JPH10116924A - 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

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JPH10116924A
JPH10116924A JP8270042A JP27004296A JPH10116924A JP H10116924 A JPH10116924 A JP H10116924A JP 8270042 A JP8270042 A JP 8270042A JP 27004296 A JP27004296 A JP 27004296A JP H10116924 A JPH10116924 A JP H10116924A
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JP
Japan
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film
silicon nitride
floating gate
polysilicon film
mask
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Pending
Application number
JP8270042A
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English (en)
Inventor
Toshiharu Otani
敏晴 大谷
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 フローティングゲートの尖鋭部の角度がより
尖鋭となる技術を提供し、電子の消去効率の向上を図る
不揮発性半導体記憶装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 半導体基板1上のポリシリコン膜3上に
形成した開口部4を有するシリコン窒化膜5をマスクに
して前記ポリシリコン膜3を等方性エッチングして、ポ
リシリコン膜3に溝部6を形成する。次に、全面にCV
D法によりCVD酸化膜を形成した後、前記シリコン窒
化膜5が露出する位置までエッチバックを行い、前記溝
部6にCVD酸化膜7を埋設する。続いて、前記シリコ
ン窒化膜5を除去した後に前記酸化膜7をマスクにして
前記ポリシリコン膜3をエッチング・除去してフローテ
ィングゲートを形成するものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、不揮発性半導体記
憶装置の製造方法に関し、更に詳しく言えば、スプリッ
トゲート型のフラッシュメモリに蓄えられた情報の消去
特性の向上を図る技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】以下で、従来例に係わる不揮発性半導体
記憶装置であるスプリットゲート型フラッシュメモリの
製造方法について図面を参照しながら説明する。このス
プリットゲート型フラッシュメモリは、図10に示すよ
うにコントロールゲート59が絶縁膜58を介してフロ
ーティングゲート57の上部から側部にかけて形成され
て成るフラッシュメモリである。
【0003】これを作成するには、先ず、図7に示すよ
うに半導体基板51上にゲート絶縁膜52とポリシリコ
ン膜53を順次形成し、開口部54を有するシリコン窒
化膜(SiN膜)55をマスクにして前記ポリシリコン
膜53を熱酸化して、ポリシリコン膜53上にLOCO
S(Local Oxidation of Silicon)酸化膜56を形成す
る。
【0004】次に、前記LOCOS酸化膜56をマスク
にしてポリシリコン膜53をエッチング・除去し、図8
に示すようにフローティングゲート57を形成する。次
いで、前記絶縁膜52をフッ酸系のエッチング液で等方
性エッチングしてフローティングゲート直下にのみ残存
するようにエッチング・除去した後に、図9に示すよう
に熱酸化膜から成る絶縁膜58を形成する。
【0005】その後、前記絶縁膜58上にポリシリコン
膜を形成してフローティングゲート57の上部から側部
にかけて残存するようにパターニングしてコントロール
ゲート59を形成し、こうして形成されたフローティン
グゲート57及びコントロールゲート59をマスクにし
て、不純物を半導体基板51上に注入してソース・ドレ
イン領域60、61を形成する。これにより、図10に
示すようなスプリットゲート型フラッシュメモリが形成
される。
【0006】尚、上述したスプリットゲート型フラッシ
ュメモリにおいて、書き込み対象のメモリセル(以下、
選択セルと称する。)のトランジスタをONさせて、電
子をフローティングゲート59に注入することによりプ
ログラムの書き込みをしていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の不揮発性半
導体記憶装置の製造方法によると、LOCOS酸化膜5
6をマスクにしてポリシリコン膜53をエッチング・除
去し、図8に示すようにフローティングゲート57を形
成することで、フローティングゲート57の上部の角部
に尖鋭部Aを形成し、電界集中を発生し易くさせて、電
子の消去効率を向上させている。
【0008】しかしながら、従来ではポリシリコン膜5
3を熱酸化することで、前述した尖鋭部Aを形成してい
るため、LOCOS酸化膜56形成時のバーズピークの
発生により、それほど鋭角にはならなかった。更に、前
記尖鋭部Aの端部の形状がポリシリコン膜に形成される
グレインに影響されて均一な形状とならず、電子の消去
効率の低下の原因となっていた。
【0009】従って、本発明では前記フローティングゲ
ートの尖鋭部の角度がより尖鋭となる技術を提供し、電
子の消去効率の向上を図る不揮発性半導体記憶装置の製
造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明は半導体
基板1上のポリシリコン膜3上に形成した開口部4を有
するシリコン窒化膜5をマスクにして前記ポリシリコン
膜3をウェットあるいはドライによる等方性エッチング
してポリシリコン膜3に溝部6を形成する。次に、全面
にCVD法によりCVD酸化膜7Aを形成した後、前記
シリコン窒化膜5が露出する位置までエッチバックを行
い、前記溝部6にCVD酸化膜7を埋設する。続いて、
前記シリコン窒化膜5を除去した後に前記酸化膜7をマ
スクにして前記ポリシリコン膜3をエッチング・除去し
てフローティングゲート8を形成する。そして、全面を
酸化して絶縁膜9を形成した後、前記フローティングゲ
ート8の上部から側部にかけてコントロールゲート10
を形成するものである。
【0011】また、本発明は半導体基板1上のポリシリ
コン膜3上に形成した開口部4を有するシリコン窒化膜
5をマスクにして前記ポリシリコン膜3をウェットある
いはドライによる等方性エッチングしてポリシリコン膜
3に溝部6を形成する。次に、全面にシリコン窒化膜を
形成した後、前記ポリシリコン膜3が露出する位置まで
エッチバックを行い、前記溝部6にシリコン窒化膜を埋
設する。続いて、前記シリコン窒化膜をマスクにして前
記ポリシリコン膜3をエッチング・除去してフローティ
ングゲート8を形成する。そして、全面を酸化して絶縁
膜9を形成した後、前記フローティングゲート8の上部
から側部にかけてコントロールゲート10を形成するも
のである。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の不揮発性半導体記
憶装置の製造方法の一実施の形態について説明する。本
発明の一実施の形態に係わる不揮発性半導体記憶装置
は、図6に示すようにコントロールゲート10が絶縁膜
9を介してフローティングゲート8の上部から側部にか
けて形成されて成ることを特徴とするスプリットゲート
型フラッシュメモリである。
【0013】先ず、図1に示すように半導体基板1上に
ゲート絶縁膜2を約900℃のドライ酸化で形成し、膜
厚約1500Åのポリシリコン膜3を形成する。次に、
前記ポリシリコン膜3上に開口部4を有するシリコン窒
化膜(SiN膜)5を形成し、該シリコン窒化膜5をマ
スクにして前記ポリシリコン膜3をウェットあるいはド
ライによる等方性エッチングして溝部6を形成する。
【0014】次に、図2に示すように全面にCVD法に
より膜厚約4000ÅのCVD酸化膜7Aを形成する。
続いて、前記CVD酸化膜7Aを前記シリコン窒化膜5
が露出する位置までエッチバックして、図3に示すよう
に前記溝部6内にCVD酸化膜7を埋設する。このCV
D酸化膜7が、従来の熱酸化により形成されるLOCO
S酸化膜の代わりの働きをする。
【0015】次に、前記シリコン窒化膜5を除去した後
に、前記CVD酸化膜7をマスクにして図4に示すよう
に例えば流量80sccmのCl2 ガス、流量5scc
mのO2 ガスを用いて、圧力5mTorr、RFパワー
50W、マグネトロン250mAの条件で残余のポリシ
リコン膜3をエッチングして完全に選択除去してフロー
ティングゲート8を形成する。
【0016】本発明では、前述したようにポリシリコン
膜3を等方性エッチングして形成した溝部6にCVD酸
化膜7を埋設形成することで、図4に示すようにフロー
ティングゲート8の角部に尖鋭部Bを形成しているた
め、従来装置の尖鋭部Aに比してより鋭角な尖鋭部Bを
形成することができる。また、従来のような熱酸化によ
るLOCOS酸化膜の形成時に発生するバーズピークの
影響により尖鋭部の形成が阻害されるという問題がな
く、更に尖鋭部の端部がポリシリコン膜のグレインに影
響されて均一な形状にならないという問題が解消され
る。
【0017】次いで、フッ酸系のエッチング液を用いて
フローティングゲート8直下の領域以外に形成されたゲ
ート絶縁膜2を除去した後、全面を約950℃の温度で
熱酸化することにより、膜厚250Å程度の熱酸化膜を
形成し、図5に示すように前記絶縁膜2や酸化膜7と共
に一体化された絶縁膜9を形成する。次に、ポリシリコ
ン膜を約1500Å程度、WSix膜を約1500Å程
度順次形成し、前記フローティングゲート8の上部から
側部にかけて残存するようにパターニングしてコントロ
ールゲート10を形成し、フローティングゲート8及び
コントロールゲート10をマスクにして不純物を半導体
基板1に注入してソース・ドレイン領域11、12を形
成することにより、図6に示すようなスプリットゲート
型フラッシュメモリが形成される。
【0018】以上説明したように、ポリシリコン膜3を
等方性エッチングして形成した溝部6にCVD酸化膜7
を埋設形成することで、フローティングゲート8の角部
に鋭角な尖鋭部Bを形成しているため、従来のようなバ
ーズピークの発生による尖鋭部の形成を阻害するという
問題がなく、更にポリシリコン膜のグレインに影響され
て均一な形状にならないという問題が解消でき、従来装
置に比して更に尖鋭部を鋭角に形成でき、鋭角にするこ
とで、更に電界集中が発生し易くなり、消去時の印加電
圧を低くすることができ、より低電圧版に対応できる。
【0019】また、本発明の一実施の形態ではポリシリ
コン膜3を等方性エッチングして形成した溝部6にCV
D酸化膜7を埋設形成した例について説明したが、本発
明はこれに限らず、酸化膜以外の絶縁膜、例えばシリコ
ン窒化膜を埋設するようにしても良い。即ち、図2に示
したCVD酸化膜7Aの代わりにシリコン窒化膜を形成
し、該シリコン窒化膜を前記溝部6の周辺のポリシリコ
ン膜3の表面が露出する位置までエッチバックした後
に、該シリコン窒化膜をマスクにしてポリシリコン膜3
をエッチングして完全に選択除去して、図4に示したよ
うなフローティングゲート8を形成し、以下同様にして
スプリットゲート型フラッシュメモリを形成すれば良
い。この場合、シリコン窒化膜を前記溝部6の周辺のポ
リシリコン膜3の表面が露出する位置までエッチバック
することで、等方性エッチング時にマスクとして使用し
たシリコン窒化膜5を一緒に除去できるため、一実施の
形態に比して当該シリコン窒化膜5の除去工程が削減で
きる。
【0020】
【発明の効果】以上、本発明によればフローティングゲ
ートの角部の尖鋭部を半導体基板上に形成されたポリシ
リコン膜を等方性エッチングすることで形成しているた
め、従来のような熱酸化による尖鋭部の形成に比して、
更に尖鋭部を鋭角に形成でき、鋭角にすることで、更に
電界集中が発生し易くなり、消去時の印加電圧を低くす
ることができ、より低電圧版に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の不揮発性半導体記憶装
置の製造方法を示す第1の断面図である。
【図2】本発明の一実施の形態の不揮発性半導体記憶装
置の製造方法を示す第2の断面図である。
【図3】本発明の一実施の形態の不揮発性半導体記憶装
置の製造方法を示す第3の断面図である。
【図4】本発明の一実施の形態の不揮発性半導体記憶装
置の製造方法を示す第4の断面図である。
【図5】本発明の一実施の形態の不揮発性半導体記憶装
置の製造方法を示す第5の断面図である。
【図6】本発明の一実施の形態の不揮発性半導体記憶装
置の製造方法を示す第6の断面図である。
【図7】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法を示
す第1の断面図である。
【図8】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法を示
す第2の断面図である。
【図9】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法を示
す第3の断面図である。
【図10】従来の不揮発性半導体記憶装置の製造方法を
示す第4の断面図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に形成したポリシリコン膜
    上に開口部を有するシリコン窒化膜を形成した後に該シ
    リコン窒化膜をマスクにして前記ポリシリコン膜を等方
    性エッチングしてポリシリコン膜に溝部を形成する工程
    と、 全面に絶縁膜を形成した後にエッチバックを行い前記溝
    部に絶縁膜を埋設する工程と、 前記絶縁膜をマスクにして前記ポリシリコン膜をエッチ
    ング・除去してフローティングゲートを形成する工程
    と、 全面を酸化して絶縁膜を形成した後に前記フローティン
    グゲートの上部から側部にかけてコントロールゲートを
    形成する工程と、 前記フローティングゲート及びコントロールゲートをマ
    スクにして不純物を前記基板に注入してソース・ドレイ
    ン領域を形成する工程とを有することを特徴とする不揮
    発性半導体記憶装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記溝部に埋設される絶縁膜は、シリコ
    ン酸化膜あるいはシリコン窒化膜であることを特徴とす
    る請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置の製造方
    法。
JP8270042A 1996-10-11 1996-10-11 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 Pending JPH10116924A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005101600A (ja) * 2003-09-22 2005-04-14 Samsung Electronics Co Ltd 分離ゲートの構造を有するフラッシュメモリセルを製造する方法
JP2005311016A (ja) * 2004-04-21 2005-11-04 Nec Electronics Corp 半導体装置およびその製造方法

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JP2005101600A (ja) * 2003-09-22 2005-04-14 Samsung Electronics Co Ltd 分離ゲートの構造を有するフラッシュメモリセルを製造する方法
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