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JPH02240968A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device

Info

Publication number
JPH02240968A
JPH02240968A JP1060743A JP6074389A JPH02240968A JP H02240968 A JPH02240968 A JP H02240968A JP 1060743 A JP1060743 A JP 1060743A JP 6074389 A JP6074389 A JP 6074389A JP H02240968 A JPH02240968 A JP H02240968A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor device
gate
floating gate
manufacturing
length
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1060743A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Tanaka
真一 田中
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP1060743A priority Critical patent/JPH02240968A/en
Publication of JPH02240968A publication Critical patent/JPH02240968A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明はMO8構造をもった半導体装置の製造方法に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device having an MO8 structure.

(従来の技術) 半導体装置を製造する際は半導体基板等へ不純物を導入
するという工程が必須である。
(Prior Art) When manufacturing a semiconductor device, a step of introducing impurities into a semiconductor substrate or the like is essential.

第2図を用いて従来のフローティングゲートをもったメ
モリセルの製造方法を説明する。半導体基板1上に絶縁
膜であるゲート酸化膜2を形成し、ゲート酸化膜2上に
フローティングゲート3を形成する。(同図(a)) 次にMO5構造の5ourceとすべき領域にレジスト
12を形成してカバーし、半導体基板1と逆導電型の不
純物を導入して拡散層4を形成する。
A conventional method for manufacturing a memory cell with a floating gate will be described with reference to FIG. A gate oxide film 2, which is an insulating film, is formed on a semiconductor substrate 1, and a floating gate 3 is formed on the gate oxide film 2. ((a) in the same figure) Next, a resist 12 is formed to cover a region of the MO5 structure that should be 5 sources, and an impurity having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate 1 is introduced to form a diffusion layer 4.

(同図(b)) 次にレジスト12を除去した後、フローティングゲート
3上に絶縁膜である絶縁膜5を形成したフローティング
ゲート3上にコントロールゲート6を形成する。ただし
フローティングゲート3の1部は半導体基板1上のゲー
ト酸化膜2上にも形成する。(同図(C)) 次にコントロールゲート6をマスクとして半導体基板1
と逆導電型の不純物を導入して、拡散層7を形成する。
((b) in the same figure) Next, after removing the resist 12, a control gate 6 is formed on the floating gate 3 on which an insulating film 5, which is an insulating film, is formed on the floating gate 3. However, a portion of the floating gate 3 is also formed on the gate oxide film 2 on the semiconductor substrate 1. ((C) in the same figure) Next, using the control gate 6 as a mask, the semiconductor substrate 1 is
A diffusion layer 7 is formed by introducing an impurity of a conductivity type opposite to that of the first dopant.

(同図(d)) ここで拡散層4からフローティングゲート3の拡散層7
側のエツジまでの長さをL(実効長L)とし、フローテ
ィングゲート3の拡散層7側のエツジから拡散層7まで
の長さをF(オフセット長F)とする。この方法では実
効長しの長さは後の熱工程による拡散層4の拡がりを考
慮することにより制御することができた。しかしながら
拡散層7はフローティングゲート3上に形成するコント
ロールゲート6をマスクとして不純物を導入することに
より形成されるためフローティングゲート3とコントロ
ールゲート6との間の合わせずれによってオフセット長
Fの精度が良くないという欠点があった。
((d) in the same figure) From the diffusion layer 4 to the diffusion layer 7 of the floating gate 3
Let the length from the edge of the floating gate 3 on the side of the diffusion layer 7 to the diffusion layer 7 be F (offset length F). In this method, the effective length could be controlled by taking into consideration the expansion of the diffusion layer 4 due to the subsequent thermal process. However, since the diffusion layer 7 is formed by introducing impurities using the control gate 6 formed on the floating gate 3 as a mask, the accuracy of the offset length F is not good due to misalignment between the floating gate 3 and the control gate 6. There was a drawback.

半導体装置の特性はLの長さが一定の場合、第3図(a
) (b)に示すようにFの長さに大きく依存する。す
なわちFが長いとCe1lへの書き込み量vthが低下
し、31に示すようにプログラム特性が低下する。また
32に示すようにRead時のアクセスタイムが大きく
なり、半導体装置の動作速度が遅くなる。反対にFが短
かいとプログラム特性の低下とアクセスタイムが大きく
なるという問題は解消されるが、Fの長さがある値(本
例では0.5μm)より小さくなると33に示すように
バンチスルー電圧が急激に低下してしまう。したがって
Fの値は長すぎても短かすぎても半導体装置の特性に不
具合を生じ、以前から所望の長さのFを精度良く得るこ
とのできる半導体装置の製造方法が望まれていた。
The characteristics of a semiconductor device are shown in Figure 3 (a) when the length of L is constant.
) As shown in (b), it depends largely on the length of F. That is, if F is long, the amount of writing to Ce1l, vth, decreases, and as shown in 31, the program characteristics deteriorate. Furthermore, as shown in 32, the access time during reading becomes longer, and the operating speed of the semiconductor device becomes slower. On the other hand, if F is short, the problems of deterioration of program characteristics and increase of access time will be solved, but if the length of F becomes smaller than a certain value (0.5 μm in this example), bunch through occurs as shown in 33. The voltage drops suddenly. Therefore, if the value of F is too long or too short, problems will occur in the characteristics of the semiconductor device, and a method of manufacturing a semiconductor device that can accurately obtain a desired length of F has been desired for some time.

(発明が解決しようとする課題) 上述したように従来の半導体装置の製造方法にあっては
フローティングゲートの下の大きさは制御できるが、コ
ントロールゲートの下の大きさにばらつきをもってしま
い、半導体装置の安定した性質を得ることができなかっ
た。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional semiconductor device manufacturing method, the size under the floating gate can be controlled, but the size under the control gate varies, and the semiconductor device It was not possible to obtain stable properties.

そこで本発明はオフセット長Fのばらつきをなくし、安
定した性質をもつ半導体装置を製造することを目的とし
ている。
Therefore, it is an object of the present invention to eliminate variations in the offset length F and to manufacture a semiconductor device with stable properties.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の半導体装置の製造方法は半導体基板上の絶縁膜
上に所定の間隔をおいてフローティングゲートとダミー
ゲートを形成する工程と、前記フローティングゲートと
ダミーゲートの間に埋め込み材を埋め込む工程と、前記
ダミーゲートを除去する工程と、前記埋め込み材をマス
クとして前記半導体基板に不純物を導入する工程と、前
記フローティングゲート上に第2の絶縁膜を形成する工
程と、前記第2の絶縁膜上にコントロールゲートを形成
する工程とからなる。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) A method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a step of forming a floating gate and a dummy gate at a predetermined interval on an insulating film on a semiconductor substrate, and burying a filling material between the gate and the dummy gate; removing the dummy gate; introducing impurities into the semiconductor substrate using the filling material as a mask; and forming a second insulating film on the floating gate. and a step of forming a control gate on the second insulating film.

(作 用) 半導体装置の特性はコントロールゲートの下の拡散層間
の長さに依存する。実効長しが一定の場合オフセット長
Fに依存する。本発明の半導体装置の製造方法において
は半導体基板上の絶縁膜上にフローティングゲートを形
成する際望ましい長さFを隔てて同時にダミーゲートを
形成し、フローティングゲートとダミーゲートの間に埋
め込み材を埋め込んだ後、ダミーゲートを除去する。
(Function) The characteristics of a semiconductor device depend on the length between the diffusion layers under the control gate. If the effective length is constant, it depends on the offset length F. In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, when forming a floating gate on an insulating film on a semiconductor substrate, a dummy gate is formed at the same time separated by a desired length F, and a filling material is embedded between the floating gate and the dummy gate. After that, remove the dummy gate.

さらにFの長さの埋め込み材をマスクとして半導体基板
に不純物を導入しフローティングゲートのエツジから拡
散層の間に望ましい長さFを得る。
Further, impurities are introduced into the semiconductor substrate using the filling material having a length of F as a mask to obtain a desired length F between the edge of the floating gate and the diffusion layer.

以上の方法を用いるとFの長さはコントロールゲートと
ダミーゲートの間の間隔によって制御することができ、
精度の良いFの長さを得ることができる。
Using the above method, the length of F can be controlled by the interval between the control gate and the dummy gate,
A highly accurate length of F can be obtained.

(実施例) 第1図を用いて本発明を用いた半導体装置の製造方法の
一実施例を説明する。P型半導体基板1上に絶縁膜であ
るゲート酸化膜2を形成する。さらにゲート酸化膜2上
にCVD法またはスパッタ法を用いて例えば不純物を含
んだpoly−8i膜を堆積する。次にフォトレジスト
法を用いてマスクを形成した後RI E (React
lve IonEtehlng )法を用いてpoly
−8i膜を選択的にエツチングして電極であるフローテ
ィングゲート3とダミーゲート8を形成しその後マスク
を除去する。その際フローティングゲート3とダミーゲ
ート8のオフセットFめ間隔を所望の大きさとする。(
同図(a)) 次に少なくとも拡散層7形成部をレジスト12でカバー
しイオン注入法を用いてドレイン形成部に例えばAs(
ヒ素)イオンを注入する。(同図(b)) 次にレジスト12を除去した後例えばTEOS(テトラ
エキシトシラン)、5o−G(スピンオングラス)等の
埋め込み材9をオフセット部を含む全面に堆積する。(
同図(C)) 次にRIE法を用いて埋め込み材9にエッチバックを行
ない、側壁部10を残すようにエツチングを止める。(
同図(d)) 次にフローティングゲート3上にレジスト11を形成し
てCD E (Chemical Dry Etchl
ng)法やRIE法を用いてダミーゲート8を除去する
(Example) An example of a method for manufacturing a semiconductor device using the present invention will be described with reference to FIG. A gate oxide film 2, which is an insulating film, is formed on a P-type semiconductor substrate 1. Furthermore, a poly-8i film containing impurities, for example, is deposited on the gate oxide film 2 using a CVD method or a sputtering method. Next, after forming a mask using a photoresist method, RIE (React
Poly
The -8i film is selectively etched to form floating gates 3 and dummy gates 8, which are electrodes, and then the mask is removed. At this time, the offset distance F between the floating gate 3 and the dummy gate 8 is set to a desired size. (
(a)) Next, at least the portion where the diffusion layer 7 is formed is covered with a resist 12, and the drain portion is filled with, for example, As(
Arsenic) ions are implanted. (FIG. 2(b)) Next, after removing the resist 12, a filling material 9 such as TEOS (tetraexitosilane) or 5o-G (spin-on glass) is deposited on the entire surface including the offset portion. (
(C) of the same figure) Next, the embedded material 9 is etched back using the RIE method, and the etching is stopped so that the side wall portion 10 remains. (
(d) of the same figure) Next, a resist 11 is formed on the floating gate 3, and then CD E (Chemical Dry Etchl) is applied.
The dummy gate 8 is removed using the ng) method or the RIE method.

(同図(e)) さらに続けて側壁部10をマスクとしてイオン注入法を
用い、例えばAs(ヒ素)を注入して5ourceとな
る拡散層7を形成する。(同図(「))次にCDE法を
用いて、レジト11と埋め込み材からなる側壁部10を
除去する。(同図(g))次に従来の方法を用いてフロ
ーティングゲート3上に酸化膜5を形成し、酸化膜5上
に例えば不純物を含んだシリコンからなるコントロール
ゲート6を形成する。
((e) in the same figure) Further, using the side wall portion 10 as a mask, an ion implantation method is used to implant, for example, As (arsenic) to form a diffusion layer 7 having a thickness of 5 sources. (The same figure (')) Next, using the CDE method, the side wall part 10 consisting of the resist 11 and the filling material is removed. (The same figure (g)) Next, the oxidation is applied on the floating gate 3 using the conventional method. A film 5 is formed, and a control gate 6 made of, for example, silicon containing impurities is formed on the oxide film 5.

本発明の半導体装置の製造方法を用いると、オフセット
Fの長さはフローティングゲート3とダミーゲート8の
間隔の精度にのみ依存し、フローティングゲート3とコ
ドンロールゲート6の合わせ精度には依存しない。これ
に対して従来の半導体装置の製造方法を用いると、フロ
ーティングゲート3の寸法精度、コントロールゲート6
の寸法精度、さらにフローティングゲート3とコントロ
ールゲート6の合わせ精度がFの大きさのばらつきの要
因となる。
When the semiconductor device manufacturing method of the present invention is used, the length of the offset F depends only on the accuracy of the spacing between the floating gate 3 and the dummy gate 8, and does not depend on the alignment accuracy between the floating gate 3 and the codon roll gate 6. On the other hand, when conventional semiconductor device manufacturing methods are used, the dimensional accuracy of the floating gate 3 and the control gate 6 are
The dimensional accuracy of F and the alignment accuracy of the floating gate 3 and control gate 6 are factors that cause variations in the size of F.

例えば寸法精度が±0.2μm9合わせ精度が±082
μmとすると、仮にFの値を0.8μmと設定した場合
、従来の製造方法を用いるオフセットFの大きさは寸法
のばらつきで0.8〜1.0μmになり、さらにフロー
ティングゲート3とコントロールゲート6の合わせずれ
を含めると0.4μm〜1.2μmの大きさにばらつく
。ところが本発明の半導体装置の製造方法を用いるとフ
ローティングゲート3を形成する際の形成誤差のみがF
の長さのばらつきに寄与するためFの値は最悪でも0.
6μm −1,0μmの範囲におさまる。
For example, dimensional accuracy is ±0.2μm9 alignment accuracy is ±082
μm, and if the value of F is set to 0.8 μm, the size of the offset F using the conventional manufacturing method will be 0.8 to 1.0 μm due to dimensional variations, and the floating gate 3 and control gate If the misalignment of 6 is included, the size will vary from 0.4 μm to 1.2 μm. However, when the semiconductor device manufacturing method of the present invention is used, only the formation error when forming the floating gate 3 is F.
Because it contributes to the variation in length, the value of F is at worst 0.
It falls within the range of 6 μm - 1.0 μm.

第3図に示すように半導体装置の緒特性はFの長さに依
存する。同図(a)に示すようにプログラム特性(Ce
l 1への書き込み量)とアクセスタイムはFの値が大
きいと劣化し、小さいほど向上するが、同図(b)に示
すようにFの値が小さいとパンチスルー電圧が急激に低
下する。
As shown in FIG. 3, the fiber characteristics of a semiconductor device depend on the length of F. As shown in figure (a), the program characteristics (Ce
The write amount to l1) and the access time deteriorate as the value of F is large, and improve as the value of F becomes small, but as shown in FIG. 12(b), when the value of F is small, the punch-through voltage drops rapidly.

本例の場合Fの値が0.5μm以下では半導体装置は動
作しなくなるため従来の半導体装置の製造方法では加工
上のばらつきの要因を考慮するとFの値を0.8μmと
設定することは困難でありFの長さを長めに設定して半
導体装置を製造しなければならなかったため半導体装置
のプログラム特性の低下とアクセスタイムの増大の要因
となるが、本発明の半導体装置の製造方法を用いるとF
の長さを0.8μmと小さく設定して半導体装置を製造
することができるため、半導体装置のプログラム特性の
向上とアクセスタイムの短縮をはかることができ、しか
もFの長さの精度が良いため安定した特性をもった半導
体装置を製造することができる。
In this example, if the value of F is less than 0.5 μm, the semiconductor device will not operate, so with conventional semiconductor device manufacturing methods, it is difficult to set the value of F to 0.8 μm, considering the factors of processing variations. Therefore, it is necessary to manufacture the semiconductor device by setting the length of F to be long, which causes deterioration in the programming characteristics of the semiconductor device and increase in access time.However, using the method for manufacturing the semiconductor device of the present invention, and F
Since semiconductor devices can be manufactured by setting the length of F as small as 0.8 μm, it is possible to improve the programming characteristics of the semiconductor device and shorten access time, and the accuracy of the length of F is good. A semiconductor device with stable characteristics can be manufactured.

[発明の効果] 本発明の半導体装置の製造方法によれば、半導体装置の
性質のばらつきをおさえることができ、歩留まりと特性
の向上を達成することができる。
[Effects of the Invention] According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, variations in the properties of the semiconductor device can be suppressed, and improvements in yield and characteristics can be achieved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の半導体装置の製造方法の一実施例を示
す工程図、第2図は従来の半導体装置の製造方法の工程
図、第3図は半導体装置諸特性のFの値依存性を示す。 1・・・半導体基板   2・・・ゲート酸化膜3・・
・フローティングゲート 4・・・拡散層     5・・・酸化膜6・・・コン
トロールゲート 7・・−拡散層     8・・・ダミーゲート9・・
・埋め込み材   lO・・・側壁部11、12.13
・・・レジスト オフでットFOt駒) 筈 図
FIG. 1 is a process diagram showing an embodiment of the semiconductor device manufacturing method of the present invention, FIG. 2 is a process diagram of a conventional semiconductor device manufacturing method, and FIG. 3 is the dependence of various semiconductor device characteristics on the value of F. shows. 1... Semiconductor substrate 2... Gate oxide film 3...
・Floating gate 4...Diffusion layer 5...Oxide film 6...Control gate 7...-Diffusion layer 8...Dummy gate 9...
・Embedded material lO...Side wall portions 11, 12.13
・・・Resist off and FOt piece) Should be

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 半導体基板上の絶縁膜上に所定の間隔をおき、フローテ
ィングゲートとダミーゲートを形成する工程と、前記フ
ローティングゲートと前記ダミーゲートの間に埋め込み
材を埋め込む工程と、前記ダミーゲートを除去する工程
と、前記埋め込み材をマスクとして前記半導体基板に不
純物を導入する工程と、前記フローティングゲート上に
第2の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の絶縁膜上に
コントロールゲートを形成する工程と、を備えたことを
特徴とする半導体装置の製造方法。
forming a floating gate and a dummy gate at predetermined intervals on an insulating film on a semiconductor substrate; embedding a filling material between the floating gate and the dummy gate; and removing the dummy gate. , a step of introducing an impurity into the semiconductor substrate using the filling material as a mask, a step of forming a second insulating film on the floating gate, and a step of forming a control gate on the second insulating film, A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
JP1060743A 1989-03-15 1989-03-15 Manufacturing method of semiconductor device Pending JPH02240968A (en)

Priority Applications (1)

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JP1060743A JPH02240968A (en) 1989-03-15 1989-03-15 Manufacturing method of semiconductor device

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JP1060743A JPH02240968A (en) 1989-03-15 1989-03-15 Manufacturing method of semiconductor device

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JP (1) JPH02240968A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0855923A (en) * 1994-07-08 1996-02-27 Lg Semicon Co Ltd Manufacture of semiconductor memory device
US6075267A (en) * 1996-02-28 2000-06-13 Ricoh Company, Ltd. Split-gate non-volatile semiconductor memory device

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