JPS60250676A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS60250676A
JPS60250676A JP59105996A JP10599684A JPS60250676A JP S60250676 A JPS60250676 A JP S60250676A JP 59105996 A JP59105996 A JP 59105996A JP 10599684 A JP10599684 A JP 10599684A JP S60250676 A JPS60250676 A JP S60250676A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate
oxide film
phosphorus
film
floating gate
Prior art date
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Pending
Application number
JP59105996A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazuyoshi Shinada
品田 一義
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP59105996A priority Critical patent/JPS60250676A/ja
Publication of JPS60250676A publication Critical patent/JPS60250676A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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]
    • H10D30/68Floating-gate IGFETs
    • H10D30/681Floating-gate IGFETs having only two programming levels
    • H10D30/684Floating-gate IGFETs having only two programming levels programmed by hot carrier injection
    • H10D30/685Floating-gate IGFETs having only two programming levels programmed by hot carrier injection from the channel

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  • 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】 〔@明の技術分野〕 本発明は半導体記憶装置に関し、特にEFROM。
B” FROMデバイス等の半導体記憶装置の信頼性を
向上させるものである。
〔発明の技術的背景〕
従来、2層ヂリシリコ/ゲートのEPROMセルはあ1
図(a)〜(d)に示すような工程により製造されてい
る。
まず、Pfiシリコン基rL1表面にフィールド酸化a
2を形成し水抜、フィールド酸化膜2に囲まれた基板1
表面に第1のゲート酸化膜となる熱酸化膜31形成する
。次に、全面に7g2−ナインググートとなる第1の多
結晶シリコン膜4を堆積した後、例えばPOCI!、を
拡散源として第1の多結晶シリコン膜4にリンをドーグ
する。
この際、第1の多結晶シリコンボ4中のリン濃度は6 
X l O”Cl1l−”程度とする。つづいて、熱酸
化を行ない第1の多結晶シリコンlI4の表面に第2の
ゲート酸化膜となるポリシリコンII 化Jl15t−
形成する。つづいて、全面にコントロールゲートとなる
第2の多結晶シリコン@6を堆積した後、例えばPOC
/、を拡散源として第2の多結晶シリコン膜6にリンを
ドープする(第1図(1)図示)。次いで、第2の多結
晶シリコン膜6上忙ホトレジストパターン7を形成した
後、これをマスクとして第2の多結晶シリコン膜6、ポ
リシリコン酸化膜5、第1の多結晶シリコン膜4及び熱
酸化膜3t−順次エツチングし、基板1上に第1のゲー
ト酸化膜8、フローティングゲート9、第2のゲート酸
化膜io及びコントロールゲート11を形成する。つづ
いて、ソー+ ス、ドレイン形成のためのAs のイオン注入を行なう
(同図(b)図示)。次いで、前記ホトレジストパター
ン7を除去した後、後酸化を行ない露出し℃いる基板1
1フローテイングゲート9及びコントロールゲートlI
の表面を熱酸化膜12に、変換する。これと同時にヒ素
を活性化させてNff1ソース、ドレイン領域13.1
4f形成する(同図(C)図示)。次いで、全面にCV
D酸化膜15を堆積した後、コンタクトホールを開孔し
、更に全面KAj=i蒸着した後、パターニングしてソ
ース、ドレイン電極15.16f形成し、EFROMセ
ルを製造する(同図(d)図示)。
〔背景技術の問題点〕
BP[1Mセルのフローティングゲート9におけるデー
タ保持を確実にするためには、上述したようにフローテ
ィングゲート9中の不純物(す0−3 ン)濃度を6XlO(m 程度の高濃度とする必要があ
ることが知られている。一方、RFROMデバイスの高
集積化、高速化に伴って第1のゲート酸化膜8の薄膜化
が要求され℃いる。しかし、薄い第1のゲート酸化膜8
にピンホール的なものが存在している場合にはフローテ
ィングゲート9中の高濃度の不純物が第1のゲート酸化
膜8t−突きぬけて基板l中に拡散し、その結果ゲート
リークが発生する。また、周辺回路のゲート電極t−7
0−ティングゲートとなるlAlの多結晶シリコン膜で
形成した場合には、同様なゲートリークのために回路動
作が不安定となる。
このようなことがらEFROMデバイスの信頼性及び歩
留りが著しく低下することになる・同様な欠点はE”F
ROMデバイスにおいても生じることは勿論である。
〔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、データ
保持特性を損なうことなくゲートリークを抑制し、信頼
性及び歩留りの高い半導体記憶装置を提供しようとする
ものである。
〔発明の概要〕 ・ EFROMセルあるいはEi” FROMセルのフロー
ティングゲートのコントロールゲートに対する保持耐圧
はフローティングゲートの平坦S(第1図(b)中Xで
表示)上に形成されるポリシリコン酸化膜とフローティ
ングゲートとの界面の7スベリテイによって決定される
。この場合、なめらかな界面を得てコントロールゲート
に附する保持耐圧f、亮くするにはフローティングゲー
ト中の不純物濃度全ある程度の高濃度(例えば4 x 
1 g”cm−3程度)とする必要がある。しかし、フ
ローティングゲートの平坦部の不純物濃度を高くしすぎ
る(例えば6XIQ”m 以上)とゲートリークが生じ
易くなる。
゛ 一方、フリーテイングゲートのドレインに対する保
持耐圧はフローティングゲートのはは直角な加工エツジ
(it図(b)中Yで表示)の酸化後の界面形状によっ
て決定される。この場合、なめらかな界面形状を得てド
レインに対する保以上)とする必要がある0 本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、フリ
ーテイングゲートに含まれる不純物の濃度を、フルーテ
ィングゲートの平坦部よりも側面部で高濃度としたこと
を特徴とする半導体記憶装置を骨子とするものである。
こめような半導体記憶装置によればデ、−夕保持特性を
損なうことなくグニトリークを抑制し、信頼性及び歩留
りを向上することができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を第2図(a)〜(f) K示す
製造方法を併記して説明する。
まず、比抵抗lO〜209−備のPgシリフン基板21
の表面に膜厚1,2μmのフィールド酸化膜22を形成
する。次に、フィールド酸化膜112に囲まれた素子領
域表面に膜厚500人の第1のゲート酸化膜となる熱酸
化膜23f:形成し+ た後、しきい値を制御するためにBを加・速エネルギー
100 keV、ドーズ量lXl0”−の条件でイオン
注入する。つづいて、LPCVD@により膜厚0,4μ
mのフローティングゲートとなる第1の多結晶シリコン
膜24を堆積した後、POCI。
を拡散源として1000℃で5分間熱拡散を行なうこと
により第1の多結晶シリコン膜24中に!j;/14X
lO”m の濃度でドープする。つづいて、1000℃
のドライ酸素雰囲気中で酸化を行なうことにより膜厚5
00人の第2のゲート酸化膜となるポリシリコン酸化膜
25を形成する。
つづいて、全面に膜厚0.4μmのコントロールゲート
となる第2の多結晶シリコン膜26t−堆積した後、P
OCZai拡散源として1000℃で5分間熱拡散を行
ない第2の多結晶シリコン膜26中にリンを4 X I
 Q100m ”の濃度でドープする(第2図(a)図
示)。
次いで、第2の多結晶シリコン膜26上にホトレジスト
パターン2rt−形成した後、これをマスクとして反応
性イオンエツチング法により第2の多結晶シリコン膜2
6、ポリシリコン酸化膜25及び第1の多結晶シリコン
膜24を順次エツチングし、熱酸化膜23上にフルーテ
ィングゲート2B、第2のゲート酸化膜29汲びコント
ロールゲート30を順次積層し:形成する(同図(b)
図示)。つづいて、前記ホトレジストパターン27f、
除去した後、POCI、を拡散源として909°Cで5
分間熱拡散を行ない新たにリンを2 X l 010c
m−” (7)濃度テ)” −7” L、フローティン
グゲート28の側面部のリン濃度t−6×1020儂−
3とする(同図(C)図示)。
次いで、熱酸化膜23の一部をNH4F中にてエツチン
グ除去して第1のゲート酸化膜31を速エネルギー5 
g keV 、ドース量2XlOcrIL の条件でイ
オン注入する(同図(d)図示)。つづいて、ドライ酸
素雰囲気中、1000℃で30分間熱酸化を行ない露出
している基板2J、フローティングゲート28及びコン
トロールゲート30の表面を熱酸化膜32に変換する。
これと同時にイオン注入層が活性化して/’8=50Ω
、/ll 、 xj=Q、 3 pmのN型ソース、ド
レイン領域33.34が形成される(同図(e)図示)
。つづいて、全面に@厚0.5μmのCVD酸化膜35
を堆積した後、コンタクトホールに開孔し、更に全1に
膜厚1、Q pmのA/ −S i 膜を蒸着゛した後
、バターニングしてソース電極36、ドレイン電極43
7を形成しEFROMセルを製造する(同図(り図示)
しかして上記EPROM七ルはフローティングゲート2
8中のリン濃度は平゛坦部で約4X10儒、20 −” 側面部で約6XIOcm となっているので、7四−ナ
インググート28と第2のゲート酸化膜29との界面及
びフローティングゲート28の加エエツジ忙形成される
熱酸化@32の界面形状のいずれもなめらかとなる。し
たがって、フローティングゲート28のコントロールゲ
ート30に対する保持耐圧及”びドレイン領域34に対
する保持耐圧のいずれについても向上することができる
。しかもフローティングゲート28の平坦部のリン濃度
が約4 X I Q!0(m であるので、リンが第1
、のゲート酸化膜31を突き抜けることによるゲートリ
ークが抑制される□したがって、EFROMセルの信頼
性及び歩留りを向上することができる。
また、周毎回路のトランジスタのゲート電極をフローテ
ィングゲートとなる第1の多結晶シリコン膜で形成する
場合には、82図(C)の工程における2度目のリン拡
散時、にゲート電極表面KYスク材を形成する等の手段
−よりゲート電極中のリン濃度がより高濃度とならない
よ5にすることができる。したがって、ゲートリークを
抑制して周辺゛す路?信頼性も向上できる。この結集、
IPROM−yバイスめ信頼性が着しく向上する。
なお、上記突施例では第2図(C)の工程でPOClg
を拡散源としてフローティングゲート28の側面部咳リ
ンをドープしたが、これに限らず例えばPSGrll、
を堆積した後、熱拡散を行なうことによりフローティン
グゲート28の側面部にリンをドープしても同一の効果
を得ることができる。
また、上記実施例では本発明をEPROMセルに適用し
た場合について説明したが、本発明はE″FROMFR
0Mセル適用できることは勿論である。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明によれば、信頼性及び歩留りの
著しく向上した苧導体記憶装置を提供できるものである
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は従来の8円のMセルを得るため
の製造工程を示す断面図、第2図(a)〜(f)は本発
明の実施例におけるEPROMセルを得るための製造工
程を示す断面図である。 2ノ・・・P型シリコン基板、22・・・フィールド酸
化膜、23・・・熱酸化膜、24・・・第1の多結晶シ
リコン膜、25・・・ポリシリコン酸化膜、26・・・
第2の多結晶シリコ”as z y・・・ホトレジスト
パターン、28・・・フローティングゲート、29・・
・第2のゲート酸化膜、30・・・コントロールゲート
、31・・・第1のゲート酸化膜、32・・・熱酸化膜
、33.34・・・N型ソース、ドレイン領域、35・
・・CVD酸化膜、36・・・ソース電極。 37・・・ドレイン電極・ 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 2m

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1導電型の半導体基板上に順次積層して形成された第
    1のゲート酸化膜、7p−ナインググート、第2のゲー
    ト酸化膜及びコントロールゲートと、前記フルーティン
    グゲートの両側方に位置する基板表面に形成された第2
    導電屋のソース、ドレイン領域とを有する半導体記憶装
    置において、前記70−テインググートに含まれる不純
    物の11k度を、フローティングゲートの平坦部よりも
    側面部で高濃度としたことt−特徴とする半導体記憶装
    置。
JP59105996A 1984-05-25 1984-05-25 半導体記憶装置 Pending JPS60250676A (ja)

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JP59105996A JPS60250676A (ja) 1984-05-25 1984-05-25 半導体記憶装置

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4996572A (en) * 1987-03-13 1991-02-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device
US5252846A (en) * 1987-03-13 1993-10-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device with an improved erroneous write characteristic and erasure characteristic

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4996572A (en) * 1987-03-13 1991-02-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device
US5252846A (en) * 1987-03-13 1993-10-12 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor memory device with an improved erroneous write characteristic and erasure characteristic

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