JPH02230775A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
Manufacture of semiconductor deviceInfo
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- JPH02230775A JPH02230775A JP1051510A JP5151089A JPH02230775A JP H02230775 A JPH02230775 A JP H02230775A JP 1051510 A JP1051510 A JP 1051510A JP 5151089 A JP5151089 A JP 5151089A JP H02230775 A JPH02230775 A JP H02230775A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、一方
の導体層が他方の導体層の上に乗り上げている構造を有
している半導体装置の製造方法に関するものである。よ
り特定的には、この発明は、一方の導体層の下に位置し
ている他方の導体層の側部の形状を改善する方法に関す
るものである。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and in particular to a semiconductor device having a structure in which one conductor layer rides on the other conductor layer. The present invention relates to a manufacturing method. More particularly, the invention relates to a method for improving the shape of the side of one conductor layer located beneath another conductor layer.
[従来の技術]
データを自由にプログラムすることができ、しかも電気
的に書込み、消去が可能な構造のメモリデバイスとして
EEFROM (Elect rically er
asable and programmable
read only memory)が存在す
る。[Prior Art] EEFROM (Electrically Erase) is a memory device with a structure in which data can be freely programmed and also electrically written and erased.
asable and programmable
read only memory).
第4図は、EEFROMのブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of the EEFROM.
EEFROMは、メモリアレイ1と、ロウアドレスバッ
ファ2と、コラムアドレスバッフ73と、ロウデコーダ
4と、コラムデコーダ5とを備えている。メモリアレイ
1には、複数個のメモリセルが配置されている。ロウア
ドレスバッファ2は、外部から与えられるロウアドレス
信号を受信する。The EEFROM includes a memory array 1, a row address buffer 2, a column address buffer 73, a row decoder 4, and a column decoder 5. A plurality of memory cells are arranged in the memory array 1. Row address buffer 2 receives a row address signal applied from the outside.
コラムアドレスバッファ3は、外部から与えられるコラ
ムアドレス信号を受信する。ロウデコーダ4は、ロウア
ドレスバッファ2からのアドレス出力をデコードし、特
定のメモリセルに接続されたワード線を活性化する。コ
ラムデコーダ5は、コラムアドレスバッファ3からのア
ドレス出力をデコードし、Yゲート6を活性化し、それ
によって特定のメモリセルに接続されたビット線をI/
O線に接続する。センスアンブ7は、Yゲート6を介し
て、ロウデコーダおよびコラムデコーダによって選択さ
れたメモリセル内に記憶されているデータ信号を検出す
る。検出された信号は、センスアンプによって増幅され
、出力バッファ8を経由して送り出される。EEFRO
Mは、さらに、メモリアレイに関連した種々の回路に制
御信号を供給するための入カバッファ9を含む。Column address buffer 3 receives a column address signal applied from the outside. Row decoder 4 decodes the address output from row address buffer 2 and activates a word line connected to a specific memory cell. Column decoder 5 decodes the address output from column address buffer 3 and activates Y gate 6, thereby making the bit line connected to a specific memory cell I/O.
Connect to O line. The sense amplifier 7 detects, via the Y gate 6, the data signal stored in the memory cell selected by the row decoder and column decoder. The detected signal is amplified by the sense amplifier and sent out via the output buffer 8. EEFRO
M further includes an input buffer 9 for providing control signals to various circuits associated with the memory array.
EERPOMとして、いくつかの異なった種類のものが
提案されている。その中の1つに、1つのトランジスタ
で構成され、チップ全体に書込まれた情報電荷を電気的
に一括消去することが可能なフラッシュEEPROMが
ある。フラッシュEEPROMの1つのメモリセルは、
コントロールゲートがフローティングゲートの上に乗り
上げた構造を備えている。Several different types of EERPOM have been proposed. One of these is a flash EEPROM, which is composed of one transistor and can electrically erase information charges written on the entire chip at once. One memory cell of a flash EEPROM is
It has a structure in which the control gate rests on top of the floating gate.
第5図は、従来のフラッシュEEPROMにおける1つ
のメモリセルの等価回路図である。第6図は、第5図に
示されたメモリセルを用いて4ビット構成とした場合の
等価回路図である。このメモリセルは、1つのフローテ
ィングゲートトランジスタから構成される。FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of one memory cell in a conventional flash EEPROM. FIG. 6 is an equivalent circuit diagram when the memory cell shown in FIG. 5 is used to form a 4-bit configuration. This memory cell is composed of one floating gate transistor.
このトランジスタは、ワード線WL W2につながれた
コントロールゲート10と、ソース線S1、S2に接続
されたソース領域11と、ビット線B1、B2に接続さ
れたドレイン領域12と、コントロールゲート10のド
レイン領域12側に形成されたフローティングゲート1
3とを含む。This transistor includes a control gate 10 connected to a word line WL W2, a source region 11 connected to source lines S1 and S2, a drain region 12 connected to bit lines B1 and B2, and a drain region of the control gate 10. Floating gate 1 formed on the 12 side
3.
フローティングゲート13は、電荷を蓄積する。Floating gate 13 accumulates charge.
コントロールゲート10とドイレン領域12とに印加さ
れる電圧に応じて、ブローティングゲート13と、半導
体基板14に形成されるチャネル領域との間で電荷の放
出/注入が行なわれる。それによって、フローティング
ゲート13が有する情報電荷の書込みおよび消去が行な
われる。読出しの場合には、ワード線W1、W2を介し
て与えられる信号に応答してトランジスタがオン・オフ
する。それによって、フローティングゲート13が有す
る情報は、ドレイン領域12に接続されたビット線Bl
、B2に読出される。情報の書込みおよび読出しの場合
、必要なビット線B1、B2、ワード線W1、W2に所
定の電圧が印加される。Depending on the voltage applied to control gate 10 and drain region 12, charge is released/injected between bloating gate 13 and a channel region formed in semiconductor substrate 14. As a result, information charges held in floating gate 13 are written and erased. In the case of reading, the transistors are turned on and off in response to signals applied via word lines W1 and W2. Thereby, the information held by the floating gate 13 is transferred to the bit line Bl connected to the drain region 12.
, B2. When writing and reading information, predetermined voltages are applied to necessary bit lines B1 and B2 and word lines W1 and W2.
消去の場合、すべてのビット線B1、B2に消去電圧が
印加されることにより、すべての情報が一括消去される
。In the case of erasing, all information is erased at once by applying an erasing voltage to all bit lines B1 and B2.
第7図は、IEEE Journal ofSol
id−State Circuits,Vol.SC
−22,No.5 (1987,P.676〜P,68
3)に示された従来の1トランジスタ型フラッシュEE
PROMを示す断面図である。この図を参照して、従来
のフラッシュEEPROMの構造について説明する。Figure 7 shows the IEEE Journal of Sol
id-State Circuits, Vol. S.C.
-22, No. 5 (1987, P.676-P.68
3) Conventional one-transistor flash EE shown in
FIG. 3 is a sectional view showing a PROM. The structure of a conventional flash EEPROM will be explained with reference to this figure.
シリコン単結晶等よりなるp型半導体基板14の主表面
上に、n型のソース領域11およびドレイン領域12が
間隔を隔てて形成されている。これらのソース領域11
およびドレイン領域12に挾まれた領域には、チャネル
領域が形成される。On the main surface of a p-type semiconductor substrate 14 made of silicon single crystal or the like, an n-type source region 11 and a drain region 12 are formed at intervals. These source areas 11
A channel region is formed in the region sandwiched by the drain region 12.
このチャネル領域上に、コントロールゲート10および
フローティングゲート13が形成されている。コントロ
ールゲート10は、基板14上に厚いゲート酸化膜15
を介して形成されている。また、フローティングゲート
13は、基板14の上に薄いゲート酸化膜16を介して
形成されている。A control gate 10 and a floating gate 13 are formed on this channel region. The control gate 10 has a thick gate oxide film 15 on the substrate 14.
is formed through. Furthermore, the floating gate 13 is formed on the substrate 14 with a thin gate oxide film 16 interposed therebetween.
このフローティングゲート13とコントロールゲート1
0との間には、絶縁膜17が形成されている。This floating gate 13 and control gate 1
0, an insulating film 17 is formed.
ワード線を兼ねるコントロールゲート10の一方の端部
は、フローティングゲート13の上に位置するように設
けられている。コントロールゲート10の他方の端部は
、フローティングゲート13の側面側に形成された厚い
ゲート酸化膜15の上に延びるように設けられている。One end of the control gate 10, which also serves as a word line, is provided so as to be located above the floating gate 13. The other end of the control gate 10 is provided so as to extend over a thick gate oxide film 15 formed on the side surface of the floating gate 13.
この場合、コントロールゲート10は、フローティング
ゲート13に対して所定の重なり合う平面的な面積を有
するように、マスク合わせが行なわれることによって形
成される。コントロールゲート10、フローティングゲ
ート13の両側に配置されるソース領域11およびドレ
イン領域12は、コントロールゲート10およびフロー
ティングゲート13が有するパターンを利用して不純物
がドープされることによって、自己整合的に形成される
。In this case, the control gate 10 is formed by mask alignment so that it has a predetermined planar area that overlaps with the floating gate 13. The source region 11 and drain region 12 arranged on both sides of the control gate 10 and the floating gate 13 are formed in a self-aligned manner by doping impurities using the patterns of the control gate 10 and the floating gate 13. Ru.
コントロールゲート10の一方端はソース領域11の一
部と厚いゲート酸化膜15を介して重なり、フローティ
ングゲート13の一方端はドレイン領域12の一部と薄
いゲート酸化膜16を介して重なっている。基板14の
上方には、コントロールゲート10を覆うように厚い層
間絶縁膜18が設けられている。その厚い層間絶縁膜1
8には、ドレイン領域12の主表面の一部に達するコン
タクトホール19が形成されている。厚い層間絶縁膜1
8の上には、ビット線を兼ねるアルミニウム等よりなる
配線層20が形成されている。配線層20は、コンタク
トホール19内にも形成されている。これによって、配
線層20が、ドレイン領域12に電気的に接続される。One end of the control gate 10 overlaps a part of the source region 11 with a thick gate oxide film 15 interposed therebetween, and one end of the floating gate 13 overlaps a part of the drain region 12 with a thin gate oxide film 16 interposed therebetween. A thick interlayer insulating film 18 is provided above the substrate 14 so as to cover the control gate 10 . The thick interlayer insulating film 1
A contact hole 19 reaching a part of the main surface of the drain region 12 is formed in the drain region 8 . Thick interlayer insulation film 1
A wiring layer 20 made of aluminum or the like is formed on top of the wiring layer 8, which also serves as a bit line. The wiring layer 20 is also formed within the contact hole 19 . Thereby, the wiring layer 20 is electrically connected to the drain region 12.
[発明が解決しようとする課題]
上述のように、フラッシュEEPROMのメモリセルは
、コントロールゲートがフローティングゲートの上に乗
り上げた構造を有している。本願発明者は、この乗り上
げ構造を製造する際、種々の問題点があることを見い出
した。乗り上げ構造を製造するための従来の方法を示す
第8A図〜第8F図を参照して、どのような問題点があ
るのかについて説明する。[Problems to be Solved by the Invention] As described above, the memory cell of a flash EEPROM has a structure in which the control gate rides on the floating gate. The inventor of the present application has discovered that there are various problems when manufacturing this riding structure. The problems involved will now be explained with reference to FIGS. 8A to 8F, which illustrate a conventional method for manufacturing a riding structure.
まず、第8A図を参照して、シリコン基板3oの上に、
下から順に第1ゲート酸化膜31、第1ポリシリコン層
32、シリコン酸化膜33およびシリコン窒化膜34を
形成する。次に、露光処理および現像処理によって作ら
れた同一のフォトレジストパターンのマスクを用いて、
シリコン窒化膜34、シリコン酸化膜33および第1ポ
リシリコン層32を自己整合的にプラズマエッチングす
る(第8B図)。パターニングされた第1ポリシリコン
層32は、フラッシュEEPROMのメモリセルにおい
てフローティングゲートとなるものである。First, with reference to FIG. 8A, on the silicon substrate 3o,
A first gate oxide film 31, a first polysilicon layer 32, a silicon oxide film 33, and a silicon nitride film 34 are formed in order from the bottom. Next, using a mask with the same photoresist pattern created by exposure and development,
The silicon nitride film 34, silicon oxide film 33, and first polysilicon layer 32 are plasma etched in a self-aligned manner (FIG. 8B). The patterned first polysilicon layer 32 serves as a floating gate in a flash EEPROM memory cell.
次に、パターニングされた第1ポリシリコン層32をマ
スクにして、シリコン基板30上の第1ゲート酸化膜3
1をウェットエツチングする。このウェットエッチング
によって、シリコン窒化膜34と第1ポリシリコン層3
2との間に位置するシリコン酸化膜33は、その側面部
分が部分的にエッチング除去される。同様に、第1ポリ
シリコン層32の直下に位置する第1ゲート酸化膜31
も、その一部分がエッチング除去される。その結果、第
8C図に示すように、第1ポリシリコン層32とシリコ
ン基板30との間に矢印Aで示すようなアンダカットが
発生し、またシリコン窒化膜34と第1ポリシリコン層
32との間にも矢印Bで示すようなアンダカットが発生
する。Next, using the patterned first polysilicon layer 32 as a mask, the first gate oxide film 3 on the silicon substrate 30 is
Wet etching 1. This wet etching removes the silicon nitride film 34 and the first polysilicon layer 3.
The side surfaces of the silicon oxide film 33 located between the silicon oxide film 2 and the silicon oxide film 33 are partially etched away. Similarly, the first gate oxide film 31 located directly under the first polysilicon layer 32
Also, part of it is etched away. As a result, as shown in FIG. 8C, an undercut as shown by arrow A occurs between the first polysilicon layer 32 and the silicon substrate 30, and an undercut occurs between the silicon nitride film 34 and the first polysilicon layer 32. Undercuts as shown by arrow B also occur in between.
次に、シリコン基板30を熱酸化することによって、シ
リコン基板30の主表面上に第2ゲート5酸化膜30a
を形成する(第8D図)。この熱酸化によって、第1ポ
リシリコン層32の側部にもサイドウォール酸化膜32
aが形成される。第1ポリシリコン層32の上部はシリ
コン窒化膜34に覆われているので、第1ポリシリコン
層32の側部の上端部分における酸化の進行は遅い。一
方、シリコン窒化膜34から遠くに離れている第1ポリ
シリコン層32の側部の中央部分および下端部分におけ
る酸化の進行は速い。そのため、サイドウォール酸化膜
32aの厚みは、その上端部分が薄く中間部分が厚くな
っている。このような酸化の進行状況から、酸化されな
い第1ポリシリコン層32の側部の形状は、中央部分に
おいて太き《えぐられた形状となる。その結果、図中破
線の円Dで囲んだ部分の構造を参照すれば明らかなよう
に、第1ポリシリコン層32の上部コーナ部は鋭く尖っ
た形状になる。・また、この鋭く尖ったコーナ部の上に
位置するサイドウォール酸化膜32aの厚みは薄くなっ
ている。Next, by thermally oxidizing the silicon substrate 30, a second gate 5 oxide film 30a is formed on the main surface of the silicon substrate 30.
(Figure 8D). Due to this thermal oxidation, a sidewall oxide film 32 is also formed on the sides of the first polysilicon layer 32.
a is formed. Since the upper part of the first polysilicon layer 32 is covered with the silicon nitride film 34, oxidation progresses slowly at the upper end portions of the sides of the first polysilicon layer 32. On the other hand, oxidation progresses rapidly in the central and lower end portions of the sides of the first polysilicon layer 32 that are far away from the silicon nitride film 34. Therefore, the thickness of the sidewall oxide film 32a is thinner at the upper end portion and thicker at the middle portion. Due to the progress of such oxidation, the shape of the side portions of the first polysilicon layer 32 that is not oxidized becomes thick in the central portion. As a result, as is clear from the structure of the portion surrounded by the broken line circle D in the figure, the upper corner portion of the first polysilicon layer 32 has a sharply pointed shape. - Also, the thickness of the sidewall oxide film 32a located above this sharp corner is thin.
また、第1ポリシリコン層32とシリコン基板30との
間にはアンダーカットAが存在していたので、第1ポリ
シリコン層32およびシリコン基板30の上に酸化膜を
形成した後においても、サイドウォール酸化膜32aと
第2ゲート酸化膜30aとが出会う部分には、矢印Cで
示すような微細な四部が形成されてしまう。Further, since an undercut A existed between the first polysilicon layer 32 and the silicon substrate 30, even after forming the oxide film on the first polysilicon layer 32 and the silicon substrate 30, the side Four minute portions as shown by arrow C are formed at the portion where the wall oxide film 32a and the second gate oxide film 30a meet.
次に、第8E図に示すように、シリコン基板30上に、
第2ポリシリコン層35が堆積される。Next, as shown in FIG. 8E, on the silicon substrate 30,
A second polysilicon layer 35 is deposited.
次に、第8F図に示すように、第2ポリシリコン層35
は所定の形状にパターニングされて、コントロールゲー
トとなる。Next, as shown in FIG. 8F, the second polysilicon layer 35
is patterned into a predetermined shape and becomes a control gate.
以上のような方法によって製造されたフラッシュE E
F ROMのメモリセルには、以下の問題点がある。Flash E manufactured by the above method
The F ROM memory cell has the following problems.
第8F図を参照して、前述したように、破線の円Dで囲
んだ部分の構造に着目すると、第1ポリシリコン層(フ
ローティングゲート)32の上方コーナ部は鋭く尖った
形状になっている。Referring to FIG. 8F and focusing on the structure of the portion surrounded by the broken line circle D, as described above, the upper corner portion of the first polysilicon layer (floating gate) 32 has a sharply pointed shape. .
さらに、このコーナ部の上に位置するサイドウォール酸
化膜32aの厚みは薄くなっている。そのため、コント
ロールゲート(第2ポリシリコン層).35とフローテ
ィングゲート32との間に電圧を印加したとき、フロー
ティングゲート32の上方コーナ部において電界集中が
発生する。この電界集中に加えて、フローティングゲー
ト32の上方コーナ部の上に位置するサイドウォール酸
化膜32aの厚みが薄いので、フローティングゲート3
2とコントロールゲート35との間の絶縁耐圧が著しく
低下するという問題点が生ずる。Furthermore, the thickness of the sidewall oxide film 32a located above this corner portion is thin. Therefore, the control gate (second polysilicon layer). When a voltage is applied between 35 and floating gate 32, electric field concentration occurs at the upper corner of floating gate 32. In addition to this electric field concentration, since the sidewall oxide film 32a located on the upper corner of the floating gate 32 is thin, the floating gate 32
A problem arises in that the dielectric strength between the control gate 2 and the control gate 35 is significantly reduced.
第2ポリシリコン層35のパターニングは、異方性のド
ライエッチングによって行なわれる。この際、第8F図
に示するように、サイドウォール酸化膜32aと第2ゲ
ート酸化膜32aとの境界部分の凹部内に入り込んでい
たポリシリコン層はエッチングされずに残渣35aとし
て残ってしまう。この残渣35aは、紙面に対して垂直
方向に延びており、たとえば複数の導体層間を電気的に
接続して回路の短絡を・生じさせるおそれがある。Patterning of the second polysilicon layer 35 is performed by anisotropic dry etching. At this time, as shown in FIG. 8F, the polysilicon layer that had entered the recess at the boundary between the sidewall oxide film 32a and the second gate oxide film 32a is not etched and remains as a residue 35a. This residue 35a extends in a direction perpendicular to the plane of the paper, and may, for example, electrically connect a plurality of conductor layers and cause a short circuit.
また、コントロールゲート35を形成した後に行なわれ
るその後の製造工程の間に、残渣35aが酸化膜から剥
がれて、デバイスの動作特性を劣化させるごみとなるお
それもある。Further, during subsequent manufacturing steps performed after forming the control gate 35, the residue 35a may peel off from the oxide film and become debris that degrades the operating characteristics of the device.
上述のような問題点は、フラッシュEEPROMのメモ
リセルを製造する場合に特に顕著に現われる。しかし、
フラッシュEEFROMのメモリセルに限らず、一方の
導体層が他方の導体層の上に乗り上げている構造を有す
るデバイスであるならば、同様の問題点が指摘されるで
あろう。たとえば、ワード線とビット線とが立体的に交
差している部分では、同様の問題点が現われる。The above-mentioned problems are especially noticeable when manufacturing flash EEPROM memory cells. but,
Similar problems will be pointed out not only in flash EEFROM memory cells but also in devices having a structure in which one conductor layer is placed on top of another conductor layer. For example, similar problems occur in areas where word lines and bit lines intersect three-dimensionally.
この発明の目的は、一方の導体層の下に位置する他方の
導体層の側部を、電界集中の生じないような形状に保つ
ことのできる半導体装置の製造方法を提供することであ
る。An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can maintain the side portion of one conductor layer located below the other conductor layer in a shape that prevents electric field concentration.
[課題を解決するための手段コ
この発明は、一方の導体層が他方の導体層の上に乗り上
げている構造を有している半導体装置の製造方法である
。まず、基板の主表面上に、下から順に第1酸化膜と、
第1導体層と、第2M化膜と、窒化膜とを形成する。次
に、窒化膜と第2酸化膜と第1導体層とを、マスクを用
いてエッチングすることによって所定の形状にパターニ
ングする。[Means for Solving the Problems] The present invention is a method of manufacturing a semiconductor device having a structure in which one conductor layer rides on the other conductor layer. First, a first oxide film is formed on the main surface of the substrate in order from the bottom.
A first conductor layer, a second M film, and a nitride film are formed. Next, the nitride film, second oxide film, and first conductor layer are patterned into a predetermined shape by etching using a mask.
次に、パターニングされた窒化膜と第2酸化膜と第1導
体層との積層体の側部に、窒化膜に達する高さを有し絶
縁膜となるべきサイドウォールスペーサを形成する。次
に、積層体およびサイドウォールスペーサをマスクにし
て第1酸化膜をウェットエツチングすることによって、
マスクから露出している第1酸化膜を除去する。Next, a sidewall spacer having a height reaching the nitride film and to be an insulating film is formed on the side of the patterned stack of the nitride film, the second oxide film, and the first conductor layer. Next, the first oxide film is wet-etched using the laminate and sidewall spacers as masks.
The first oxide film exposed from the mask is removed.
次に、ウェットエッチングによって露出した基板の主表
面上に、熱酸化法によって第3酸化膜を形成する。次に
、積層体およびサイドウオールスベーサの上に第2導体
層を形成する。Next, a third oxide film is formed by thermal oxidation on the main surface of the substrate exposed by wet etching. Next, a second conductor layer is formed on the laminate and the sidewall baser.
[作用]
熱酸化法によって第3酸化膜を形成する際、第1導体層
は、上方に位置する窒化膜と側方に位置するサイドウォ
ールスペーサとによって囲まれて外部雰囲気との流通が
遮断されている。したがって、第1導体層に対する酸化
の進行は抑制される。[Function] When forming the third oxide film by thermal oxidation, the first conductor layer is surrounded by the nitride film located above and the sidewall spacers located laterally, and communication with the external atmosphere is blocked. ing. Therefore, progress of oxidation on the first conductor layer is suppressed.
こうして、酸化によって第1導体層の側部の上方コーナ
部が鋭く尖った形状になるということは防止される。This prevents the upper corners of the sides of the first conductor layer from becoming sharply pointed due to oxidation.
[実施例]
第IA図〜第IK図は、フラッシュEEFROMのメモ
リセルのコントロールゲートを作るまでの工程を順に示
している。[Embodiment] FIGS. IA to IK sequentially show the steps up to making a control gate of a memory cell of a flash EEFROM.
第IA図を参照して、シリコン基板50をたとえば熱酸
化することによって、基板の主表面上に第1ゲート酸化
膜51を形成する。Referring to FIG. IA, a first gate oxide film 51 is formed on the main surface of a silicon substrate 50 by, for example, thermally oxidizing it.
次に、第IB図を参照して、第1ゲート酸化膜51の上
に、下から順に第1ポリシリコン層52、シリコン酸化
膜53、シリコン窒化膜54およびシリコン酸化膜55
を堆積する。Next, referring to FIG. IB, a first polysilicon layer 52, a silicon oxide film 53, a silicon nitride film 54, and a silicon oxide film 55 are placed on the first gate oxide film 51 in order from the bottom.
Deposit.
次に、露光処理および現像処理によって所定の形状に形
成されたフォトレジスト56をマスクにして、反応性イ
オンエッチングを行なうことにより、第IC図に示すよ
うな第1ポリシリコン層52とシリコン酸化膜53とシ
リコン窒化膜54とシリコン酸化膜55とからなる4層
構造を得る。Next, by using the photoresist 56 formed into a predetermined shape by exposure and development as a mask, reactive ion etching is performed to form the first polysilicon layer 52 and the silicon oxide film as shown in FIG. A four-layer structure consisting of a silicon nitride film 53, a silicon nitride film 54, and a silicon oxide film 55 is obtained.
パターニングされた第1ポリシリコン層52は、フラッ
シュEEFROMのフローテイングゲートとなる。第1
ポリシリコン層52の上にまずシリコン酸化膜53を形
成し、その上にシリコン窒化膜54を形成したのは、以
下の理由に基づくものである。The patterned first polysilicon layer 52 becomes the floating gate of the flash EEFROM. 1st
The reason why the silicon oxide film 53 was first formed on the polysilicon layer 52 and the silicon nitride film 54 was formed thereon is as follows.
フラッシュE E P ROMのメモリセルにおいて、
シリコン酸化膜53とシリコン窒化膜54との2層構造
は、フローティングゲートとコントロールゲートとの間
に位置する絶縁膜として機能する。In the memory cell of flash EEPROM,
The two-layer structure of silicon oxide film 53 and silicon nitride film 54 functions as an insulating film located between the floating gate and the control gate.
EEFROMのメモリセルの場合、コントロールゲート
とフローティングゲートとの間の容量をできるだけ大き
くするのが望まれる。窒化膜の誘電率は、酸化膜の誘電
率に比べて2倍ほど高い。したがって、単一の窒化膜を
用いて単一の酸化膜と同程度の容量を確保しようとする
場合には、窒化膜の厚みは、酸化膜の厚みの2倍程度に
することができる。フローテイングゲートとコントロー
ルゲートとの間に位置する絶縁膜の絶縁耐圧を考慮すれ
ば、絶縁膜の厚みは大きい方が望ましい。In the case of an EEFROM memory cell, it is desirable to increase the capacitance between the control gate and the floating gate as much as possible. The dielectric constant of a nitride film is about twice as high as that of an oxide film. Therefore, if a single nitride film is used to ensure the same capacity as a single oxide film, the thickness of the nitride film can be made approximately twice the thickness of the oxide film. Considering the dielectric strength of the insulating film located between the floating gate and the control gate, it is desirable that the insulating film be thicker.
フローティングゲートとコントロールゲートとの間の絶
縁膜をシリコン酸化膜の単一層で構成した場合、絶縁膜
の厚みが薄くなりすぎて、必要な絶縁耐圧が得られなく
なってしまう。一方、絶縁膜をシリコン窒化膜の単一の
層で構成した場合、膜厚が十分であり十分な絶縁耐圧が
得られる。ところが、シリコン窒化膜はシリコン酸化膜
に比べて電流が漏れやすい。そのため、シリコン窒化膜
の単一層で絶縁膜を構成した場合には、コントロールゲ
ートとフローティングゲートとの間に低電圧が印加され
たとき、微小電流のリークが発生する。このようなこと
から、フローティングゲートとコントロールゲートとの
間に位置する絶縁膜として、シリコン窒化膜とシリコン
酸化膜との2層構造を採用するのがよい。膜厚の小さい
シリコン酸化膜は微小電流のリークを防止し、膜厚の大
きいシリコン窒化膜は十分な絶縁耐圧を実現するのに寄
与する。If the insulating film between the floating gate and the control gate is composed of a single layer of silicon oxide, the thickness of the insulating film becomes too thin, making it impossible to obtain the necessary dielectric strength voltage. On the other hand, when the insulating film is composed of a single layer of silicon nitride film, the film thickness is sufficient and a sufficient dielectric strength voltage can be obtained. However, a silicon nitride film is more susceptible to current leakage than a silicon oxide film. Therefore, when the insulating film is made of a single layer of silicon nitride film, a small current leak occurs when a low voltage is applied between the control gate and the floating gate. For this reason, it is preferable to adopt a two-layer structure of a silicon nitride film and a silicon oxide film as the insulating film located between the floating gate and the control gate. A silicon oxide film with a small thickness prevents leakage of minute currents, and a silicon nitride film with a large thickness contributes to achieving sufficient dielectric strength.
ところで、ポリシリコンとシリコン窒化膜とは、その熱
膨張係数の差が大きい。そのため、両者を直接接触させ
た場合、熱応力によって歪が発生する。ポリシリコンと
シリコン窒化膜との間にシリコン酸化膜を配置すれば、
シリコン酸化膜がパッドとして作用し、ポリシリコンと
シリコン窒化膜との熱膨張の差を吸収する。こうしたこ
とから、フローティングゲートとなるべき第1ポリシリ
コン層52の上にまずシリコン酸化膜53を形成し、こ
の上にシリコン窒化膜54を形成するのが望ましい。By the way, there is a large difference in thermal expansion coefficient between polysilicon and silicon nitride film. Therefore, when the two are brought into direct contact, distortion occurs due to thermal stress. If a silicon oxide film is placed between polysilicon and silicon nitride film,
The silicon oxide film acts as a pad and absorbs the difference in thermal expansion between the polysilicon and the silicon nitride film. For this reason, it is desirable to first form a silicon oxide film 53 on the first polysilicon layer 52 which is to become a floating gate, and then form a silicon nitride film 54 thereon.
第IC図に示す工程の後、フォトレジスト56を除゛去
する(図示せず)。次に、第ID図に示すように、パタ
ーニングされた4層構造の積層体および第1ゲート酸化
膜51の上に第2ポリシリコン層57を堆積する。堆積
する第2ポリシリコン層57の膜厚は、約500A程度
と薄くする。After the steps shown in FIG. 1C, the photoresist 56 is removed (not shown). Next, as shown in FIG. ID, a second polysilicon layer 57 is deposited on the patterned four-layer stack and the first gate oxide film 51. The thickness of the second polysilicon layer 57 to be deposited is made as thin as about 500 Å.
次に、第IE図に示すように、第2ポリシリコン層57
の上に、CVD法によってシリコン酸化膜58を堆積す
る。堆積する酸化膜58の厚みは、約1500A程度で
ある。Next, as shown in FIG.
A silicon oxide film 58 is deposited thereon by the CVD method. The thickness of the deposited oxide film 58 is approximately 1500 Å.
次に、第IF図に示すように、シリコン酸化膜58を異
方性エッチングすることによって、第2ポリシリコン層
57の側部にサイドウォール酸化膜58aを形成する。Next, as shown in FIG. IF, sidewall oxide films 58a are formed on the sides of the second polysilicon layer 57 by anisotropically etching the silicon oxide film 58.
次に、サイドウォール酸化膜58aをマスクにして第2
ポリシリコン層57に対して異方性エッチングを行なう
(第IG図)。この異方性エッチングによって、第IG
図に示すように、4層構造の積層体の両側部には、L字
形状のサイドウォールポリシリコン層57aが形成され
る。サイドウォールポリシリコン層57aは、シリコン
窒化膜54に達する高さを有している。Next, using the sidewall oxide film 58a as a mask, a second
Anisotropic etching is performed on polysilicon layer 57 (FIG. IG). By this anisotropic etching, the IG
As shown in the figure, L-shaped sidewall polysilicon layers 57a are formed on both sides of the four-layer stack. Sidewall polysilicon layer 57a has a height that reaches silicon nitride film 54.
次に、第1G図に示す状態でウェットエツチングを行な
う。このウェットエツチングは、たとえばフッ酸系溶液
を用いて行なわれる。このエッチングによって、サイド
ウォールボリシリコン層57aから露出している第1ゲ
ート酸化膜51が除去される。さらに、シリコン窒化膜
54上のシリコン酸化膜55、およびサイドウォール酸
化膜58aもエッチングによって除去される。この状態
が第IH図に示されている。Next, wet etching is performed in the state shown in FIG. 1G. This wet etching is performed using, for example, a hydrofluoric acid solution. By this etching, the first gate oxide film 51 exposed from the sidewall polysilicon layer 57a is removed. Further, the silicon oxide film 55 on the silicon nitride film 54 and the sidewall oxide film 58a are also removed by etching. This situation is shown in Figure IH.
第IH図に示すように、サイドウォールポリシリコン層
57aの下に位置する第1ゲート酸化膜51の一部はエ
ッチングによって除去される。したがって、図中矢印E
で示すように、サイドウォールポリシリコン層57aの
直下にはアンダカットが形成されている。As shown in FIG. IH, a portion of the first gate oxide film 51 located under the sidewall polysilicon layer 57a is removed by etching. Therefore, arrow E in the figure
As shown, an undercut is formed directly under the sidewall polysilicon layer 57a.
次に、第IH図に示す状態から、熱酸化を行なう。この
熱酸化によって、第1■図に示すように、シリコン基板
50の主表面上には第2ゲート酸化膜50aが形成され
る。また、この熱酸化処理は、サイドウォールボリシリ
コン層57aを完全に酸化するまで行なわれる。サイド
ウォールポリシリコン層57aが完全に酸化されるとシ
リコン酸化膜57b(第1I図)となる。Next, thermal oxidation is performed from the state shown in FIG. IH. As a result of this thermal oxidation, a second gate oxide film 50a is formed on the main surface of the silicon substrate 50, as shown in FIG. Further, this thermal oxidation treatment is continued until the sidewall polysilicon layer 57a is completely oxidized. When the sidewall polysilicon layer 57a is completely oxidized, it becomes a silicon oxide film 57b (FIG. 1I).
第IH図に示す状態において、第1ポリシリコン層52
は、上方に位置するシリコン窒化膜54と側方に位置す
るサイドウォールポリシリコン層57aとによって囲ま
れて外部雰囲気との流通が遮断されている。したがって
、熱酸化処理の間、第1ポリシリコン層52に対する酸
化の進行は抑制される。したがって、第II図に示すよ
うに、熱酸化が終了した後においても、第1ポリシリコ
ン層52の側部は良好な形状を維持したままとなる。言
い換えれば、従来の製造方法において見られたような問
題点、すなわち第2ポリシリコン層52の上方コーナ部
が尖った形状になるということは避けられる。In the state shown in FIG.
is surrounded by a silicon nitride film 54 located above and a sidewall polysilicon layer 57a located laterally, thereby blocking communication with the external atmosphere. Therefore, during the thermal oxidation process, the progress of oxidation of the first polysilicon layer 52 is suppressed. Therefore, as shown in FIG. II, even after the thermal oxidation is completed, the side portions of the first polysilicon layer 52 maintain a good shape. In other words, the problem encountered in conventional manufacturing methods, that is, the upper corner portion of the second polysilicon layer 52 having a sharp shape, can be avoided.
また、熱酸化によってサイドウォールボリシリコン層5
7aを完全に酸化しているので、第1ボリシリコン層5
2の上方コーナ部の上に位置する酸化膜の膜厚は十分に
大きい。Also, by thermal oxidation, the sidewall polysilicon layer 5
7a is completely oxidized, the first polysilicon layer 5
The thickness of the oxide film located above the upper corner portion of 2 is sufficiently large.
第IH図を参照して、熱酸化処理の前段階においては、
サイドウォールボリシリコン層57Hの直下にアンダカ
ットが形成されている。サイドウォールポリシリコンJ
W57aのうち、アンダカットの真上に位置する部分は
、側方に突出しておりその上面、側面および下面が露出
している。熱酸化はこの3つの側面から進行する。した
がって、酸化の進行速度が速い。さらに、ポリシリコン
層が酸化されるとその体積は膨張する。第I!図に示す
ように、サイドウオールポリシリコン層57aが完全に
酸化されてシリコン酸化膜57bとなった状態において
は、アンダカットは完全に埋め尽くされる。したがって
、第8D図に見られたような微細な凹部は存在しない。Referring to Figure IH, in the preliminary stage of thermal oxidation treatment,
An undercut is formed directly under the sidewall polysilicon layer 57H. Sidewall polysilicon J
The portion of W57a located directly above the undercut protrudes laterally, and its top, side, and bottom surfaces are exposed. Thermal oxidation progresses from these three aspects. Therefore, the rate of oxidation progresses quickly. Furthermore, when the polysilicon layer is oxidized, its volume expands. Part I! As shown in the figure, when the sidewall polysilicon layer 57a is completely oxidized to become a silicon oxide film 57b, the undercut is completely filled. Therefore, there are no minute recesses as seen in FIG. 8D.
第II図に示す工程の後、シリコン基板50上に第3ポ
リシリコン層59が堆積される(第IJ図)。第3ポリ
シリコン層59は、エッチングによって所定の形状にパ
ターニングされる(第IK図)。パターニングされた第
3ポリシリコン層59は、フラッシュEEPROMのメ
モリセルのコントロールゲートとなる。After the step shown in FIG. II, a third polysilicon layer 59 is deposited on the silicon substrate 50 (FIG. IJ). The third polysilicon layer 59 is patterned into a predetermined shape by etching (FIG. IK). The patterned third polysilicon layer 59 becomes the control gate of the memory cell of the flash EEPROM.
第IK図に示すように、フローティングゲート(第1ポ
リシリコン層)52の側部の形状は良好な状態で維持さ
れている。したがって、フローティングゲート52の上
方コーナ部における電界集中は緩和される。しかも、フ
ローティングゲート52の上方コーナ部の上に位置する
シリコン酸化膜57bの膜厚は大きい。したがって、フ
ローティングゲート52とコントロールゲート59との
間の絶縁耐圧は向上する。As shown in FIG. IK, the shape of the side portions of the floating gate (first polysilicon layer) 52 is maintained in a good condition. Therefore, electric field concentration at the upper corner portion of floating gate 52 is alleviated. Furthermore, the silicon oxide film 57b located above the upper corner portion of the floating gate 52 has a large thickness. Therefore, the dielectric strength between floating gate 52 and control gate 59 is improved.
さらに、フローティングゲート52の側部に形成される
酸化膜57bと第2ゲート酸化膜50aとの境界部分に
は四部が形成されていないので、第3ポリシリコン層5
9をエッチングした後にその残渣が残るということはな
い。Further, since the fourth part is not formed at the boundary between the oxide film 57b formed on the side of the floating gate 52 and the second gate oxide film 50a, the third polysilicon layer 5
No residue remains after etching 9.
なお、以上述べた実施例では、サイドウォールボリシリ
コン層57aが完全に酸化される必要があるので、その
膜厚やポリシリコン中の不純物の濃度は、この条件を満
足するように選ばれている。In the embodiments described above, the sidewall polysilicon layer 57a needs to be completely oxidized, so the film thickness and the impurity concentration in the polysilicon are selected to satisfy this condition. .
第2A図〜第2F図は、フローティングゲートの側部の
形状を良好に保つための他の方法の製造工程を順に示す
断面図である。まず、第2A図を参照して、シリコン基
板60の上に第1ゲート酸化膜61を形成し、この第1
ゲート酸化膜61の上に、パターニングされた第1ポリ
シリコン層62とシリコン酸化膜63とシリコン窒化膜
64との積層体を形成する。第1ポリシリコン層62は
、フラッシュEEPROMのメモリセルにおいてフロー
ティングゲートを構成するものである。FIGS. 2A to 2F are cross-sectional views sequentially illustrating manufacturing steps of another method for maintaining a good shape of the side portion of a floating gate. First, referring to FIG. 2A, a first gate oxide film 61 is formed on a silicon substrate 60.
A stack of a patterned first polysilicon layer 62, a silicon oxide film 63, and a silicon nitride film 64 is formed on the gate oxide film 61. The first polysilicon layer 62 constitutes a floating gate in a memory cell of a flash EEPROM.
次に、第2B図に示すように、積層体および第1ゲート
酸化膜61の上に第2ポリシリコン層65を堆積する。Next, as shown in FIG. 2B, a second polysilicon layer 65 is deposited on the stack and first gate oxide film 61.
この第2ポリシリコン層65に対して異方性のドライエ
ッチングを施すことによって、第1ポリシリコン層62
とシリコン酸化膜63とシリコン窒化膜64との積層体
の側部に第2のポリシリコン層を残余させる(第2C図
)。この残余した第2ポリシリコン層65aをサイドウ
ォールボリシリコン層と呼ぶ。このサイドウォ−ルボリ
シリコン層65aは、シリコン窒化膜64に達する高さ
を有している。By performing anisotropic dry etching on the second polysilicon layer 65, the first polysilicon layer 65 is
A second polysilicon layer is left on the side of the stack of silicon oxide film 63 and silicon nitride film 64 (FIG. 2C). This remaining second polysilicon layer 65a is called a sidewall polysilicon layer. This sidewall polysilicon layer 65a has a height that reaches the silicon nitride film 64.
次に、積層体およびサイドウォールポリシリコン層65
aをマスクにして、シリコン基板60上の第1ゲート酸
化膜61をウェットエッチングする。このエッチングに
よって、マスクから露出している第1ゲート酸化膜が除
去される(第2D図入次に、ウェットエッチングによっ
て露出したシリコン基板60の主表面上に、熱酸化法に
よって第2ゲート酸化膜60aを形成する(第2E図)
。Next, the laminate and sidewall polysilicon layer 65
Using a as a mask, the first gate oxide film 61 on the silicon substrate 60 is wet-etched. By this etching, the first gate oxide film exposed from the mask is removed (see Figure 2D) Next, a second gate oxide film is formed by thermal oxidation on the main surface of the silicon substrate 60 exposed by wet etching. Form 60a (Figure 2E)
.
この熱酸化処理よって、サイドウォールボリシリコン層
65aも完全に酸化されて酸化膜65bとなる。第1ポ
リシリコン層62は、シリコン窒化膜64とサイドウォ
ールポリシリコン層65aとによって囲まれて外部雰囲
気との流通が遮断されているので、上記熱酸化処理の際
、第1ポリシリコン層62に対する酸化の進行は抑制さ
れる。したがって、熱酸化処理が終わった後において、
第1ポリシリコン層62の側部の形状は良好に保たれる
。By this thermal oxidation treatment, the sidewall polysilicon layer 65a is also completely oxidized to become an oxide film 65b. Since the first polysilicon layer 62 is surrounded by the silicon nitride film 64 and the sidewall polysilicon layer 65a and is cut off from the external atmosphere, the first polysilicon layer 62 is Progress of oxidation is suppressed. Therefore, after the thermal oxidation treatment,
The shape of the side portions of the first polysilicon layer 62 is well maintained.
次に、第2F図に示すように、積層体および第2ゲート
酸化膜60aの上に、パターニングされた第3ポリシリ
コン層66が堆積される。この第3ポリシリコン層66
は、フラッシュEEPROMのメモリセルにおいて、コ
ントロールゲートを構成する。Next, as shown in FIG. 2F, a patterned third polysilicon layer 66 is deposited over the stack and second gate oxide film 60a. This third polysilicon layer 66
constitutes a control gate in a flash EEPROM memory cell.
第3A図〜第3G図は、フローティングゲートの側部の
形状を良好に保つためのさらに他の方法の工程を示す図
である。まず、第3A図を参照して、シリコン基板70
の上に第1ゲート酸化膜71を形成し、さらにこの第1
ゲート酸化膜71の上に、第1ポリシリコン層72とシ
リコン酸化膜73とシリコン窒化膜74とからなるパタ
ーニングされた積層体を形成する。FIGS. 3A to 3G are diagrams illustrating the steps of yet another method for maintaining the shape of the side portions of the floating gate. First, referring to FIG. 3A, the silicon substrate 70
A first gate oxide film 71 is formed on the first gate oxide film 71, and
A patterned stack of a first polysilicon layer 72, a silicon oxide film 73, and a silicon nitride film 74 is formed on the gate oxide film 71.
次に、第3B図に示すように、軽度の熱酸化によって第
1ポリシリコン層72の側面に薄い酸化膜72aを形成
する。この熱酸化処理は、第1ポリシリコン層72の側
部形状を良好に保つようにその条件が選ばれなければな
らない。Next, as shown in FIG. 3B, a thin oxide film 72a is formed on the side surface of the first polysilicon layer 72 by mild thermal oxidation. Conditions for this thermal oxidation treatment must be selected so as to maintain a good side shape of the first polysilicon layer 72.
次に、第3C図に示すように、積層体および第1ゲート
酸化膜71の上に、たとえばCVD法によって窒化膜7
5を堆積する。次に、窒化膜75に対して異方性のドラ
イエッチングを施すことによって、積層体の両側部に窒
化膜75を残余させる(第3D図)。残余した窒化膜7
5aをサイドウォール窒化膜と呼ぶ。サイドウォール窒
化膜75aは、シリコン窒化膜74に達する高さを有し
ている。Next, as shown in FIG. 3C, a nitride film 7 is formed on the stacked body and the first gate oxide film 71 by, for example, the CVD method.
Deposit 5. Next, the nitride film 75 is subjected to anisotropic dry etching to leave the nitride film 75 on both sides of the stack (FIG. 3D). Remaining nitride film 7
5a is called a sidewall nitride film. Sidewall nitride film 75a has a height that reaches silicon nitride film 74.
次に、積層体およびサイドウォール窒化膜75aをマス
クにしてウェットエッチングを行なうことにより、マス
クから露出している第1ゲート酸化膜71を除去する(
第3E図)。Next, by performing wet etching using the stacked body and sidewall nitride film 75a as a mask, the first gate oxide film 71 exposed from the mask is removed (
Figure 3E).
次に、熱酸化処理によってシリコン基板70の主表面上
に第2ゲート酸化膜70aを形成する(第3F図)。こ
の熱酸化処理の間、第1ポリシリコン層72はシリコン
窒化膜74とサイドウォール窒化膜75aとによって囲
まれ、外部雰囲気との流通が遮断されているので、第1
ポリシリコン層72に対する酸化の進行は抑制される。Next, a second gate oxide film 70a is formed on the main surface of silicon substrate 70 by thermal oxidation treatment (FIG. 3F). During this thermal oxidation treatment, the first polysilicon layer 72 is surrounded by the silicon nitride film 74 and the sidewall nitride film 75a, and communication with the external atmosphere is blocked.
Progress of oxidation on polysilicon layer 72 is suppressed.
したがって、第1ポリシリコン層72の側部形状は良好
に保たれる。Therefore, the side shape of the first polysilicon layer 72 is maintained well.
次に、積層体および第2ゲート酸化膜70aの上に、パ
ターニングされた第2ポリシリコン層76が堆積される
(第3G図)。第2ポリシリコン層76は、フラッシュ
E E P ROMのメモリセルにおいて、コントロー
ルゲートを構成する。Next, a patterned second polysilicon layer 76 is deposited over the stack and second gate oxide film 70a (FIG. 3G). The second polysilicon layer 76 constitutes a control gate in a flash EEPROM memory cell.
なお、前述した各実施例において、ポリシリコン層の代
わりにアモルファスシリコン層を形成してもよい。また
、前述の各実施例は、フラッシュEEFROMのメモリ
セルを製造するための工程として説明された。しかし、
前述した製造方法は、フラッシュE E F ROMに
限らず、その他のデバイスにも適用され得る。要するに
、一方の導体層が他方の導体層の上に乗り上げている構
造を有するデバイスであるならば、前述した製造方法が
有効に適用され得る。Note that in each of the embodiments described above, an amorphous silicon layer may be formed instead of the polysilicon layer. Further, each of the embodiments described above has been described as a process for manufacturing a flash EEFROM memory cell. but,
The manufacturing method described above can be applied not only to flash EEF ROM but also to other devices. In short, the above-described manufacturing method can be effectively applied to any device having a structure in which one conductor layer rides on the other conductor layer.
[発明の効果コ
以上のように、この発明によれば、下方に位置する導体
層を形成した後に行なう熱酸化工程のとき、導体層がシ
リコン窒化膜とサイドウオールスベーサとによって囲ま
れて外部雰囲気との流通が遮断されているので、導体層
に対する酸化の進行が抑制される。したがって、導体層
の側部の形状は良好に保たれ、導体層のコーナ部におけ
る電界集中は緩和される。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, during the thermal oxidation step performed after forming the conductor layer located below, the conductor layer is surrounded by the silicon nitride film and the sidewall baser. Since communication with the external atmosphere is blocked, progress of oxidation of the conductor layer is suppressed. Therefore, the shape of the side portions of the conductor layer is maintained well, and electric field concentration at the corner portions of the conductor layer is alleviated.
第IA図、第IB図、第IC図、第ID図、第IE図、
第IF図、第IG図、第IH図、第II図、第IJ図お
よび第・IK図は、この発明に従った製造工程の一例を
順に示す断面図である。
第2A図、第2B図、第2C図、第2D図、第2E図お
よび第2F図は、この発明に従った製造工程の他の例を
順に示す断面図である。
第3A図、第3B図、第3C図、第3D図、第3E図、
第3F図および第3G図は、この発明に従った製造工程
のさらに他の例を順に示す断面図である。
第4図は、EEPROMのブロック図である。
第5図は、フラッシュEEFROMの1つのメモリセル
に対応する等価回路図である。第6図は、第5図に示さ
れたメモリセルを用いた4ビット構成の場合の等価回路
図である。
第7図は、フラッシュEEPROMの1つのメモリセル
の断面図である。
第8A図、第8B図、第8C図、第8D図、第8E図お
よび第8F図は、第7図に示した構造のメモリセルを製
造するための従来の工程を順に示す断面図である。
図において、50はシリコン基板、50aは第2ゲート
酸化膜、51は第1ゲート酸化膜、52は第1ポリシリ
コン層、53はシリコン酸化膜、54はシリコン窒化膜
、55はシリコン酸化膜、56はフォトレジスト、57
は第2ポリシリコン層、57aはサイドウオールボリシ
リコン層、58はシリコン酸化膜、58aはサイドウオ
ール酸化膜、59は第3ポリシリコン層を示す。
なお、各図において、同一の番号は同一または相当の要
素を示す。Figure IA, Figure IB, Figure IC, Figure ID, Figure IE,
FIG. IF, FIG. IG, FIG. IH, FIG. II, FIG. IJ, and FIG. IK are sectional views sequentially showing an example of the manufacturing process according to the present invention. 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, and 2F are cross-sectional views sequentially showing other examples of the manufacturing process according to the present invention. Figure 3A, Figure 3B, Figure 3C, Figure 3D, Figure 3E,
FIGS. 3F and 3G are cross-sectional views sequentially showing still another example of the manufacturing process according to the present invention. FIG. 4 is a block diagram of the EEPROM. FIG. 5 is an equivalent circuit diagram corresponding to one memory cell of a flash EEFROM. FIG. 6 is an equivalent circuit diagram of a 4-bit configuration using the memory cells shown in FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view of one memory cell of a flash EEPROM. 8A, 8B, 8C, 8D, 8E, and 8F are cross-sectional views sequentially showing conventional steps for manufacturing a memory cell having the structure shown in FIG. 7. . In the figure, 50 is a silicon substrate, 50a is a second gate oxide film, 51 is a first gate oxide film, 52 is a first polysilicon layer, 53 is a silicon oxide film, 54 is a silicon nitride film, 55 is a silicon oxide film, 56 is photoresist, 57
57a is a sidewall polysilicon layer, 58 is a silicon oxide film, 58a is a sidewall oxide film, and 59 is a third polysilicon layer. In addition, in each figure, the same number indicates the same or equivalent element.
Claims (1)
を有している半導体装置の製造方法であって、 基板の主表面上に第1酸化膜を形成する工程と、前記第
1酸化膜の上に第1導体層を形成する工程と、 前記第1導体層の上に第2酸化膜を形成する工程と、 前記第2酸化膜の上に窒化膜を形成する工程と、前記窒
化膜と第2酸化膜と第1導体層とをマスクを用いてエッ
チングすることによって所定の形状にパターニングする
工程と、 パターニングされた前記窒化膜と第2酸化膜と第1導体
層との積層体の側部に、前記窒化膜に達する高さを有し
絶縁膜となるべきサイドウォールスペーサを形成する工
程と、 前記積層体およびサイドウォールスペーサをマスクにし
て前記第1酸化膜をウェットエッチングすることによっ
て、マスクから露出している第1酸化膜を除去する工程
と、 前記ウェットエッチングによって露出した前記基板の主
表面上に、熱酸化法によって第3酸化膜を形成する工程
と、 前記積層体およびサイドウォールスペーサの上に第2導
体層を形成する工程と、 を備える、半導体装置の製造方法。[Claims] A method for manufacturing a semiconductor device having a structure in which one conductor layer is placed on top of another conductor layer, the method comprising: forming a first oxide film on the main surface of a substrate; forming a first conductor layer on the first oxide film; forming a second oxide film on the first conductor layer; and forming a nitride film on the second oxide film. a step of patterning the nitride film, the second oxide film, and the first conductor layer into a predetermined shape by etching the nitride film, the second oxide film, and the first conductor layer using a mask; forming a sidewall spacer having a height reaching the nitride film and to become an insulating film on the side of the laminate with the conductor layer; and using the laminate and the sidewall spacer as a mask to form the first oxide a step of removing the first oxide film exposed from the mask by wet etching the film; and a step of forming a third oxide film by a thermal oxidation method on the main surface of the substrate exposed by the wet etching. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a second conductor layer on the laminate and the sidewall spacer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1051510A JPH088312B2 (en) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1051510A JPH088312B2 (en) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | Method for manufacturing semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02230775A true JPH02230775A (en) | 1990-09-13 |
| JPH088312B2 JPH088312B2 (en) | 1996-01-29 |
Family
ID=12889000
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1051510A Expired - Lifetime JPH088312B2 (en) | 1989-03-02 | 1989-03-02 | Method for manufacturing semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088312B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5595922A (en) * | 1994-10-28 | 1997-01-21 | Texas Instruments | Process for thickening selective gate oxide regions |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56104468A (en) * | 1980-01-23 | 1981-08-20 | Oki Electric Ind Co Ltd | Manufacture of mos semiconductor device |
| JPS63233569A (en) * | 1987-03-23 | 1988-09-29 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPS6411370A (en) * | 1987-07-03 | 1989-01-13 | Sharp Kk | Semiconductor device |
-
1989
- 1989-03-02 JP JP1051510A patent/JPH088312B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56104468A (en) * | 1980-01-23 | 1981-08-20 | Oki Electric Ind Co Ltd | Manufacture of mos semiconductor device |
| JPS63233569A (en) * | 1987-03-23 | 1988-09-29 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPS6411370A (en) * | 1987-07-03 | 1989-01-13 | Sharp Kk | Semiconductor device |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5595922A (en) * | 1994-10-28 | 1997-01-21 | Texas Instruments | Process for thickening selective gate oxide regions |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH088312B2 (en) | 1996-01-29 |
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