JPS6312388B2 - - Google Patents

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JPS6312388B2
JPS6312388B2 JP56180099A JP18009981A JPS6312388B2 JP S6312388 B2 JPS6312388 B2 JP S6312388B2 JP 56180099 A JP56180099 A JP 56180099A JP 18009981 A JP18009981 A JP 18009981A JP S6312388 B2 JPS6312388 B2 JP S6312388B2
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JP
Japan
Prior art keywords
oxide film
film
gate
polysilicon
semiconductor device
Prior art date
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Expired
Application number
JP56180099A
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English (en)
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JPS5880870A (ja
Inventor
Hirokazu Myoshi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS5880870A publication Critical patent/JPS5880870A/ja
Publication of JPS6312388B2 publication Critical patent/JPS6312388B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体装置の製造方法に関し、特
に二重シリコンゲート構造電界効果型の不揮発性
半導体装置における記憶保持特性等の信頼性の向
上を図るため、ゲートとソース、ドレインとのセ
ルフアライメント工程の改良を行つた半導体装置
の製造方法に関するものである。
従来、不揮発性半導体装置の製造においては、
ポリシリコンの二層ゲートとソース、ドレインと
のセルフアライメント方法が一般的に用いられて
いる。即ち、第1図はそれぞれ従来方法による二
重シリコンゲート構造電界効果型の不揮発性半導
体装置の製造各工程での状態を示す。従来の方法
では、まずシリコン基板1上にゲート酸化膜2、
第1のゲートとしてのポリシリコン膜3、層間酸
化膜4及び第2のゲートとしてのポリシリコン膜
5を順次形成した後、第2のポリシリコン膜2上
にレジストマスク6を形成し、素子を第1図aに
示すような構造にする。次に第2のポリシリコン
膜5を通常CF4ガスを用いたドライエツチングに
より、その下側の層間酸化膜4をフツ酸系エツチ
ング液を用いた湿式エツチングにより順次パター
ニングし、次にその下側の第1ポリシリコン膜3
をCF4ガスを用いたドライエツチングにより、さ
らにその下側のゲート酸化膜2を再度フツ酸系エ
ツチング液を用いた湿式エツチングにより順次パ
ターニングし、二重ゲート部13を第1図bに示
すような構造に形成する。そしてレジストマスク
6を除去し、イオン注入あるいはリン拡散法によ
つて基板1にソース部7及びドレイン部8を形成
する。その後ソース部7及びドレイン部8上に酸
化膜9を被覆形成し、この素子をさらにリンガラ
ス膜10で覆う。このようにして第1図cに示す
構造の半導体装置が形成される。
しかるにこのような従来方法では、例えばダイ
ナミツクRAM、スタテイツクRAM等の製造に
用いられる通常の一層ポリシリコン膜ゲートとソ
ース・ドレインとのセルフアライメント方法とは
違つた信頼性上の問題を有する。即ち、不揮発性
半導体装置においては、2層のポリシリコン膜
3,5をゲートとして必要とし、第1層目のポリ
シリコン膜3に電荷を記憶保持させることが特徴
であることから、第1層と第2層のポリシリコン
膜3,5間の層間絶縁膜4が質的に極めて重要で
あるが、従来方法では、各膜2,3,4,5を順
次違つたエツチング方法でパターニングするた
め、でき上がつた二重ゲート部13の構造は第1
図dに示すようにその層間酸化膜4のパターン端
がポリシリコン膜3,5のパターン端より内方に
後退している。その結果、両ポリシリコン膜3,
5間は後工程の酸化膜9で少しおおわれるが、該
両膜3,5間にはリンガラス膜10が侵入し、こ
のことは二重ゲート3,5間の絶縁特性を劣悪化
させ、第1のポリシリコン膜3の電荷保持特性を
劣悪なものとし、素子の品質を低下させる。
この発明は以上のような従来の問題点に鑑みて
なされたもので、二重シリコンゲート構造電界効
果型の不揮発性半導体装置の製造方法において、
二重ゲート構造のパターニング後でかつソース、
ドレイン形成前に、第1、第2のポリシリコン膜
及び層間酸化膜からなる二重ゲート部のパターン
形状を改良するための酸化膜を形成することによ
り、記憶保持特性等の信頼性の向上を図れるよう
にした半導体装置の製造方法を提供することを目
的としている。
以下本発明の一実施例を図について説明する。
第2図は本発明の一実施例方法による二重シリ
コンゲート構造電界効果型の不揮発性半導体装置
の製造各工程での状態を示す。この製造方法で
は、まずシリコン基板1上に各膜2,3,4,5
を形成する。即ちシリコン基板1上に熱酸化法に
より膜厚600Åのゲート酸化膜2を形成し、この
ゲート酸化膜2上に630℃におけるシラン
(SiH4)とフオスヒン(PH3)との熱分解を利用
した減圧CVD法により膜厚3500Åの第1のポリ
シリコン膜3を形成する。そしてこの第1のポリ
シリコン膜3上に熱酸化法により膜厚800Åの層
間酸化膜4を形成し、この層間酸化膜4上に上述
の減圧CVD法により膜厚4000Åの第2のポリシ
リコン膜5を形成する。
次にこのようにして形成した各膜3,4,5を
第2図aに示すような所定のパターン形状に順次
パターニングする。即ち、まず第2のポリシリコ
ン膜5上にレジストマスク6を形成し、この第2
のポリシリコン膜5をCF4ガスプラズマを用いた
ドライエツチングによつてパターニングし、次に
その下側の層間酸化膜4を比率6:1のフツ酸系
水溶液を用いた湿式エツチングによつてパターニ
ングし、さらに層間酸化膜4の下側の第1のポリ
シリコン膜3を上記ドライエツチングによつてパ
ターニングした後、上記レジストマスク6を酸素
プラズマによつて除去する。
そしてレジストマスク6を除去した素子を1100
℃、HCl2%の乾燥酸素雰囲気中に20分間置いて
酸化を行なう。これによつて第2のポリシリコン
膜5上及び露出した第1のポリシリコン膜3の端
部上には膜厚約1000Åの第1の酸化膜11が形成
され、第1と第2のポリシリコン膜3,5間の凹
部12はこの酸化膜11によつてほぼ充填されて
二重ゲート部13のパターン形状は改良される
が、基板1上のゲート酸化膜3は約700Åにしか
増加しない。
その後、基板1に160KeV、イオン数4×1015
cm-2のヒ素イオン注入を行ない(第2図b参照)、
それを1050℃の窒素雰囲気内に2時間置き、窒素
中処理を行なつて基板1にソース部7とドレイン
部8とを形成する。そして最後に従来方法と同様
の方法により、基板1上にソース部7、ドレイン
部8及び第1の酸化膜11を被覆して第2の酸化
膜9及びリンガラス膜10を形成する。このよう
にすれば第2図cに示す構造の半導体装置を製造
することができる。
以上のような本実施例の製造方法では、第2の
ポリシリコン膜5、層間酸化膜4及び第1のポリ
シリコン膜3のパターニングを行なつた後、酸化
膜11を形成して二重ゲート部13のパターン形
状の改良を行なうようにしたので、リンガラス膜
10は第2図dに示す形状となり、第1、第2の
ポリシリコン膜3,5間にはほとんど侵入しな
い。このことは走査型電子顕微鏡(SEM)によ
る断面形状観察によつて確かめられている。従つ
て第1、第2のポリシリコン膜3,5間の層間絶
縁膜4の耐圧は従来品の65Vから85Vに上昇し、
その結果、電荷保持特性等の信頼性は大きく改善
され、32Kビツト不揮発性メモリへの適用では良
好な結果を示した。
なお本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、例えばゲート酸化膜2は二重ゲートのパタ
ーニング時にエツチングを行なうようにしてもよ
く、又パターン形状改良のための熱酸化後にエツ
チングを行なうようにしてもよい。
以上のように本発明に係る半導体装置の製造方
法によれば、二重シリコンゲート構造電界効果型
の不揮発性半導体装置の製造方法において、二重
ゲート構造のパターニング後でかつソース、ドレ
イン形成前に、第1、第2のポリシリコン膜及び
層間酸化膜から二重ゲート部のパターン形状を改
良するための酸化膜を形成するようにしたので、
記憶保持特性等の信頼性を大きく向上できる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図a〜dは従来方法による半導体装置の製
造各工程での断面図、第2図a〜dは本発明の一
実施例方法による半導体装置の製造各工程での断
面図である。 1…シリコン基板、2…ゲート酸化膜、3…第
1のポリシリコン膜、4…層間酸化膜、5…第2
のポリシリコン膜、7…ソース部、8…ドレイン
部、9…第2の酸化膜、10…リンガラス膜、1
1…第1の酸化膜、13…二重ゲート部。なお図
中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 二重シリコンゲート構造電界効果型の不揮発
    性の半導体装置の製造方法であつて、シリコン基
    板上にゲート酸化膜、第1のポリシリコン膜、層
    間酸化膜及び第2のポリシリコン膜を形成する工
    程と、上記第2のポリシリコン膜、層間酸化膜及
    び第1のポリシリコン膜を所定のパターン形状に
    形成する工程と、上記第1、第2のポリシリコン
    膜及び層間酸化膜からなる二重ゲート部のパター
    ン形状を改良するため上記層間酸化膜の側面を覆
    つて酸化膜を形成する工程と、上記シリコン基板
    にソース部とドレイン部とを形成する工程と、上
    記シリコン基板上に上記二重ゲート部、ソース部
    及びドレイン部を覆つて第2の酸化膜及びリンガ
    ラス膜を形成する工程とからなる特徴とする半導
    体装置の製造方法。
JP56180099A 1981-11-09 1981-11-09 半導体装置の製造方法 Granted JPS5880870A (ja)

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JP56180099A JPS5880870A (ja) 1981-11-09 1981-11-09 半導体装置の製造方法

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JP56180099A JPS5880870A (ja) 1981-11-09 1981-11-09 半導体装置の製造方法

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JPS5880870A JPS5880870A (ja) 1983-05-16
JPS6312388B2 true JPS6312388B2 (ja) 1988-03-18

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JP56180099A Granted JPS5880870A (ja) 1981-11-09 1981-11-09 半導体装置の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR920013709A (ko) * 1990-12-21 1992-07-29 김광호 불휘발성 반도체 메모리장치 및 그 제조방법
KR950011983B1 (ko) * 1992-11-23 1995-10-13 삼성전자주식회사 반도체 장치의 제조방법

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JPS5880870A (ja) 1983-05-16

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