JP2833030B2 - Manufacturing method of nonvolatile semiconductor device - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
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- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
- H10B69/00—Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は不揮発性半導体装置の製造方法に関し、特に
二重ゲート電極トランジスタを有する不揮発性半導体記
憶装置の製造方法に関する。The present invention relates to a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device having a double gate electrode transistor.
[従来の技術] 従来、この種の記憶装置を高集積化するための製造方
法の例として、第4図に示すものが知られている。この
方法は、基板をエッチングして形成した溝内に絶縁膜を
埋め込んで素子分離領域を形成するものであり、既に19
86 VLSI SYMPOSIUMで発表されたものである(Digest Te
chnology Paper,1986,VLSI SYMPOSIUM,P87,K.Sekiya et
al.)。[Prior Art] Conventionally, as an example of a manufacturing method for highly integrating such a storage device, the one shown in FIG. 4 is known. According to this method, an insulating film is buried in a groove formed by etching a substrate to form an element isolation region.
86 VLSI SYMPOSIUM (Digest Te
chnology Paper, 1986, VLSI SYMPOSIUM, P87, K. Sekiya et.
al.).
以下、この製造方法について、第4図(a)〜(i)
を用いて説明する。Hereinafter, this manufacturing method will be described with reference to FIGS. 4 (a) to 4 (i).
This will be described with reference to FIG.
第4図(a),(b)に示すように((b)は(a)
のB−B線に沿う断面図)、P型半導体基板101上に、
第1のゲート酸化膜102を形成し、さらにその上に第1
の多結晶シリコン層103、絶縁膜104、多結晶シリコン層
105を積層して形成し、その後周知のPR(フォトリソグ
ラフィ)技術により、後に素子間分離領域となる部分だ
けを露出するようにフォトレジスト106をパターニング
し、これをマスクに多結晶シリコン層105、絶縁膜104、
第1の多結晶シリコン層103、第1のゲート酸化膜102を
順次選択的にエッチングし基板表面を露出させ、さらに
基板を溝状にエッチングする。As shown in FIGS. 4 (a) and 4 (b), ((b) is (a)
Cross-section along the line BB) of FIG.
A first gate oxide film 102 is formed, and a first gate oxide film 102 is further formed thereon.
Polycrystalline silicon layer 103, insulating film 104, polycrystalline silicon layer
Then, a photoresist 106 is patterned by a well-known PR (photolithography) technique so as to expose only a portion to be an element isolation region later, and using this as a mask, the polycrystalline silicon layer 105 is formed. Insulating film 104,
The first polycrystalline silicon layer 103 and the first gate oxide film 102 are sequentially and selectively etched to expose the substrate surface, and the substrate is etched in a groove shape.
次に、第4図(c)に示すように、フォトレジスト10
6を除去した後、全面に気相成長法等により酸化膜107を
堆積し、これをエッチバックして、多結晶シリコン層10
5の表面を露出させることにより、溝内に酸化膜を埋め
込む。Next, as shown in FIG.
After removing 6, an oxide film 107 is deposited on the entire surface by a vapor phase growth method or the like, and this is etched back to form a polycrystalline silicon layer 10.
By exposing the surface of 5, an oxide film is embedded in the groove.
次に、第4図(d)に示すように、多結晶シリコン層
105、絶縁膜104を除去した後、新たに第2のゲート酸化
膜108を、例えば熱酸化法により、第1の多結晶シリコ
ン層上に形成し、さらに後にワード線となる第2の多結
晶シリコン層109を積層する。Next, as shown in FIG.
After removing the insulating film 104 and the insulating film 104, a second gate oxide film 108 is newly formed on the first polycrystalline silicon layer by, for example, a thermal oxidation method. The silicon layer 109 is stacked.
次に、第4図(e)に示すように、周知のPR技術によ
りフォトレジスト110を所定の位置に形成し、これをマ
スクに第2の多結晶シリコン層をエッチング除去して相
互に平行でかつ相互に離れた複数本の多結晶シリコンラ
イン111を形成する。ここで、多結晶シリコンライン111
のパターニング用のフォトレジスト110は残しておく。Next, as shown in FIG. 4 (e), a photoresist 110 is formed at a predetermined position by a well-known PR technique. Further, a plurality of polycrystalline silicon lines 111 separated from each other are formed. Here, the polycrystalline silicon line 111
The photoresist 110 for patterning is left.
次に、第4図(f)に示すように、フォトレジスト11
0をマスクに、第2のゲート絶縁膜108、第1の多結晶シ
リコン層103を、ライン111に対し、自己整合的にエッチ
ング除去して、上記第1の多結晶シリコン層103によっ
て複数のフローティングゲートが形成される。一例を示
すと、セグメント112の部分にフローティングゲートが
形成される。Next, as shown in FIG.
Using the mask 0 as a mask, the second gate insulating film 108 and the first polycrystalline silicon layer 103 are removed by etching in a self-aligned manner with respect to the line 111, and a plurality of floating layers are formed by the first polycrystalline silicon layer 103. A gate is formed. For example, a floating gate is formed at the segment 112.
次に、第4図(g)に示すように、例えばイオン注入
法により、ライン111に対し、自己整合的にn型不純物
を導入することにより、N型ドレイン領域113、N型ソ
ース領域114を形成する。Next, as shown in FIG. 4 (g), an n-type drain region 113 and an n-type source region 114 are formed by introducing an n-type impurity into the line 111 in a self-aligning manner by, for example, an ion implantation method. Form.
次に、第4図(h)に示すように、全面に層間絶縁膜
115を形成し、次いでN型ドレイン領域上にコンタクト
ホールを形成する。Next, as shown in FIG. 4 (h), an interlayer insulating film is formed on the entire surface.
115 is formed, and then a contact hole is formed on the N-type drain region.
最後に第4図(i)に示すように、周知のPR技術とエ
ッチング技術により、アルミニウム配線117を形成し
て、セルアレイ118が完了する。Finally, as shown in FIG. 4 (i), an aluminum wiring 117 is formed by a well-known PR technique and etching technique, and the cell array 118 is completed.
[発明が解決しようとする課題] 上述した従来の製造方法では、第4図(e)で示した
X、すなわち、ワード線と素子分離領域との重ね合わせ
マージンを設ける必要があるため、高集積化を計ること
が困難であるという欠点がある。また、第4図(e)で
示したY、すなわち、ソース拡散層間隔を縮めることに
より高集積化を図ろうとすると、ソース抵抗の増大を招
き、セルの書込み特性並びに読み出し特性を悪化させる
という欠点がある。このように、従来の製造方法では、
セル特性を悪化させることなく高集積化を計ることは困
難である。[Problem to be Solved by the Invention] In the above-described conventional manufacturing method, it is necessary to provide an X shown in FIG. 4 (e), that is, an overlapping margin between a word line and an element isolation region. However, there is a disadvantage that it is difficult to measure the amount. 4 (e), that is, when an attempt is made to achieve high integration by reducing the distance between the source diffusion layers, the source resistance is increased, and the write characteristics and read characteristics of the cell are deteriorated. There is. Thus, in the conventional manufacturing method,
It is difficult to achieve high integration without deteriorating cell characteristics.
[発明の従来技術に対する相違点] 上述した従来の製造方法に対し、本発明は、複数のラ
イン状のトレンチ素子分離領域を形成し、これらに直交
するように複数のワードラインを形成した後、ソース領
域側のみ、基板側面を露出させ、n型不純物をワードラ
インに対し、自己整合的に基板に導入し、ワードライン
側壁に、絶縁膜のサイドウォールを形成し、次いで露出
したシリコン基板上に導体材の選択成長を行うことによ
り、ソース領域側でのみ素子分離領域を介して隣合うn
型領域を接続させるという相違点を有する。[Differences of the Invention from the Prior Art] In contrast to the above-described conventional manufacturing method, the present invention forms a plurality of linear trench element isolation regions, and forms a plurality of word lines orthogonal to these. Exposing the side surface of the substrate only on the source region side, introducing an n-type impurity into the substrate in a self-aligned manner with respect to the word line, forming a side wall of an insulating film on the side wall of the word line, and then forming on the exposed silicon substrate By performing selective growth of the conductor material, n adjacent to the source region only via the element isolation region can be formed.
The difference is that the mold regions are connected.
[課題を解決するための手段] 本発明は、一導電型の半導体基板上に、第1の絶縁
膜、第1の導体層の少なくとも2層を有し、一方向に延
びる第1ののラインを、相互に離間して複数形成する工
程と、前記第1のライン間の基板に一方向に沿って延び
る線状の溝を形成する工程と、前記溝に絶縁材を埋め込
んで素子分離領域を形成する工程と、前記第1のライン
から絶縁され、かつ、相互に離間した、第2の導体層と
第2の絶縁膜の少なくとも2層からなる複数の第2のラ
インを、前記第1のライン上および前記素子分離領域上
に横たわるように形成する工程と、前記第1のラインを
前記第2のラインに対して自己整合的にエッチングして
前記第1のラインから複数のフローティングゲートを形
成する工程と、複数形成された第2のライン間の領域の
うち、ソースとなるべき領域の素子分離領域の絶縁材を
一部エッチング除去して、該領域中の基板の側面の一部
を露出させる工程と、基板と逆導電型の不純物を、前記
第2のラインに対して自己整合的に導入して基板表面に
逆導電型のドープ領域を形成する工程と、 全面に絶縁膜を堆積し、これをエッチングして前記第
2のラインの側壁に絶縁膜のサイドウォールを形成する
工程と、基板が露出した部分にのみ、導体材を選択成長
させることによって、第2のライン間の領域のうち、ソ
ースとなるべき領域では素子分離領域を介して隣合う前
記ドープ領域を互いに接続し、かつ、ドレインとなるべ
き領域では接続が生じないようにする工程と、を含むこ
とを特徴とする不揮発性半導体装置の製造方法である。[Means for Solving the Problems] The present invention provides a first line having at least two layers of a first insulating film and a first conductor layer on a semiconductor substrate of one conductivity type, and extending in one direction. Forming a plurality of lines separated from each other, forming a linear groove extending in one direction in the substrate between the first lines, and embedding an insulating material in the groove to form an element isolation region. Forming a plurality of second lines composed of at least two layers of a second conductor layer and a second insulating film that are insulated from the first lines and that are separated from each other, Forming a plurality of floating gates from the first line by etching the first line in a self-aligned manner with respect to the second line; Between a plurality of formed second lines A step of partially removing an insulating material in an element isolation region of a region to be a source in the region to be exposed, and exposing a part of a side surface of the substrate in the region; Forming a reverse conductivity type doped region on the substrate surface by introducing the second line in a self-aligned manner; depositing an insulating film over the entire surface and etching the insulating film to form a side wall of the second line; Forming a sidewall of an insulating film on the substrate, and selectively growing a conductive material only on a portion where the substrate is exposed. Connecting the adjacent doped regions to each other and preventing connection in a region to be a drain.
[実施例] 次に、本発明について図面を用いて説明する。第1図
(a)は本発明の方法により製造されたメモリセルアレ
イの平面図、第1図(b),(c),(d),(e)は
それぞれ第1図(a)のB-B,C-C,D-D,E-Eに沿った断面
図である。第1図(b)はアレイのソース領域を示す
が、ここでは、素子分離領域1を介して隣合うn型ソー
ス拡散層がCVDタングステン3で接続されている。これ
に対し、第1図(c)では、アレイのドレイン領域を示
すが素子領域1を介して隣合うN型ドレイン拡散層4は
分離されている。この点が本発明のポイントである。Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 (a) is a plan view of a memory cell array manufactured by the method of the present invention, and FIGS. 1 (b), (c), (d) and (e) are BB, FIG. 1 (a), respectively. It is sectional drawing along CC, DD, EE. FIG. 1B shows the source region of the array. Here, adjacent n-type source diffusion layers are connected by CVD tungsten 3 via the element isolation region 1. On the other hand, FIG. 1 (c) shows the drain region of the array, but the adjacent N-type drain diffusion layer 4 via the element region 1 is separated. This is the point of the present invention.
次に、本発明による製造方法の実施例を、第2図に示
す平面図及び断面図を用いて説明する。Next, an embodiment of the manufacturing method according to the present invention will be described with reference to a plan view and a sectional view shown in FIG.
まず、第2図(a)に示すように、P型半導体基板5
上に第1のゲート酸化膜6、第1の多結晶シリコン層
7、絶縁膜8、多結晶シリコン層9を順次形成する。First, as shown in FIG. 2A, a P-type semiconductor substrate 5 is formed.
A first gate oxide film 6, a first polycrystalline silicon layer 7, an insulating film 8, and a polycrystalline silicon layer 9 are sequentially formed thereon.
次に、第2図(b),(c)に示すように、周知のPR
技術により、フォトレジスト10を形成し、これをマスク
に、多結晶シリコン層9、絶縁膜8、第1の多結晶シリ
コン層7、第1のゲート酸化膜6を順次エッチングし
て、4層が積層されて成る相互に平行でかつ離間した複
数の第1のライン11を形成し、さらにライン間のシリコ
ン基板を溝状にエッチングする。Next, as shown in FIGS. 2 (b) and 2 (c), a well-known PR
A photoresist 10 is formed by a technique, and using this as a mask, the polycrystalline silicon layer 9, the insulating film 8, the first polycrystalline silicon layer 7, and the first gate oxide film 6 are sequentially etched to form four layers. A plurality of stacked first lines 11 are formed parallel to and separated from each other, and the silicon substrate between the lines is etched in a groove shape.
次に、第2図(d)に示すように、フォトレジストを
除去した後、気相成長法により、全面にCVD酸化膜12を
堆積した後、多結晶シリコン層の表面が露出するまでエ
ッチバックを行って溝内にCVD酸化膜12を埋め込み、ラ
イン状の素子分離領域13を形成する。この時多結晶シリ
コン層9は、エッチバック時、下の第1多結晶シリコン
層を保護するとともに、CVD酸化膜表面が第1の多結晶
シリコン層7よりも深くならないようにする役割があ
る。Next, as shown in FIG. 2 (d), after removing the photoresist, a CVD oxide film 12 is deposited on the entire surface by vapor phase epitaxy, and then etched back until the surface of the polycrystalline silicon layer is exposed. Then, a CVD oxide film 12 is buried in the trench to form a linear element isolation region 13. At this time, the polycrystalline silicon layer 9 has a role of protecting the underlying first polycrystalline silicon layer and preventing the surface of the CVD oxide film from becoming deeper than the first polycrystalline silicon layer 7 during the etch back.
次に、第2図(e)に示すように、多結晶シリコン層
9、絶縁膜8を例えばRIEによる異方性のエッチングで
除去した後、新たに第1の多結晶シリコン層7上に第2
のゲート絶縁膜14を形成する。この絶縁膜としては例え
ばONO(酸化膜−窒化膜−酸化膜)がある。次いで、第
2の多結晶シリコン層15、第2の絶縁膜16を堆積する。Next, as shown in FIG. 2 (e), after the polycrystalline silicon layer 9 and the insulating film 8 are removed by, for example, anisotropic etching using RIE, a new layer is formed on the first polycrystalline silicon layer 7. 2
The gate insulating film 14 is formed. As this insulating film, for example, there is ONO (oxide film-nitride film-oxide film). Next, a second polycrystalline silicon layer 15 and a second insulating film 16 are deposited.
次に、第2図(f)に示すように、周知のPR技術によ
りフォトレジスト17を形成し、これをマスクに第2の絶
縁膜16、第2の多結晶シリコン層15を順次エッチングし
て二層が積層されて成る、相互に平行で相互に分離され
た複数の第2のライン18を形成する。これらの第2のラ
イン18は、第1のライン11と直交し、かつ、第1のライ
ン11上を第2のゲート絶縁膜を介して横断している。こ
こで、第2のライン上のフォトレジスト19は残してお
く。Next, as shown in FIG. 2 (f), a photoresist 17 is formed by a well-known PR technique, and the second insulating film 16 and the second polysilicon layer 15 are sequentially etched using the photoresist 17 as a mask. A plurality of mutually parallel and separated second lines 18 are formed by laminating the two layers. These second lines 18 are orthogonal to the first lines 11 and cross over the first lines 11 via the second gate insulating film. Here, the photoresist 19 on the second line is left.
次いで、第2図(g)に示すように、第2のゲート絶
縁膜、第1の多結晶シリコン層を、第2のライン18に対
して自己整合的にエッチング除去して第1の多結晶シリ
コン層から成る複数のフローティングゲートを例えばセ
グメント20の領域に形成する。Next, as shown in FIG. 2 (g), the second gate insulating film and the first polycrystalline silicon layer are removed by etching in a self-aligned manner with respect to the second line 18 to form a first polycrystalline silicon layer. A plurality of floating gates made of a silicon layer are formed, for example, in the region of the segment 20.
一方、第2のライン18間の領域の第2のゲート絶縁
膜、第1の多結晶シリコン層は除去される。ここでも第
2のライン上のフォトレジスト19は残しておく。On the other hand, the second gate insulating film and the first polysilicon layer in the region between the second lines 18 are removed. Also here, the photoresist 19 on the second line is left.
次に、第2図(h),(i)に示すように、第2のラ
イン間の領域のうち、ドレイン領域側をフォトレジスト
21で覆い、適度な異方性エッチングを行うことにより、
ソース領域側の素子分離領域の酸化膜を一部除去して、
基板表面及び側面を露出させる。なお、第2図(i)は
第2図(h)のI−I断面図である。Next, as shown in FIGS. 2 (h) and 2 (i), of the region between the second lines, the drain region side is made of photoresist.
By covering with 21 and performing moderate anisotropic etching,
Partially remove the oxide film in the element isolation region on the source region side,
The substrate surface and side surfaces are exposed. FIG. 2 (i) is a sectional view taken along the line II of FIG. 2 (h).
次に、第2図(j)に示すように、フォトレジストを
除去した後、例えばイオン注入法によりn形不純物を第
2のライン18をマスクに、自己整合的に第2のライン間
の基板に導入して、複数のN型ドレイン拡散層領域22、
N型ソース拡散層領域23を形成する。なお、便宜上ドレ
イン拡散層領域上の第1のゲート酸化膜は表示を省い
た。Next, as shown in FIG. 2 (j), after the photoresist is removed, an n-type impurity is ion-implanted, for example, using the second line 18 as a mask, and the substrate between the second lines is self-aligned. And a plurality of N-type drain diffusion layer regions 22,
An N-type source diffusion layer region 23 is formed. For convenience, the display of the first gate oxide film on the drain diffusion layer region is omitted.
次に、第2図(k)に示すように全面に酸化膜を堆積
し、適度な異方性のエッチングを行うことにより、第2
のライン18の側面にサイドウォール24を形成する。第2
図(l),(m),(n)は、それぞれ第2図(k)の
L-L,M-M,N-Nに沿う断面図である。ここで第2図(l)
に示すソース領域では、基板側壁が一部露出している
が、第2図(m)に示すドレイン領域側では、基板側面
は露出しておらず、サイドウォールで囲まれている。Next, an oxide film is deposited on the entire surface as shown in FIG.
A sidewall 24 is formed on the side surface of the line 18. Second
Figures (l), (m), and (n) correspond to those in FIG.
It is sectional drawing which follows LL, MM, NN. Here, FIG. 2 (l)
In the source region shown in FIG. 2, a part of the side wall of the substrate is exposed, but on the drain region side shown in FIG. 2 (m), the side surface of the substrate is not exposed and is surrounded by the side wall.
次に、第2図(o),(p)に示すように、CVDタン
グステン3を選択成長させる。この時、ソース領域で
は、第2図(o)に示すように、CVDタングステンは上
方でけでなく、露出した基板側面Zを起点として横方向
に成長し、最終的には素子分離領域を介して隣合うN型
ソース拡散層領域23がCVDタングステン3で接続され
る。一方、ドレイン領域では、第2図(p)に示すよう
に、ドレイン拡散層領域は絶縁膜の壁に囲まれているた
め、CVDタングステン3は上方にだけ成長し素子分離領
域を介して隣合うN型ドレイン拡散層領域23は分離され
たままとなる。最終的な状態の平面図を、第2図(q)
に示す。Next, as shown in FIGS. 2 (o) and 2 (p), CVD tungsten 3 is selectively grown. At this time, in the source region, as shown in FIG. 2 (o), the CVD tungsten grows not only upward but also laterally from the exposed substrate side surface Z as a starting point, and finally through the element isolation region. Adjacent N type source diffusion layer regions 23 are connected by CVD tungsten 3. On the other hand, in the drain region, as shown in FIG. 2 (p), since the drain diffusion layer region is surrounded by the wall of the insulating film, the CVD tungsten 3 grows only upward and is adjacent via the element isolation region. The N-type drain diffusion layer region 23 remains separated. FIG. 2 (q) is a plan view of the final state.
Shown in
次に、第2図(r)に示すように、層間絶縁膜26を堆
積した後、ドレイン領域上にコンタクトホール27を開孔
する。最後に第1図(c)に示すように、コンタクトホ
ールをn型にドープされた多結晶シリコン層28で埋め込
んだ後、アルミ配線29を形成する。Next, as shown in FIG. 2 (r), after depositing an interlayer insulating film 26, a contact hole 27 is formed on the drain region. Finally, as shown in FIG. 1 (c), after filling the contact hole with an n-type doped polycrystalline silicon layer 28, an aluminum wiring 29 is formed.
第3図は本発明の第2実施例を説明する図である。第
2図(h)までは、第1の実施例と同様である。ここ
で、さらにソース領域のシリコン基板も一部エッチング
して、浅い溝を形成する。但し、素子分離領域内の酸化
膜表面よりも深くならないように注意する。次いで、第
1の実施例と同様に工程を進めていくと、第2図(h)
に相当する工程では、第3図(a)に示す如くとなる。FIG. 3 is a view for explaining a second embodiment of the present invention. Up to FIG. 2 (h), it is the same as the first embodiment. Here, the silicon substrate in the source region is also partially etched to form a shallow groove. However, care must be taken so that it does not become deeper than the oxide film surface in the element isolation region. Next, when the process is advanced in the same manner as in the first embodiment, FIG.
In the step corresponding to (a), the result is as shown in FIG.
次に、第3図(b)に示すようにCVDタングステンの
選択成長を行う。すると、ドレイン領域の基板面がドレ
イン領域の基板面よりも高いため、ドレイン領域上CVD
タングステン50はソース領域上のタングステン51よりも
突出する。次いで例えばシリカ塗布膜を用いて、平坦な
層間絶縁膜52を形成する。Next, as shown in FIG. 3B, selective growth of CVD tungsten is performed. Then, the substrate surface of the drain region is higher than the substrate surface of the drain region.
Tungsten 50 projects more than tungsten 51 on the source region. Next, a flat interlayer insulating film 52 is formed using, for example, a silica coating film.
次に第3図(c)に示すように層間絶縁膜52を適度に
エッチバックして、ドレイン領域上のCVDタングステン
のみを露出させ、その上にアルミ配線53を形成する。こ
の実施例ではドレインコンタクトをドレイン領域上のCV
Dタングステンに対し、自己整合的に形成するので、ド
レインコンタクトとドレイン領域上のCVDタングステン
との重ね合わせマージンを確保する必要がないため、よ
り高集積なセルアレイを製造することができる。Next, as shown in FIG. 3C, the interlayer insulating film 52 is appropriately etched back to expose only the CVD tungsten on the drain region, and an aluminum wiring 53 is formed thereon. In this embodiment, the drain contact is
Since it is formed in a self-alignment manner with respect to D tungsten, it is not necessary to secure an overlapping margin between the drain contact and the CVD tungsten on the drain region, so that a more highly integrated cell array can be manufactured.
[発明の効果] 以上説明したように、本発明は複数のライン状のトレ
ンチ素子分離領域を形成し、これらに直交するように複
数のワードラインを形成した後、ソース領域側のみ基板
側面を露出させ、n型不純物をワードラインに対し、自
己整合的に基板に同入し、ワードライン側壁に絶縁膜の
サイドウォールを形成し、次いで露出したシリコン基板
上に導体材の選択成長を行うことにより、ソース領域側
でのみ、素子分離領域を介して隣合うn型領域を接続さ
せることにより、従来必要だったワード線と素子分離領
域の重ね合わせマージンが不要となるので、より高集積
なEPROMセルアレイが得られるという効果がある。ま
た、ソース側は低抵抗の導体材で接続されているので、
ソース拡散層幅を縮めても、ソース抵抗は低く抑えるこ
とが可能であり、セルの書込み特性並びに読み出し特性
を悪化させることなく、セルアレイの高集積化を計るこ
とができるという効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a plurality of linear trench element isolation regions are formed, and a plurality of word lines are formed so as to be orthogonal to the plurality of trench element isolation regions. Then, the n-type impurity is introduced into the substrate in a self-aligned manner with respect to the word line, a sidewall of an insulating film is formed on the side wall of the word line, and then a conductive material is selectively grown on the exposed silicon substrate. By connecting adjacent n-type regions only through the element isolation region only on the source region side, the overlapping margin of the word line and the element isolation region, which was required in the past, becomes unnecessary, and a more highly integrated EPROM cell array Is obtained. Also, since the source side is connected with a low-resistance conductor material,
Even if the width of the source diffusion layer is reduced, the source resistance can be kept low, and there is an effect that the cell array can be highly integrated without deteriorating the write characteristics and read characteristics of the cell.
第1図(a)〜第1図(e)は本発明の第1の実施例に
より製造されたセルアレイの平面図並びに断面図、第2
図(a)〜第2図(r)は本発明の第1実施例を説明す
る図、第3図(a)〜第3図(c)は本発明の第2の実
施例を説明する図、第4図(a)〜第4図(i)は従来
の製造方法を説明する図である。 1,13……素子分離領域、2,23……n型ソース拡散層、3
……CVDタングステン、4,22……N型ドレイン拡散層、 5,101……P型半導体基板、6,102……第1のゲート酸化
膜、7,103……第1の多結晶シリコン層、8,104……絶縁
膜、9,105……多結晶シリコン層、10,17,21,106,110…
…フォトレジスト、11……第1のライン、12,107……CV
D酸化膜、14,108……第2のゲート絶縁膜、15,109……
第2の多結晶シリコン層、16……第2の絶縁膜、18……
第2のライン、19……第2のライン上のフォトレジス
ト、20,112……セグメント、24……サイドウォール、2
6,52,115……層間絶縁膜、27,116……コンタクトホー
ル、29,53,117……アルミ配線、50……ドレイン領域上
のCVDタングステン、51……ソース領域上のCVDタングス
テン、111……多結晶シリコンライン(ワード線)、118
……セルアレイ。1 (a) to 1 (e) are a plan view and a sectional view of a cell array manufactured according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
FIGS. 2A to 2R illustrate a first embodiment of the present invention, and FIGS. 2A to 2C illustrate a second embodiment of the present invention. 4 (a) to 4 (i) are views for explaining a conventional manufacturing method. 1,13 ... element isolation region, 2,23 ... n-type source diffusion layer, 3
... CVD tungsten, 4,22 N-type drain diffusion layer, 5,101 P-type semiconductor substrate, 6,102 first gate oxide film, 7,103 first polycrystalline silicon layer, 8,104 insulating film , 9,105 …… Polycrystalline silicon layer, 10,17,21,106,110…
... photoresist, 11 ... first line, 12,107 ... CV
D oxide film, 14,108 ... second gate insulating film, 15,109 ...
Second polycrystalline silicon layer, 16 second insulating film, 18
2nd line, 19 ... photoresist on 2nd line, 20,112 ... segment, 24 ... sidewall, 2
6, 52, 115 ... interlayer insulating film, 27, 116 ... contact hole, 29, 53, 117 ... aluminum wiring, 50 ... CVD tungsten on drain region, 51 ... CVD tungsten on source region, 111 ... polycrystalline silicon line (Word line), 118
... cell array.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 27/115 H01L 29/788 H01L 29/792──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 27/115 H01L 29/788 H01L 29/792
Claims (1)
膜、第1の導体層の少なくとも2層を有し、一方向に延
びる第1のラインを、相互に離間して複数形成する工程
と、 前記第1のライン間の基板に一方向に沿って延びる線状
の溝を形成する工程と、 前記溝に絶縁材を埋め込んで素子分離領域を形成する工
程と、 前記第1のラインから絶縁され、かつ、相互に離間し
た、第2の導体層と第2の絶縁膜の少なくとも2層から
なる複数の第2のラインを、前記第1のライン上および
前記素子分離領域上に横たわるように形成する工程と、 前記第1のラインを前記第2のラインに対して自己整合
的にエッチングして前記第1のラインから複数のフロー
ティングゲートを形成する工程と、 複数形成された第2のライン間の領域のうち、ソースと
なるべき領域の素子分離領域の絶縁材を一部エッチング
除去して、該領域中の基板の側面の一部を露出させる工
程と、 基板と逆導電型の不純物を、前記第2のラインに対して
自己整合的に導入して基板表面に逆導電型のドープ領域
を形成する工程と、 全面に絶縁膜を堆積し、これをエッチングして前記第2
のラインの側壁に絶縁膜のサイドウォールを形成する工
程と、 基板が露出した部分にのみ、導体材を選択成長させるこ
とによって、第2のライン間の領域のうち、ソースとな
るべき領域では素子分離領域を介して隣合う前記ドープ
領域を互いに接続し、かつ、ドレインとなるべき領域で
は接続が生じないようにする工程と、を含むことを特徴
とする不揮発性半導体装置の製造方法。1. A plurality of first lines having at least two layers of a first insulating film and a first conductor layer on a semiconductor substrate of one conductivity type and extending in one direction are separated from each other. Forming a linear groove extending in one direction in the substrate between the first lines; forming an element isolation region by embedding an insulating material in the groove; A plurality of second lines insulated from the lines and separated from each other and formed of at least two layers of a second conductor layer and a second insulating film are formed on the first lines and the element isolation regions. Forming a plurality of floating gates from the first line by etching the first line in a self-aligned manner with respect to the second line; and forming a plurality of floating gates from the first line. Of the area between the two lines Removing part of the insulating material in the element isolation region of the region to be etched to expose a part of the side surface of the substrate in the region, and removing impurities of the opposite conductivity type to the substrate with respect to the second line. Forming a reverse conductivity type doped region on the substrate surface by introducing it in a self-aligned manner; depositing an insulating film on the entire surface and etching the insulating film to form the second
Forming a side wall of an insulating film on the side wall of the line; and selectively growing a conductive material only on a portion where the substrate is exposed. Connecting the doped regions adjacent to each other via an isolation region and preventing connection in a region to be a drain.
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1989
- 1989-07-27 JP JP1194790A patent/JP2833030B2/en not_active Expired - Fee Related
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US6716703B2 (en) | 1999-07-29 | 2004-04-06 | Fujitsu Limited | Method of making semiconductor memory device having sources connected to source lines |
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JPH0360071A (en) | 1991-03-15 |
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