ
ン層4を気相成長法により形成し、次いでその表面に第
一のゲート酸化膜が劣化しない温度、例えば900℃で
熱酸化することにより、厚さ50〜300人のシリコン
酸化膜5を形成し、さらにその上に厚さ100〜500
人のシリコン窒化膜6を気相成長法により形成する。次
に、第1図(c)に示す様に周知のPR技術により、所
定の位置にホトレジストアを形成し、これをマスクとし
て、窒化膜6゜酸化膜5.多結晶シリコン4を順次エツ
チング除去し、浮遊ゲート電極8.第二のゲート酸化膜
9、ゲート窒化膜10を形成する。次に、第1図(d)
に示す様に、ホトレジストアを除去した後、例えば、ス
チーム雰囲気で900℃、30分程度の酸化を行い、浮
遊ゲート電極8の側面に十分な絶縁性を得るため、厚い
側面シリコン酸化膜11を形成する。浮遊ゲート電極8
上は、窒化膜があるため、酸化はほとんど進まない。な
おこの時、半導体基板上にもある程度の厚さの酸化膜1
2が形成されるが、側面酸化膜11と厚さを比較すると
、半分以下である。これは、多結晶シリコン表面の酸化
速度が単結晶シリコン表面の酸化速度より速いためであ
る。また、図示はしていないが、ゲート酸化膜10上に
も薄い熱酸化膜が形成される。次に、第1図(e)に示
す様に、半導体基板上の酸化膜12を、例えばバッフア
ートぶつ酸を用いたウェット・エツチングにより除去し
た後、熱酸化法により、新たに第三のゲート酸化膜13
を形成し、次いで全面に第二の多結晶シリコン層14を
気相成長法により形成する。次に、第1図(「)に示す
様に、周知のPR技術により所定の位置にホトレジス)
15を形成し、これをマスクとして多結晶シリコン14
をエツチング除去し、浮遊ゲート上の一部、浮遊ゲート
の片側の側面、半導体基板上の一部を絶縁膜を介して覆
うように、制御ゲート電極16を形成する。次に、第1
図(g)に示す様に、ホトレジスト15を除去した後、
浮遊ゲート電極11及び制御ゲート電極16をマスクと
して、半導体基板にn型不純物、例えばリン或はヒ素を
、イオン注入または拡散により導入し、次いで適度な熱
処理を行うことにより、n型ドレイン領域17.n型ソ
ース領域18を形成する。最後に、第1図(h)に示す
様に、基板全面にリンガラス、シリコン酸化膜等の層間
絶縁膜19を形成した後、周知のPR技術並びにエツチ
ング技術により、ドレイン領域17上、ソース領域18
上、制御ゲート電極16上にコンタクト・ホールを形成
し、次いで、アルミニウム電極20を形成することによ
り不揮発性半導体記憶装置を製造する。
するための工程順に示した半導体チップの断面図である
。先ず、第1図(a)に示す様に、P型半導体(シリコ
ン)基板1の表面の一部に、通常の選択酸化により、厚
いフィールドシリコン酸化2を形成し、次いでフィルド
領域以外の半導体基板上に熱酸化法等により、厚さ50
〜300人の第一のゲートシリコン酸化膜3を形成する
。次に、第1図(b)に示す様に、第一の多結晶シリコ
ン層4を気相成長法により形成し、次いでその表面に第
一のゲート酸化膜が劣化しない温度、例えば900℃で
熱酸化することにより、厚さ50〜300人のシリコン
酸化膜5を形成し、さらにその上に厚さ100〜500
人のシリコン窒化膜6を気相成長法により形成する。次
に、第1図(c)に示す様に周知のPR技術により、所
定の位置にホトレジストアを形成し、これをマスクとし
て、窒化膜6゜酸化膜5.多結晶シリコン4を順次エツ
チング除去し、浮遊ゲート電極8.第二のゲート酸化膜
9、ゲート窒化膜10を形成する。次に、第1図(d)
に示す様に、ホトレジストアを除去した後、例えば、ス
チーム雰囲気で900℃、30分程度の酸化を行い、浮
遊ゲート電極8の側面に十分な絶縁性を得るため、厚い
側面シリコン酸化膜11を形成する。浮遊ゲート電極8
上は、窒化膜があるため、酸化はほとんど進まない。な
おこの時、半導体基板上にもある程度の厚さの酸化膜1
2が形成されるが、側面酸化膜11と厚さを比較すると
、半分以下である。これは、多結晶シリコン表面の酸化
速度が単結晶シリコン表面の酸化速度より速いためであ
る。また、図示はしていないが、ゲート酸化膜10上に
も薄い熱酸化膜が形成される。次に、第1図(e)に示
す様に、半導体基板上の酸化膜12を、例えばバッフア
ートぶつ酸を用いたウェット・エツチングにより除去し
た後、熱酸化法により、新たに第三のゲート酸化膜13
を形成し、次いで全面に第二の多結晶シリコン層14を
気相成長法により形成する。次に、第1図(「)に示す
様に、周知のPR技術により所定の位置にホトレジス)
15を形成し、これをマスクとして多結晶シリコン14
をエツチング除去し、浮遊ゲート上の一部、浮遊ゲート
の片側の側面、半導体基板上の一部を絶縁膜を介して覆
うように、制御ゲート電極16を形成する。次に、第1
図(g)に示す様に、ホトレジスト15を除去した後、
浮遊ゲート電極11及び制御ゲート電極16をマスクと
して、半導体基板にn型不純物、例えばリン或はヒ素を
、イオン注入または拡散により導入し、次いで適度な熱
処理を行うことにより、n型ドレイン領域17.n型ソ
ース領域18を形成する。最後に、第1図(h)に示す
様に、基板全面にリンガラス、シリコン酸化膜等の層間
絶縁膜19を形成した後、周知のPR技術並びにエツチ
ング技術により、ドレイン領域17上、ソース領域18
上、制御ゲート電極16上にコンタクト・ホールを形成
し、次いで、アルミニウム電極20を形成することによ
り不揮発性半導体記憶装置を製造する。
以上説明したように本実施例では、浮遊ゲート側面に、
第一のゲート絶縁膜が劣化しない低温で、絶縁特性が十
分な厚さの酸化膜を形成し、浮遊ゲート上面には浮遊ゲ
ート・制御ゲート間の結合容量値の高い酸化膜、窒化膜
の多層構造を形成するため、制御ゲート電極・浮遊ゲー
ト間の絶縁特性が良好で、かつ浮遊ゲート・制御ゲート
間の結合容量値も従来とほぼ同じに得られる効果を有す
る。しかも、窒化膜中の電荷のトラ、プによるしきい値
変動も防止される。
第一のゲート絶縁膜が劣化しない低温で、絶縁特性が十
分な厚さの酸化膜を形成し、浮遊ゲート上面には浮遊ゲ
ート・制御ゲート間の結合容量値の高い酸化膜、窒化膜
の多層構造を形成するため、制御ゲート電極・浮遊ゲー
ト間の絶縁特性が良好で、かつ浮遊ゲート・制御ゲート
間の結合容量値も従来とほぼ同じに得られる効果を有す
る。しかも、窒化膜中の電荷のトラ、プによるしきい値
変動も防止される。
第2図は本発明の第二の実施例を説明するための一工程
を示した半導体チップの断面図である。
を示した半導体チップの断面図である。
同図に示すように、制御ゲート電極を形成するまでは、
第一の実施例の第1図(「)までに示した工程と同じで
ある。次いで、後にドレインとなるべき領域に、比較的
低ドーズ、例えば1013〜10”cm−2のリンを注
入法により導入して、比較的濃度の低い、例えば101
7〜10190−3のn型領域21を形成した後、比較
的高いドーズ、例えば1o18〜10 ”cm−”のヒ
素をイオン注入法により導入して、比較的濃度の高い例
えば1020〜10”cm−”のドレイン領域22.ソ
ース領域23を形成する。この後の工程も第一の実施例
と同様に行うことにより不揮発性半導体記憶装置を製造
する。この実施例では、ドレイン側がDDD(Doub
le Diffusedf)rain) w造であるの
で、ブレークダウン電圧が第一の実施例に比べて高く、
消去時にドレインにより高電圧を印加できるので、消去
時間が短くて済むという利点がある。
第一の実施例の第1図(「)までに示した工程と同じで
ある。次いで、後にドレインとなるべき領域に、比較的
低ドーズ、例えば1013〜10”cm−2のリンを注
入法により導入して、比較的濃度の低い、例えば101
7〜10190−3のn型領域21を形成した後、比較
的高いドーズ、例えば1o18〜10 ”cm−”のヒ
素をイオン注入法により導入して、比較的濃度の高い例
えば1020〜10”cm−”のドレイン領域22.ソ
ース領域23を形成する。この後の工程も第一の実施例
と同様に行うことにより不揮発性半導体記憶装置を製造
する。この実施例では、ドレイン側がDDD(Doub
le Diffusedf)rain) w造であるの
で、ブレークダウン電圧が第一の実施例に比べて高く、
消去時にドレインにより高電圧を印加できるので、消去
時間が短くて済むという利点がある。
以上説明したように、本発明は多結晶シリコン層、酸化
膜及び窒化膜の三層からなる浮遊ゲート電極を形成した
後、浮遊ゲートの側面に、低温で厚い酸化膜を形成し、
更に基板上にゲート酸化膜を除去し、そこに新たに第二
のゲート酸化膜を形成した後、一部が浮遊ゲート電極と
重なり基板上に延在する制御ゲート電極を形成すること
により、1000℃以上の高温プロセスを使うことなく
、メモリを製造できるため、従来の製法で形成したメモ
リと比較して浮遊ゲート電極下のゲート酸化膜の膜質が
良好で、かつ制御ゲート電極・浮遊ゲート間の絶縁特性
が良好で、浮遊ゲート・制御ゲート間の結合容量値も従
来とほぼ同程度であるメモリすなわち、良好な書込消去
特性、繰り返し耐性を備えた不揮発性半導体記憶装置を
製造することが可能となる。
膜及び窒化膜の三層からなる浮遊ゲート電極を形成した
後、浮遊ゲートの側面に、低温で厚い酸化膜を形成し、
更に基板上にゲート酸化膜を除去し、そこに新たに第二
のゲート酸化膜を形成した後、一部が浮遊ゲート電極と
重なり基板上に延在する制御ゲート電極を形成すること
により、1000℃以上の高温プロセスを使うことなく
、メモリを製造できるため、従来の製法で形成したメモ
リと比較して浮遊ゲート電極下のゲート酸化膜の膜質が
良好で、かつ制御ゲート電極・浮遊ゲート間の絶縁特性
が良好で、浮遊ゲート・制御ゲート間の結合容量値も従
来とほぼ同程度であるメモリすなわち、良好な書込消去
特性、繰り返し耐性を備えた不揮発性半導体記憶装置を
製造することが可能となる。
第1図(a)ないしくh)は、本発明の第1の実施例を
説明するための工程順に示した半導体チップの断面図、
第2図は本発明の第二の実施例を説明するための一工程
を示した断面図、第3図(a)ないしくc)は、従来の
メモリの書き込み消去動作を説明するための半導体チッ
プの断面図、第4図(a)ないしくe)は、従来の製造
方法の一例を説明するための工程順に示した半導体チッ
プの断面図、第5図は従来例の一例を示す半導体チップ
の断面図である。 1、51.101・・・・・・P型半導体基板、2,1
02・・・・・・フィルド酸化膜、3,54,103,
111・・・・・・第一のゲート酸化膜、4・・・・・
・第一の多結晶シリコン層、5,12,113,115
・・・・・・酸化膜、6.114・・・・・・窒化膜、
7.15・・・・・・フォトレジスト、8,55,10
4,112・・・・・・浮遊ゲート電極、9、56.1
05・・・・・・第二のゲート酸化膜、10・・・・・
・ゲート窒化膜、11・・・・・・側面酸化膜、13・
・・・・・第三のゲート酸化膜、14・・・・・・第二
の多結晶シリコン層、16,57,106,116・・
・・・・制御ゲート電極、17,52,107・・・・
・・ドレイン領域、18.53,108・・・・・・ソ
ース領域、19,109・・・・・・層間絶縁膜、20
,110・・・・・・アルミ電極、59・・・・・・ド
レイン空乏層、117・・・・・・−層ゲートトランジ
スタ部、21・・・・・・濃度の低いn型領域。 代理人 弁理士 内 原 晋 !、f7zhレジ゛ヌド 第 f区 a%=ありうF西非4ζ周艶とF油IJ5F+し安→d
L−y多沌晶うッコン12 粥tlZJ 淳7図 l4l 躬づ区 l1l) 7tlyミレ戎 〜ノ 14区
説明するための工程順に示した半導体チップの断面図、
第2図は本発明の第二の実施例を説明するための一工程
を示した断面図、第3図(a)ないしくc)は、従来の
メモリの書き込み消去動作を説明するための半導体チッ
プの断面図、第4図(a)ないしくe)は、従来の製造
方法の一例を説明するための工程順に示した半導体チッ
プの断面図、第5図は従来例の一例を示す半導体チップ
の断面図である。 1、51.101・・・・・・P型半導体基板、2,1
02・・・・・・フィルド酸化膜、3,54,103,
111・・・・・・第一のゲート酸化膜、4・・・・・
・第一の多結晶シリコン層、5,12,113,115
・・・・・・酸化膜、6.114・・・・・・窒化膜、
7.15・・・・・・フォトレジスト、8,55,10
4,112・・・・・・浮遊ゲート電極、9、56.1
05・・・・・・第二のゲート酸化膜、10・・・・・
・ゲート窒化膜、11・・・・・・側面酸化膜、13・
・・・・・第三のゲート酸化膜、14・・・・・・第二
の多結晶シリコン層、16,57,106,116・・
・・・・制御ゲート電極、17,52,107・・・・
・・ドレイン領域、18.53,108・・・・・・ソ
ース領域、19,109・・・・・・層間絶縁膜、20
,110・・・・・・アルミ電極、59・・・・・・ド
レイン空乏層、117・・・・・・−層ゲートトランジ
スタ部、21・・・・・・濃度の低いn型領域。 代理人 弁理士 内 原 晋 !、f7zhレジ゛ヌド 第 f区 a%=ありうF西非4ζ周艶とF油IJ5F+し安→d
L−y多沌晶うッコン12 粥tlZJ 淳7図 l4l 躬づ区 l1l) 7tlyミレ戎 〜ノ 14区
Claims (1)
- 一導電型の半導体基板上に第一のゲート酸化膜を形成す
る工程と、前記第一のゲート酸化膜上に多結晶シリコン
でなる浮遊ゲート電極とシリコン酸化膜およびシリコン
窒化膜を有する第二のゲート絶縁膜とを形成する工程と
、前記浮遊ゲート電極の側面に前記第二のゲート絶縁膜
をマスクとしてシリコン酸化膜を形成する工程と、前記
浮遊ゲート電極の一部から前記半導体基板上にかけて制
御ゲート電極を形成する工程と、前記制御ゲート電極及
び前記浮遊ゲート電極をマスクとしてドレイン領域及び
ソース領域を形成する工程とを含むことを特徴とする不
揮発性半導体記憶装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17741188A JPH0227773A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP17741188A JPH0227773A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0227773A true JPH0227773A (ja) | 1990-01-30 |
Family
ID=16030457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP17741188A Pending JPH0227773A (ja) | 1988-07-15 | 1988-07-15 | 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0227773A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0414880A (ja) * | 1990-05-09 | 1992-01-20 | Toshiba Corp | 不揮発性半導体メモリ装置の製造方法 |
JPH0456283A (ja) * | 1990-06-25 | 1992-02-24 | Matsushita Electron Corp | 半導体記憶装置およびその製造方法 |
JPH10178111A (ja) * | 1996-12-16 | 1998-06-30 | Taiwan Moshii Denshi Kofun Yugenkoshi | スプリットゲートフラッシュメモリの構造及び製造方法 |
US6897515B2 (en) | 2000-07-11 | 2005-05-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor memory and semiconductor device |
-
1988
- 1988-07-15 JP JP17741188A patent/JPH0227773A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0414880A (ja) * | 1990-05-09 | 1992-01-20 | Toshiba Corp | 不揮発性半導体メモリ装置の製造方法 |
JPH0456283A (ja) * | 1990-06-25 | 1992-02-24 | Matsushita Electron Corp | 半導体記憶装置およびその製造方法 |
JPH10178111A (ja) * | 1996-12-16 | 1998-06-30 | Taiwan Moshii Denshi Kofun Yugenkoshi | スプリットゲートフラッシュメモリの構造及び製造方法 |
US6897515B2 (en) | 2000-07-11 | 2005-05-24 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Semiconductor memory and semiconductor device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2007086304A1 (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
JPH11135654A (ja) | スプリット・ゲート型フラッシュ・メモリー セルの構造 | |
JP2656986B2 (ja) | 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 | |
JP2855509B2 (ja) | 不揮発性半導体メモリ装置の製造方法 | |
JPH10256406A (ja) | フラッシュメモリ素子及びその製造方法 | |
KR20000018524A (ko) | 비휘발성 메모리 소자 및 그의 제조방법 | |
KR930001888B1 (ko) | 불휘발성 반도체 기억장치 | |
JPH0227773A (ja) | 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 | |
JP2004022575A (ja) | 半導体装置 | |
JPH06104451A (ja) | 不揮発性半導体記憶装置 | |
JPH05129630A (ja) | 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 | |
JPH0640587B2 (ja) | 半導体記憶装置 | |
JPH0621476A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JP2885134B2 (ja) | 半導体メモリ装置の製造方法 | |
JP2950557B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
JPH02277269A (ja) | 不揮発性メモリ装置の製造方法 | |
JPS5966171A (ja) | 半導体装置 | |
JPH11317463A (ja) | 半導体不揮発性記憶装置およびその製造方法 | |
JPS6320386B2 (ja) | ||
JP2755578B2 (ja) | 書換え可能形読出し専用メモリ | |
JP3141492B2 (ja) | 不揮発性記憶素子の製造方法 | |
JP3605994B2 (ja) | 2層ゲート型半導体記憶装置の製造方法 | |
JPH05129632A (ja) | 電荷トラツプ膜 | |
JPH06177396A (ja) | 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 | |
KR950006232B1 (ko) | 플래쉬 이이피롬 및 그 제조방법 |