JPS6020583A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS6020583A
JPS6020583A JP58128245A JP12824583A JPS6020583A JP S6020583 A JPS6020583 A JP S6020583A JP 58128245 A JP58128245 A JP 58128245A JP 12824583 A JP12824583 A JP 12824583A JP S6020583 A JPS6020583 A JP S6020583A
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JP
Japan
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dirt
film
electrode material
electrode
insulating film
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JP58128245A
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English (en)
Inventor
Yoshihide Nagakubo
長久保 吉秀
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS6020583A publication Critical patent/JPS6020583A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にオフセット
構造を有する半導体記憶装置の製造に用いられるもので
ある。
〔発明の技術的背月とその問題点〕
従来、電気的消去可能PROM (Electrica
llyErasable Programable R
ead 0nly Memory 11以下EEPRO
Mと略記する)については、フローティングダート電極
とコントロールダート電極とを積層した構造のトランジ
スタを有し、トンネル電流によシフローティングゲート
電極に電荷ノ出し入れを行ない、1.き込みあるいは消
去を行なうものが知られている。
こうしたEEPROMの一つの大きな問題はトンネル電
流で消去を行なう際の消し過ぎの問題である。つまり、
フローティングダート電極に対して基板を高電位に保ち
、電子を取り出すと、過剰に電子が取り去られ、フロー
ティングゲート電極が正に帯電する。このことはメモリ
セルがオンになることを意味し、非選択セルの誤動作と
なる。
そこで、こうした誤動作全防ぐため、フローティングダ
ート電極の両端にコントロールゲート電極の一部全配設
し、オフセット領域を設けたオフセット構造のEEPR
OMが知られている。
上述したオフセット構造のEEPROMの象造方法を第
1図を参照して説明する。
まず、P型シリコン基板1表面に図示しないフィールド
酸化pAt−形成し、フィールド酸化膜によって囲まれ
た素子領域表面に第1の熱酸化膜全形成する。次に、全
面に第1の多結晶シリコン膜全堆積した後、この第1の
多結晶シリコン膜及び前記第1の熱酸化膜を順次パター
ニングして、フローティングP−1@i2及び第1のダ
ート酸化膜3を形成する。つづいて、フローティングゲ
ート電極2をマスクとして閾値制御のためにポロン全イ
オン注入する。次いで、熱酸化を行ない、フローティン
グゲート電極2表面及び基板1表面に第2の熱酸化膜全
形成する。つづいて、全面に第2の多結晶シリコン族を
堆積した後、この第2の多結晶シリコン膜及び前記第2
の熱酸化族ヲハターニングしてコントロールダート−極
4及び第2のダート酸化膜5を形成する。このコントロ
ールグ”−)電9i4t;j 一部i”ンローティング
ダート電極2上に第2のダート酸化M5を介して積層さ
れ、一部がフローティングゲート電極20両側面に第2
のダート酸化膜5を介して位置している。つづいて、コ
ントロールグー)tm4.’tマヌクとしてソー7、ド
レイン形成のために例えば砒素をイオン注入する。つづ
いて、熱処理を行ないイオン注入層を活性化してオフセ
ット領域のP−型不純物領域6,6及びN+型ソース、
ドレイン領域7゜8を形成する。
こうしたオフセット構造のEEFROMではフローティ
ングダート霜1極2から電子が過剰に取り去られても、
オフセット領域を設けているので、メモリセルがオンに
なることはなく、非選択セルの誤動作を防止することが
できる。
しかしながら、上述したオフセット構造のEEFROM
の従来の製造方法では、フローティングダート電極2と
コントロールダート電極4とを形成するために2度の別
々の写真蝕刻工程を用いている。このため、微細素子で
は合わせズレによって整合が困難とな)素子特性の均−
性等に問題が生じる。また、写真蝕刻工程が多いので、
歩留りを低下させる原因ともなる。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、フロー
ティングゲート電極、!: :l y ) ty −に
ダート電極との合わせズレをなくし、素子特性の均一化
を図るとともに写真蝕刻工程を減らして歩留クラ向上し
得る半導体装置の製造方法を提供しようとするものであ
る。
〔発明の概要〕
本発明の半導体装置の製造方法は、−導電型の半導体基
板の素子領域上に第1の絶縁膜、第1のケ゛−ト電極材
料、第2の絶縁膜及び第2のケ゛−ト電極材制を順次積
層し、第2のダート電極相料をパターニン!して第2の
ダート電極(コントロールグー1a[)の一部となるノ
fターン全形成した後、少なくともその側面に耐酸化性
膜を形成し、この状態でパターニングして第2のダート
絶縁膜、第1のダート電極(フローティングダート電極
)及び第1のダート絶縁膜全形成する。次いで、第1の
ダート電極の側面及び基板表面に熱酸化ai影形成、前
記耐酸化性膜を除去した後、全面に再び第2のゲート電
極材料を堆積し、異方性エツチングによりエツチングし
て第1のダート電極側面に酸化膜を介し千位置し、前記
第2のダート電極の一部となるパターンと接触する第2
のダート電極材料全残存づせてこれらにより第2のダー
ト電極を形成し、更にイオン注入によフソース、ドレイ
ン領域全形成するものである。
こうした方法によれば、第2のダート電極(コントロー
ルダート電極)の一部と第1のダート電極(フローティ
ングゲート電極)とをセルファラインで形成した後、異
方性エツチングを用いることにょ勺第2のダート電極の
一部と接触する第2のダート電極の他の一部(すなわち
第2のダート電極のオフセット領域の部分)を形成する
ことができるので、合わせズレがなく、また写真蝕刻工
程を一回減らすことができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を第2図Ca>〜(1)全参照し
て説明する。なお、第2図(、)〜(1)にはメモリセ
ル選択用のセレクトダート電極は図示していない。また
、セレクトゲート電極の領域の製造工程についても説明
を省略する。
まず、P型シリコン基板11表面に選択酸化法によりフ
ィールド酸化膜12を形成した後、フィールド酸化層1
2によって囲まれた菓子領域表面に厚さ150!の第1
の熱酸化膜13を形成する。次に、全面にフローティン
グゲート電極(第1のダート電極)となる第1の多結晶
シリコン膜14を堆積した後、その表面に厚さ700X
の第2の°熱酸化膜15を形成する。つづいて、全面V
C第2の多結晶シリコン膜及び厚さ1000Xの第1の
窒化シリコンM ’fr−順次堆積゛した後、ホトレジ
ストパターン16をマスクとしてこ力らを111次パタ
ーニングして窒化シリコン膜ノやターン12及びぞの下
のコントロールゲート電極(第2のダート電極)の一部
となる多結晶シリコン144ターン18を形成する(第
2図(、)図示)。つづいて、前記ホトレジストパター
ン16を除去した後、全面に厚さ600Xの第2の窒化
シリコン膜19を堆積する(同図(b)図示)。つづい
て、反応性イオンエツチング(RIE )法により第2
の窒化シリコン膜19をその膜厚分エツチングして前記
多結晶シリコンfky4ターン18の側面にの泰残存窒
化シリコン胸i9′を形成する(同図(c)図示)。
次いで、多結晶シリコンWMハターン18及びその側面
の残存屋化シリコン膜iy’2マスクとして前記第2の
熱酸化膜15、第1の多結晶シリコン膜14及び第1の
熱酸化膜13を順次エツチングし、第2のダート酸化膜
2o、フローティング、>A )電極21及び第1のダ
ート酸化膜22を形成する。つづいて、このようにして
形成された基板11上の積層体をマスクとして閾値制御
のチャネルイオン注入としてボロンをイオン注入する(
同図(d)図示)。つづいて、前記窒化シリコン膜パタ
ーン17及び残存窒化シリコン膜19′を耐酸化性マス
クとして熱酸化全行ない、基板11表面及びスローティ
ングダート電極2ノの側面に第3の熱酸化M23を形成
する。この第3の熱酸化膜23は基板21表面で400
Xとなり、オフセット領域のダート酸化膜として用いら
れる(同図(、)図示)。
次いで、前記窒化シリコン膜パターン17及び残存窒化
シリコン膜i12除去した後、全面VC:7ントロール
グート電極(第2のダート電極)の一部となる第3の多
結晶シリコン膜を堆積する0つづいて、反応性イオンエ
ツチング(RIE)法によシ第3の多結晶シリコン&f
fiエッチング某す し、70〜ティングケゞ−ト21の側面に第3の熱酸化
膜23を介して位置し、前記多結晶シリコン膜パターン
18の側面と接触する残存多結晶シリコン膜24を形成
する。これら多結晶シリコン膜・やターン18及び残存
多結晶シリコン膜24によってコントロールゲ−ト電極
(i 2のダート電%) 2.5が形成される(同図(
f)図示)。
つづいて、コントロールゲ−ト電極25をマスクとして
基板11表面の露出した第3の熱酸化膜23を弗化アン
モニウムでエツチングした後、コントロールケ” ) 
電% 25 fマスクとしてソース、ドレイン形成用の
砒素をイオン注入する(同図(g)図示)。つづいて、
7Jf′ロンイオン注入層及び砒素イオン注入層を活性
化するために1000℃の酸化雰囲気中で熱処理を行な
い、オフセット領域のP−型不純物領域2’6.26及
びN+型ソース、ドレイン領域27,2Bを形成する(
同図(h)図示)。つづいて、全面にPSG i29を
堆積した後、コンタクトホール3θ、・・・全開孔する
。つづいて、全面にAt膜を蒸着した後、パターニング
してAt配綜3ノ、・・・全形成し、オフセット構造の
EEFROM ’(r製造する(同図(1)図示)。
しかして、本発明方法によれ罎第2図(、)図示までの
工程で、コントロールヶ”−)tt&の一部となる多結
晶シリコン膜・や夕〜ン18、第2のダート酸化膜2o
 、フローティングダート電極21及び第1のダート酸
化膜22全セル7アラインでツヤターニングしておキ、
フローティングダート電極21の側面及び基板11表面
に第3の熱酸化膜23を形成した後、同図(f)図示の
工程で異方性エツチングを用いることにょフコントロー
ルダート電極のオフセット領域の部分となる残存多結晶
シリコン膜24を形成することができる。
したがって、20−チイングダ−)’1li2ノとコン
トロールダート電極25の合わせズレが起こることがな
く、素子特性全均一化することができる6また、従来の
方法よりも写真蝕刻工程が一回少ないので歩留りを向上
することができる。
なお、上記実姉例では第2図(c)図示の工程で閾値制
御のためのチャネルイオン注入としてがロンをイオン代
入したが、基板1ノの不純物濃度によってはチャネルイ
オン注入を行なわなくてもよい。
1だ、上記実施例では最初にコントロールゲ−ト電極の
一部となる第2の多結晶シリコン膜上に窒化シリコンB
莫を堆積したが、この窒化シリコン膜は堆私L7なくて
もよい。この場合、第2図(e)図示の工程における熱
酸化によって多結晶シリコン膜・ぐターン18上面に熱
酸化膜が形成されるが、後の製造工程に何ら影響を与え
ない。
更に、上記実施例では20一テインググート石、砿2ノ
及びコントロールゲート電極25を多結晶シリコンで形
成したが、他の拐料金用いてもよい。また、コントロー
ルダート電、極25を形成するにはケ゛−ト電極伺料金
第2図(、)及び(f)の工程で2回堆積するが、これ
らは別々の材相全用いてもよい。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く、本発明−の半導体装置の製造方法に
よれば、70−テイングダー)電極トコントロールダー
ト電極との合わせズレをなくして素子特性を均一化でき
るとともに写真蝕刻工程の減少にょカ歩留やを向上でき
るものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の方法にょ勺創造されたFEPI’ffl
の断面図、第2図(、)〜(1)は本発明の実施例にお
けるEEPROMの↓遣方法を示す断面図である。 1ノ・・・P型シリコンM&、12・・・フィールド酸
化膜、13・・・第1の熱酸化膜、14・・・第1の多
結晶シリコン膜、15・・・第2の熱酸化膜、ノロ・・
・ホトレジスト24′ターン、17・・・窒化シリコ:
y 膜/4 ター ン、1 B・・・多結晶シリコン膜
ノ母ターン、19川第2の窒化シリコン膜、1g′・・
・残存窒化シリコン膜、2o・・・第2のr〜ト酸化膜
、−フインググート電極、22・・・第1のケ゛−ト酸
化膜、23・・・第3の熱酸化膜、24・・・残存多結
晶シリコン膜、25・・・コントロールケ゛−ト電極、
26・・・P−型不純物領域、27゜28・・・N+型
ソース、ドレイン領域、29・・・PSG膜、30・・
・コンタクトホール、31・・・At配線。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第2図 B+ 第2図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)−導電型の半導体基板の素子分離絶縁膜によって
    囲まれた素子領域表面に第1の絶縁膜を形成する工程と
    、全面に第1のダート電極材料を堆秩し、該第1のダー
    ト電極材料表面に第2の絶縁膜を形成し、更に全面に第
    2のゲートは極拐料全堆積する工程と、該第2のダート
    電極材料をツヤターニングして第2のダート電極の一部
    となる第2のダート電極材料ノ(ターンを形成する工程
    と、全面に耐酸化性膜を堆積した後、異方性エツチング
    によりエツチングし、少なくとも前記第2のダート電極
    材料パターンの側面に耐酸化性膜を残存きせる工程と、
    前記第2のダート電極材料パターン及びその側面に残存
    した耐酸化性膜全マスクとして前記第2の絶縁膜、第1
    のダート電極劇料及び第1の絶縁膜を順次)ぐターニン
    グし、第2のダート絶縁膜、第1のダート電極及び第1
    のダート絶縁膜を形成する工程と、前記残存した耐酸化
    性膜を耐酸化性マスクとして熱酸化を行ない、露出した
    基板表面及び第1のダート電極の側面に酸化膜を形成す
    る工程と、前記残存した耐酸化性膜を除去する工程と、
    全面に再び第2のダート電極材料全堆積した後、異方性
    エツチングによりエツチングし、前記第1のr−)電極
    側面に前記酸化膜を介して位置し、前記第2のダート電
    極材料パターンの側面に接触する第2のダート電極材料
    全残存させ、これらにより第2のダート電極を形成する
    工程と、該第2のダート電極をマスクとして利用し、不
    純物をイオン注入することによシ基板と逆導電型のソー
    ス、・ドレイン領域を形成する工程とを具備したこと′
    fr特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. (2)第2のダート絶縁膜、第1のダート電極及び第1
    のダート絶Rmk形成する工程の後、閾値制御のための
    チャネルイオン注入として基板と同導電型の不純物をイ
    オン注入することを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の半導体装置の製造方法。
JP58128245A 1983-07-14 1983-07-14 半導体装置の製造方法 Pending JPS6020583A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH034567A (ja) * 1989-06-01 1991-01-10 Toshiba Corp 半導体記憶装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH034567A (ja) * 1989-06-01 1991-01-10 Toshiba Corp 半導体記憶装置

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