JPH0521811A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH0521811A
JPH0521811A JP3198715A JP19871591A JPH0521811A JP H0521811 A JPH0521811 A JP H0521811A JP 3198715 A JP3198715 A JP 3198715A JP 19871591 A JP19871591 A JP 19871591A JP H0521811 A JPH0521811 A JP H0521811A
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JP
Japan
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mos transistor
gate electrode
gate
insulating film
mask
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JP3198715A
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Michitaka Kubota
通孝 窪田
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Sony Corp
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Sony Corp
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Publication date
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    • 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
    • H10B41/40Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the peripheral circuit region
    • 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
    • H10B41/40Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the peripheral circuit region
    • H10B41/42Simultaneous manufacture of periphery and memory cells
    • H10B41/49Simultaneous manufacture of periphery and memory cells comprising different types of peripheral transistor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 LDD構造MOSトランジスタと高耐圧のマ
スクLDD構造MOSトランジスタとが混在する半導体
装置の製造工程の簡略化を図る。 【構成】 ゲート電極4を形成し、その表面に絶縁膜を
形成した後、全面に多結晶Si膜を形成する。次に、レジ
ストパターンをマスクとしてこの多結晶Si膜をエッチバ
ックしてゲート電極9を形成するとともに、ゲート電極
4の側壁にサイドウォールスペーサを形成する。次に、
ゲート電極9とゲート電極4及びサイドウォールスペー
サとをマスクとして一回目のPの低濃度のイオン注入を
行う。次に、サイドウォールスペーサを除去した後、ゲ
ート電極4、9をマスクとして二回目のPの低濃度のイ
オン注入を行う。これらの二回のイオン注入により、L
DD構造MOSトランジスタ及びマスクLDD構造MO
Sトランジスタのソース領域及びドレイン領域の低不純
物濃度部となる低不純物濃度拡散層11、12、13、
14を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置及びその
製造方法に関し、例えば不揮発性半導体メモリに適用し
て好適なものである。
【0002】
【従来の技術】不揮発性半導体メモリとしてEEPRO
MやEPROMが知られている。このようなEEPRO
MやEPROMとして、サイドウォールスペーサを用い
たLDD(lightly doped drain)構造のMOSトランジ
スタ(以下「LDD構造MOSトランジスタ」という)
と、高耐圧トランジスタとして用いられるいわゆるマス
ク(masked) LDD構造(またはオフセットドレイン構
造)のMOSトランジスタ(以下「マスクLDD構造M
OSトランジスタ」という)とがメモリトランジスタと
ともに同一基板上に混在するものがある。
【0003】このようなLDD構造MOSトランジスタ
とマスクLDD構造MOSトランジスタとが混在するE
EPROMまたはEPROMにおいては、これらのLD
D構造MOSトランジスタ及びマスクLDD構造MOS
トランジスタのドレイン領域にその近傍の電界緩和を図
るために形成される低不純物濃度部の不純物濃度は通
常、互いに異なる。このために、このEEPROMまた
はEPROMは従来、次のような方法で製造されてい
た。
【0004】すなわち、図7Aに示すように、まずp型
シリコン(Si)基板101の表面にフィールド絶縁膜1
02を選択的に形成して素子間分離を行った後、このフ
ィールド絶縁膜102に囲まれた活性領域の表面にゲー
ト絶縁膜103を形成する。この場合、高耐圧トランジ
スタとして用いられるマスクLDD構造MOSトランジ
スタの形成部のゲート絶縁膜103の膜厚は、LDD構
造MOSトランジスタの形成部のゲート絶縁膜103の
膜厚に比べて大きく設定される。
【0005】次に、CVD法により全面に多結晶Si膜を
形成し、この多結晶Si膜に不純物をドープして低抵抗化
した後、この多結晶Si膜をエッチングにより所定形状に
パターニングして、LDD構造MOSトランジスタのゲ
ート電極104及びマスクLDD構造MOSトランジス
タのゲート電極105を形成する。次に、マスクLDD
構造MOSトランジスタ形成部の表面をレジストパター
ン106で覆った後、このレジストパターン106に覆
われていないLDD構造MOSトランジスタ形成部のp
型Si基板101中にゲート電極104をマスクとしてn
型不純物であるリン(P)を低濃度にイオン注入する。
このPのイオン注入のドーズ量は、例えば3×1013cm
-2程度に設定される。このPのイオン注入によって、ゲ
ート電極104に対して自己整合的にn- 型の低不純物
濃度拡散層107、108が形成される。
【0006】次に、レジストパターン106を除去した
後、図7Bに示すように、LDD構造MOSトランジス
タ形成部の表面をレジストパターン109で覆い、この
レジストパターン109に覆われていないマスクLDD
構造MOSトランジスタ形成部のp型Si基板101中に
ゲート電極105をマスクとしてPを低濃度にイオン注
入する。このPのイオン注入のドーズ量は、例えば4×
1012cm-2程度に設定される。このPのイオン注入によ
って、ゲート電極105に対して自己整合的にn- 型の
低不純物濃度拡散層110、111が形成される。
【0007】次に、レジストパターン109を除去した
後、図7Cに示すように、ゲート電極104、105の
側壁にSiO2 から成るサイドウォールスペーサ112を
形成する。次に、マスクLDD構造MOSトランジスタ
形成部におけるゲート電極105の片側の部分及びこの
ゲート電極105に隣接する部分のp型Si基板101を
覆うようにレジストパターン113を形成する。この
後、ゲート電極104、サイドウォールスペーサ11
2、ゲート電極105及びレジストパターン113をマ
スクとしてp型Si基板101中にn型不純物であるヒ素
(As)を高濃度にイオン注入する。このAsのイオン注入
のドーズ量は、例えば5×1015cm-2程度に設定され
る。
【0008】このAsのイオン注入によって、LDD構造
MOSトランジスタ用のn+ 型のソース領域114及び
ドレイン領域115が形成されるとともに、マスクLD
D構造MOSトランジスタのn+ 型のソース領域116
及びドレイン領域117が形成される。
【0009】ゲート電極104とソース領域114及び
ドレイン領域115とにより、nチャネルのLDD構造
MOSトランジスタが形成される。この場合、これらの
ソース領域114及びドレイン領域115には、サイド
ウォールスペーサ112の下側の部分に、それぞれ先に
形成された低不純物濃度拡散層107、108から成る
低不純物濃度部114a、115aが形成されている。
一方、ゲート電極105とソース領域116及びドレイ
ン領域117とにより、nチャネルのマスクLDD構造
MOSトランジスタが形成される。この場合、このドレ
イン領域117には、ゲート電極105側の部分に、先
に形成された低不純物濃度拡散層111から成る低不純
物濃度部117aが形成されている。そして、ドレイン
領域117の高不純物濃度部は、この低不純物濃度部1
17aの幅だけゲート電極105の端部からオフセット
している。また、ソース領域116には、サイドウォー
ルスペーサ112の下側の部分に、先に形成された低不
純物濃度拡散層110から成る低不純物濃度部116a
が形成されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述の従来のEEPR
OMまたはEPROMの製造方法においては、LDD構
造MOSトランジスタのソース領域114及びドレイン
領域115の低不純物濃度部114a、115aとなる
低不純物濃度拡散層107、108とマスクLDD構造
MOSトランジスタのソース領域116及びドレイン領
域117の低不純物濃度部116a、117aとなる低
不純物濃度拡散層110、111とをイオン注入により
形成する際にマスクとしてそれぞれレジストパターン1
06、109を用いているため、これらのレジストパタ
ーン106、109を形成するために二回のリソグラフ
ィー工程が必要であり、従って製造方法が複雑であっ
た。
【0011】従って、この発明の目的は、上述のような
二種類のMOSトランジスタが混在する半導体装置の製
造工程の簡略化を図ることができる半導体装置の製造方
法を提供することにある。この発明の他の目的は、上述
のように二種類のMOSトランジスタが同一基板上に混
在する場合に、高耐圧トランジスタとして用いられるM
OSトランジスタの耐圧の向上を図ることができる半導
体装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明は、第1の膜厚のゲート絶縁膜(3)を
有する第1のMOSトランジスタ及び第1の膜厚よりも
大きい第2の膜厚のゲート絶縁膜(3)を有する第2の
MOSトランジスタを有する半導体装置の製造方法にお
いて、半導体基板(1)上に第1の膜厚のゲート絶縁膜
(3)及び第2の膜厚のゲート絶縁膜(3)を形成する
工程と、第1の膜厚のゲート絶縁膜(3)及び第2の膜
厚のゲート絶縁膜(3)の上にそれぞれ第1のMOSト
ランジスタのゲート電極(9)及び第2のMOSトラン
ジスタのゲート電極(4)を形成する工程と、第2のM
OSトランジスタのゲート電極(4)の側壁にサイドウ
ォールスペーサ(10 )を形成する工程と、第1のMO
Sトランジスタのゲート電極(9)と第2のMOSトラ
ンジスタのゲート電極(4)及びサイドウォールスペー
サ(10)とをマスクとして半導体基板(1)中にソー
ス領域及びドレイン領域形成用の不純物の第1の低濃度
のイオン注入を行う工程と、サイドウォールスペーサ
(10)を除去した後、第1のMOSトランジスタのゲ
ート電極(9)と第2のMOSトランジスタのゲート電
極(4)とをマスクとして半導体基板(1)中にソース
領域及びドレイン領域形成用の不純物の第2の低濃度の
イオン注入を行う工程とを具備するものである。
【0013】第2の発明は、第1の膜厚のゲート絶縁膜
(3)を有する第1のMOSトランジスタ、第1の膜厚
よりも大きい第2の膜厚のゲート絶縁膜(3)を有する
第2のMOSトランジスタ及び第3の膜厚のゲート絶縁
膜(3)を有するメモリトランジスタを有する半導体装
置の製造方法において、半導体基板(1)上に第1の膜
厚のゲート絶縁膜(3)、第2の膜厚のゲート絶縁膜
(3)及び第3の膜厚のゲート絶縁膜(3)を形成する
工程と、半導体基板(1)上に第1の導体膜を形成した
後、第1の導体膜をパターニングすることにより第2の
MOSトランジスタのゲート電極(4)及びメモリトラ
ンジスタのフローティングゲート形成用のパターン
(5)を形成する工程と、第2のMOSトランジスタの
ゲート電極(4)及びフローティングゲート形成用のパ
ターン(5)の表面に絶縁膜(6)を形成した後、半導
体基板(1)上に第2の導体膜(7)を形成する工程
と、第2の導体膜(7)のうちの第1のMOSトランジ
スタのゲート電極となる部分及びメモリトランジスタの
コントロールゲートとなる部分の上にマスク(8)を形
成した後、マスク(8)を用いて第2の導体膜(7)を
半導体基板(1)の表面に対して垂直な方向にエッチン
グすることにより第1のMOSトランジスタのゲート電
極(9)及びメモリトランジスタのコントロールゲート
(CG)を形成するとともに、第2のMOSトランジス
タのゲート電極(4)の側壁にサイドウォールスペーサ
(10)を形成する工程と、第1のMOSトランジスタ
のゲート電極(9)と第2のMOSトランジスタのゲー
ト電極(4)及びサイドウォールスペーサ(10)とメ
モリトランジスタのコントロールゲート(CG)とをマ
スクとして半導体基板(1)中にソース領域及びドレイ
ン領域形成用の不純物の第1の低濃度のイオン注入を行
う工程と、コントロールゲート(CG)をマスクとして
絶縁膜(6)及びフローティングゲート形成用のパター
ン(5)をパターニングすることによりフローティング
ゲート(FG)を形成する工程と、マスク(8)及びサ
イドウォールスペーサ(10)を除去した後、第1のM
OSトランジスタのゲート電極(9)と第2のMOSト
ランジスタのゲート電極(4)とコントロールゲート
(CG)及びフローティングゲート(FG)とをマスク
として半導体基板(1)中にソース領域及びドレイン領
域形成用の不純物の第2の低濃度のイオン注入を行う工
程とを具備するものである。
【0014】第3の発明は、第1の膜厚のゲート絶縁膜
(3)を有する第1のMOSトランジスタ、第1の膜厚
よりも大きい第2の膜厚のゲート絶縁膜(3)を有する
第2のMOSトランジスタ及び第3の膜厚のゲート絶縁
膜(3)を有するメモリトランジスタを有する半導体装
置において、第2のMOSトランジスタのドレイン領域
(24)が、低不純物濃度の第1の領域(24a)と第
1の領域(24a)よりも不純物濃度が高い低不純物濃
度の第2の領域(24b)と第2の領域(24b)より
も不純物濃度が高い第3の領域とから成るものである。
【0015】
【作用】上述のように構成された第1の発明の半導体装
置の製造方法によれば、第1の低濃度のイオン注入及び
第2の低濃度のイオン注入により第1のMOSトランジ
スタのソース領域及びドレイン領域の低不純物濃度部の
不純物濃度に対応した不純物濃度の低不純物濃度拡散層
を形成することができるとともに、第2の低濃度のイオ
ン注入により第2のMOSトランジスタのソース領域及
びドレイン領域の低不純物濃度部の不純物濃度に対応し
た不純物濃度の低不純物濃度拡散層を形成することがで
きる。これによって、第1のMOSトランジスタのソー
ス領域及びドレイン領域の低不純物濃度部となる低不純
物濃度拡散層と第2のMOSトランジスタのソース領域
及びドレイン領域の低不純物濃度部となる低不純物濃度
拡散層とをイオン注入により形成する際にマスクとして
レジストパターンを用いる必要がなくなる。このため、
リソグラフィー工程が二回削減され、その分だけ製造工
程の簡略化を図ることができる。上述のように構成され
た第2の発明の半導体装置の製造方法によれば、第1の
発明と同様に、製造工程の簡略化を図ることができる。
【0016】上述のように構成された第3の発明の半導
体装置によれば、第2のMOSトランジスタのドレイン
領域の近傍の電界を、低不純物濃度の第1の領域(24
a)と第2の領域(24b)とにより効果的に緩和する
ことができるので、第2のMOSトランジスタの耐圧の
向上を図ることができる。
【0017】
【実施例】以下、この発明をEEPROMの製造に適用
した一実施例について図面を参照しながら説明する。こ
の実施例によるEEPROMは、メモリトランジスタと
してフローティングゲート及びコントロールゲートが自
己整合的に形成されたものを用い、例えば5V系のMO
SトランジスタとしてLDD構造MOSトランジスタを
用い、高耐圧トランジスタとしてマスクLDD構造MO
Sトランジスタを用いたものである。
【0018】図1〜図6はこの発明の一実施例によるE
EPROMの製造方法を示す。この実施例においては、
図1に示すように、まず例えばp型Si基板1の表面にL
OCOS法によりSiO2 膜のようなフィールド絶縁膜2
を選択的に形成して素子間分離を行った後、このフィー
ルド絶縁膜2に囲まれた活性領域の表面に熱酸化法によ
りSiO2 膜のようなゲート絶縁膜3を形成する。この場
合、高耐圧トランジスタとして用いられるマスクLDD
構造MOSトランジスタの形成部のゲート絶縁膜3の膜
厚は、5V系のLDD構造MOSトランジスタの形成部
のゲート絶縁膜3の膜厚に比べて大きく設定される。具
体的には、LDD構造MOSトランジスタ形成部のゲー
ト絶縁膜3の膜厚は例えば200Å程度に設定され、マ
スクLDD構造MOSトランジスタ形成部のゲート絶縁
膜3の膜厚は例えば600Å程度に設定される。
【0019】次に、CVD法により全面に一層目の多結
晶Si膜を形成し、この多結晶Si膜に不純物をドープして
低抵抗化した後、この多結晶Si膜をエッチングにより所
定形状にパターニングして、マスクLDD構造MOSト
ランジスタのゲート電極4を形成するとともに、メモリ
トランジスタのフローティングゲート形成用の所定形状
の多結晶Si膜5を形成する。この後、これらのゲート電
極4及び多結晶Si膜5の表面に例えば熱酸化法によりSi
2 膜のような絶縁膜6を形成する。
【0020】次に、CVD法により全面に二層目の多結
晶Si膜7を形成し、この多結晶Si膜7に不純物をドープ
して低抵抗化した後、この多結晶Si膜7のうちのLDD
構造MOSトランジスタのゲート電極となる部分及びメ
モリトランジスタのコントロールゲートとなる部分の上
にレジストパターン8をリソグラフィーにより形成す
る。
【0021】次に、このレジストパターン8をマスクと
して多結晶Si膜7を例えば反応性イオンエッチング(R
IE)法により基板表面に対して垂直方向に異方性エッ
チングして、図2に示すように、LDD構造MOSトラ
ンジスタのゲート電極9を形成するとともに、メモリト
ランジスタのコントロールゲートCGを形成する。この
際、同時に、マスクLDD構造MOSトランジスタのゲ
ート電極4の側壁に、絶縁膜6を介して多結晶Si膜7か
ら成るサイドウォールスペーサ10が形成される。
【0022】次に、ゲート電極9、ゲート電極4及びサ
イドウォールスペーサ10をマスクとして例えばPをp
型Si基板1中に低濃度にイオン注入する。これによっ
て、ゲート電極9に対して自己整合的にn- 型の低不純
物濃度拡散層11、12が形成されるとともに、ゲート
電極4及びサイドウォールスペーサ10に対して自己整
合的にn- 型の低不純物濃度拡散層13、14が形成さ
れる。
【0023】ここで注目すべきことは、これらの低不純
物濃度拡散層13、14はサイドウォールスペーサ10
の下側には形成されないことと、LDD構造MOSトラ
ンジスタ形成部のゲート絶縁膜3の膜厚に比べてマスク
LDD構造MOSトランジスタ形成部のゲート絶縁膜3
の膜厚が大きいためにこれらの低不純物濃度拡散層1
3、14はLDD構造MOSトランジスタ用の低不純物
濃度拡散層11、12よりも浅く形成され、従って不純
物濃度も低いことである。
【0024】このPのイオン注入のドーズ量は、LDD
構造MOSトランジスタのドレイン領域の低不純物濃度
部の不純物濃度に対応したドーズ量D1 と、マスクLD
D構造MOSトランジスタのドレイン領域の低不純物濃
度部の不純物濃度に対応したドーズ量D2 との差ΔD=
1 −D2 に等しい値に設定される。具体的には、D1
=3×1013cm-2、D2 =4×1012cm-2とすると、Δ
D=D1 −D2 =2.6×1013cm-2である。また、こ
のPのイオン注入のエネルギーは、好適には、LDD構
造MOSトランジスタ形成部のゲート絶縁膜3をPイオ
ンが丁度突き抜ける程度の値に設定される。具体的に
は、LDD構造MOSトランジスタ形成部のゲート絶縁
膜3の膜厚が200Åである場合、エネルギーが30k
eVの時のPの投影飛程Rp =292Åであるから、こ
のPのイオン注入のエネルギーは例えば30keVに設
定される。
【0025】次に、図3に示すように、LDD構造MO
Sトランジスタ形成部及びマスクLDD構造MOSトラ
ンジスタ形成部の表面をレジストパターン15で覆う。
次に、メモリトランジスタ形成部のレジストパターン8
及びコントロールゲートCGをマスクとして、絶縁膜6
及び多結晶Si膜5を例えばRIE法により基板表面に対
して垂直方向に異方性エッチングする。これによって、
図4に示すように、フローティングゲートFGがコント
ロールゲートCGに対して自己整合的に形成される。
【0026】次に、レジストパターン8、15を除去し
た後、ゲート電極4の側壁に形成されたサイドウォール
スペーサ10をエッチング除去する。次に、ゲート電極
4、9及びフローティングゲートFGの下側の部分以外
の部分のゲート絶縁膜3をエッチング除去した後、図5
に示すように、このゲート絶縁膜3が除去されて露出し
たp型Si基板1の表面と、ゲート電極4、9の表面と、
フローティングゲートFG及びコントロールゲートCG
の表面とに例えば熱酸化法によりSiO2 膜のような絶縁
膜16を形成する。
【0027】次に、ゲート電極9と、ゲート電極4と、
フローティングゲートFG及びコントロールゲートCG
とをマスクとしてp型Si基板1中にPを低濃度にイオン
注入する。この二回目のPのイオン注入のドーズ量は、
マスクLDD構造MOSトランジスタのドレイン領域の
低不純物濃度部の不純物濃度に対応したドーズ量D2
設定され、具体的には例えば4×1012cm-2程度に設定
される。この場合、LDD構造MOSトランジスタ形成
部、マスクLDD構造MOSトランジスタ形成部及びメ
モリトランジスタ形成部のp型Si基板1の表面に形成さ
れた絶縁膜16の膜厚は同一であるので、Pはこれらの
LDD構造MOSトランジスタ形成部、マスクLDD構
造MOSトランジスタ形成部及びメモリトランジスタ形
成部のp型Si基板1中に同じ深さまで注入される。この
二回目のPのイオン注入のエネルギーは、この深さがマ
スクLDD構造MOSトランジスタ形成部の低不純物濃
度拡散層13、14の深さとほぼ等しくなるように設定
される。
【0028】この二回目のPのイオン注入によって、マ
スクLDD構造MOSトランジスタ形成部のサイドウォ
ールスペーサ10に覆われていた部分のp型Si基板1中
にも低不純物濃度拡散層13、14が形成される。この
場合、これらの低不純物濃度拡散層13、14のうちの
サイドウォールスペーサ10に覆われていた部分のp型
Si基板1中に形成された部分がマスクLDD構造MOS
トランジスタのソース領域及びドレイン領域の低不純物
濃度部の不純物濃度となっており、一回目及び二回目の
Pのイオン注入により形成されたその他の部分はこれよ
りも高い不純物濃度となっている。図5において、二回
目のPのイオン注入を行う前の低不純物濃度拡散層1
3、14の形状を破線で示す。
【0029】一方、LDD構造MOSトランジスタ形成
部の低不純物濃度拡散層11、12の上部は、二回目の
Pのイオン注入が行われたことにより、一回目のPのイ
オン注入だけが行われた下部に比べて不純物濃度が高く
なっている。図5において、これらの低不純物濃度拡散
層11、12のうちの一回目及び二回目のPのイオン注
入により形成された上部と一回目のPのイオン注入だけ
により形成された下部との境界を破線で示す。
【0030】さらに、メモリトランジスタ形成部のp型
Si基板1中には、二回目のPのイオン注入によって、n
- 型の低不純物濃度拡散層17、18がフローティング
ゲートFG及びコントロールゲートCGに対して自己整
合的に形成される。
【0031】次に、CVD法により全面に例えばSiO2
膜を形成した後、このSiO2 膜をRIE法により基板表
面に対して垂直方向に異方性エッチングすることによ
り、図6に示すように、ゲート電極9と、ゲート電極4
と、フローティングゲートFG及びコントロールゲート
CGとの側壁にSiO2 から成るサイドウォールスペーサ
19を形成する。次に、マスクLDD構造MOSトラン
ジスタ形成部におけるゲート電極4の片側の部分及びこ
のゲート電極4に隣接する部分のp型Si基板1を覆うよ
うにレジストパターン20を形成する。次に、ゲート電
極9、サイドウォールスペーサ19、ゲート電極4、レ
ジストパターン20、フローティングゲートFG及びコ
ントロールゲートCGをマスクとしてp型Si基板1中に
例えばAsを高濃度にイオン注入する。このAsのイオン注
入のドーズ量は、例えば5×1015cm-2程度に設定され
る。この後、注入不純物の電気的活性化のためのアニー
ルを行う。
【0032】これによって、LDD構造MOSトランジ
スタのn+ 型のソース領域21及びドレイン領域22が
形成され、マスクLDD構造MOSトランジスタのn+
型のソース領域23及びドレイン領域24が形成され、
メモリトランジスタのn+ 型のソース領域25及びドレ
イン領域26が形成される。
【0033】ゲート電極9とソース領域21及びドレイ
ン領域22とにより、nチャネルのLDD構造MOSト
ランジスタが形成される。この場合、これらのソース領
域21及びドレイン領域22には、サイドウォールスペ
ーサ19の下側の部分に、それぞれ先に形成された低不
純物濃度拡散層11、12から成る低不純物濃度部21
a、22aが形成されている。
【0034】また、ゲート電極4とソース領域23及び
ドレイン領域24とにより、nチャネルのマスクLDD
構造MOSトランジスタが形成される。この場合、この
ドレイン領域24には、サイドウォールスペーサ19の
下側の部分に、先に形成された低不純物濃度拡散層14
のうちの二回目のPのイオン注入だけにより形成された
部分から成る低不純物濃度部24aが形成されている。
さらに、この低不純物濃度部24aに隣接して、先に形
成された低不純物濃度拡散層14のうちの一回目及び二
回目のPのイオン注入により形成された部分から成る、
低不純物濃度部24aよりも少し不純物濃度が高い低不
純物濃度部24bが形成されている。そして、ドレイン
領域24の高不純物濃度部は、これらの低不純物濃度部
24a、2 4bの幅だけゲート電極4の端部からオフセ
ットしている。このオフセット量は、典型的には1μm
程度である。また、ソース領域23には、サイドウォー
ルスペーサ19の下側の部分に、先に形成された低不純
物濃度拡散層13から成る低不純物濃度部23aが形成
されている。
【0035】さらに、フローティングゲートFG及びコ
ントロールゲートCGとソース領域25及びドレイン領
域26とにより、nチャネルのLDD構造のメモリトラ
ンジスタが形成される。この場合、これらのソース領域
25及びドレイン領域26には、サイドウォールスペー
サ19の下側の部分に、それぞれ先に形成された低不純
物濃度拡散層17、18から成る低不純物濃度部25
a、26aが形成されている。次に、レジストパターン
20を除去した後、層間絶縁膜、コンタクトホール、配
線(いずれも図示せず)の形成などを行って、目的とす
るEEPROMを完成させる。
【0036】以上のように、この実施例によれば、LD
D構造MOSトランジスタのゲート電極9をマスクとし
て行われる二回の低濃度のPのイオン注入によりLDD
構造MOSトランジスタのソース領域21及びドレイン
領域22の低不純物濃度部21a、22aとなる低不純
物濃度拡散層11、12を形成しているとともに、マス
クLDD構造MOSトランジスタのゲート電極4をマス
クとして行われる二回目の低濃度のPのイオン注入によ
りマスクLDD構造MOSトランジスタのソース領域2
3及びドレイン領域24の低不純物濃度部23a、24
aとなる低不純物濃度拡散層13、14を形成してい
る。これによって、図7に示す従来の製造方法のように
イオン注入のマスクとしてレジストパターン106、1
09を用いることなく、LDD構造MOSトランジスタ
のソース領域21及びドレイン領域22の低不純物濃度
部21a、22aとなる低不純物濃度拡散層11、12
を形成することができるとともに、マスクLDD構造M
OSトランジスタのソース領域23及びドレイン領域2
4の低不純物濃度部23a、24aとなる低不純物濃度
拡散層13、14を形成することができる。このため、
図7に示す従来の製造方法に比べて二回のリソグラフィ
ー工程が削減され、その分だけ製造工程の簡略化を図る
ことができる。
【0037】また、この実施例によれば、マスクLDD
構造MOSトランジスタのドレイン領域24には、ゲー
ト電極4側の部分に、低不純物濃度部24aとこの低不
純物濃度部24aよりも少し不純物濃度が高い低不純物
濃度部24bとが形成されている。すなわち、マスクL
DD構造MOSトランジスタのドレイン領域24は、ゲ
ート電極4から離れるに従って、不純物濃度が三段階に
わたって高くなっている。このため、このドレイン領域
24の近傍の電界を効果的に緩和することができ、耐圧
の向上を図ることができる。
【0038】以上、この発明の一実施例につき具体的に
説明したが、この発明は、上述の実施例に限定されるも
のではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形
が可能である。例えば、上述の実施例においては、メモ
リトランジスタを通常のLDD構造としているが、この
メモリトランジスタは、マスクLDD構造とすることも
可能である。
【0039】また、上述の実施例においては、この発明
をEEPROMの製造に適用した場合について説明した
が、この発明は、EPROMの製造に適用することも可
能である。より一般的には、この発明は、ゲート絶縁膜
の膜厚が互いに異なる二種類以上のMOSトランジスタ
を有する半導体装置の製造に適用することが可能であ
る。
【0040】なお、上述の実施例において、nチャネル
のLDD構造MOSトランジスタ、nチャネルのマスク
LDD構造MOSトランジスタ及びnチャネルのメモリ
トランジスタとともにpチャネルのLDD構造MOSト
ランジスタを形成する場合、このpチャネルのLDD構
造MOSトランジスタのゲート電極をnチャネルのLD
D構造MOSトランジスタのゲート電極9と同様に二層
目の多結晶Si膜7により形成すると、その後に行われる
二回のPの低濃度のイオン注入により、後にこのゲート
電極の側壁に形成されるサイドウォールスペーサ19の
下側の部分にもn- 型の低不純物濃度拡散層が形成され
る。このため、その後にこのゲート電極及びサイドウォ
ールスペーサ19をマスクとしてソース領域及びドレイ
ン領域を形成するためのp型不純物の高濃度のイオン注
入を行っても、このサイドウォールスペーサ19の下側
の部分のn- 型の低不純物濃度拡散層はそのまま残され
てしまうという問題がある。この問題を回避するために
は、サイドウォールスペーサ19を形成する前にソース
領域及びドレイン領域を形成するためのp型不純物の高
濃度のイオン注入を行うようにすればよい。
【0041】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の半導体
装置の製造方法によれば、製造工程の簡略化を図ること
ができる。また、この発明の半導体装置によれば、高耐
圧トランジスタとして用いられるMOSトランジスタの
耐圧の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例によるEEPROMの製造
方法を説明するための断面図である。
【図2】この発明の一実施例によるEEPROMの製造
方法を説明するための断面図である。
【図3】この発明の一実施例によるEEPROMの製造
方法を説明するための断面図である。
【図4】この発明の一実施例によるEEPROMの製造
方法を説明するための断面図である。
【図5】この発明の一実施例によるEEPROMの製造
方法を説明するための断面図である。
【図6】この発明の一実施例によるEEPROMの製造
方法を説明するための断面図である。
【図7】従来のEEPROMまたはEPROMの製造方
法を工程順に説明するための断面図である。
【符号の説明】
1 p型Si基板 3 ゲート絶縁膜 4、9 ゲート電極 5、7 多結晶Si膜 8、15、20 レジストパターン 11、12、13、14、17、18 低不純物濃度拡
散層 21、23、25 ソース領域 22、24、26 ドレイン領域 FG フローティングゲート CG コントロールゲート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/336 29/784 8225−4M H01L 29/78 301 L

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の膜厚のゲート絶縁膜を有する第1
    のMOSトランジスタ及び上記第1の膜厚よりも大きい
    第2の膜厚のゲート絶縁膜を有する第2のMOSトラン
    ジスタを有する半導体装置の製造方法において、 半導体基板上に上記第1の膜厚のゲート絶縁膜及び上記
    第2の膜厚のゲート絶縁膜を形成する工程と、 上記第1の膜厚のゲート絶縁膜及び上記第2の膜厚のゲ
    ート絶縁膜の上にそれぞれ上記第1のMOSトランジス
    タのゲート電極及び上記第2のMOSトランジスタのゲ
    ート電極を形成する工程と、 上記第2のMOSトランジスタの上記ゲート電極の側壁
    にサイドウォールスペーサを形成する工程と、 上記第1のMOSトランジスタの上記ゲート電極と上記
    第2のMOSトランジスタの上記ゲート電極及び上記サ
    イドウォールスペーサとをマスクとして上記半導体基板
    中にソース領域及びドレイン領域形成用の不純物の第1
    の低濃度のイオン注入を行う工程と、 上記サイドウォールスペーサを除去した後、上記第1の
    MOSトランジスタの上記ゲート電極と上記第2のMO
    Sトランジスタの上記ゲート電極とをマスクとして上記
    半導体基板中にソース領域及びドレイン領域形成用の不
    純物の第2の低濃度のイオン注入を行う工程とを具備す
    ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 第1の膜厚のゲート絶縁膜を有する第1
    のMOSトランジスタ、上記第1の膜厚よりも大きい第
    2の膜厚のゲート絶縁膜を有する第2のMOSトランジ
    スタ及び第3の膜厚のゲート絶縁膜を有するメモリトラ
    ンジスタを有する半導体装置の製造方法において、 半導体基板上に上記第1の膜厚のゲート絶縁膜、上記第
    2の膜厚のゲート絶縁膜及び上記第3の膜厚のゲート絶
    縁膜を形成する工程と、 上記半導体基板上に第1の導体膜を形成した後、上記第
    1の導体膜をパターニングすることにより上記第2のM
    OSトランジスタのゲート電極及び上記メモリトランジ
    スタのフローティングゲート形成用のパターンを形成す
    る工程と、 上記第2のMOSトランジスタの上記ゲート電極及び上
    記フローティングゲート形成用のパターンの表面に絶縁
    膜を形成した後、上記半導体基板上に第2の導体膜を形
    成する工程と、 上記第2の導体膜のうちの上記第1のMOSトランジス
    タのゲート電極となる部分及び上記メモリトランジスタ
    のコントロールゲートとなる部分の上にマスクを形成し
    た後、上記マスクを用いて上記第2の導体膜を上記半導
    体基板の表面に対してほぼ垂直な方向にエッチングする
    ことにより上記第1のMOSトランジスタの上記ゲート
    電極及び上記メモリトランジスタの上記コントロールゲ
    ートを形成するとともに、上記第2のMOSトランジス
    タの上記ゲート電極の側壁にサイドウォールスペーサを
    形成する工程と、 上記第1のMOSトランジスタの上記ゲート電極と上記
    第2のMOSトランジスタの上記ゲート電極及び上記サ
    イドウォールスペーサと上記メモリトランジスタの上記
    コントロールゲートとをマスクとして上記半導体基板中
    にソース領域及びドレイン領域形成用の不純物の第1の
    低濃度のイオン注入を行う工程と、 上記コントロールゲートをマスクとして上記絶縁膜及び
    上記フローティングゲート形成用のパターンをパターニ
    ングすることにより上記フローティングゲートを形成す
    る工程と、 上記マスク及び上記サイドウォールスペーサを除去した
    後、上記第1のMOSトランジスタの上記ゲート電極と
    上記第2のMOSトランジスタの上記ゲート電極と上記
    コントロールゲート及び上記フローティングゲートとを
    マスクとして上記半導体基板中にソース領域及びドレイ
    ン領域形成用の不純物の第2の低濃度のイオン注入を行
    う工程とを具備することを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
  3. 【請求項3】 第1の膜厚のゲート絶縁膜を有する第1
    のMOSトランジスタ、上記第1の膜厚よりも大きい第
    2の膜厚のゲート絶縁膜を有する第2のMOSトランジ
    スタ及び第3の膜厚のゲート絶縁膜を有するメモリトラ
    ンジスタを有する半導体装置において、 上記第2のMOSトランジスタのドレイン領域が、低不
    純物濃度の第1の領域と上記第1の領域よりも不純物濃
    度が高い低不純物濃度の第2の領域と上記第2の領域よ
    りも不純物濃度が高い第3の領域とから成ることを特徴
    とする半導体装置。
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