JP2003282748A - 不揮発性半導体記憶装置およびその製造方法 - Google Patents
不揮発性半導体記憶装置およびその製造方法Info
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Abstract
化、情報電荷の保持特性の向上を容易にする 【解決手段】シリコン基板1表面に第1絶縁膜2、第2
絶縁膜3、第3絶縁膜4およびシリコン層5あるいはシ
リコンゲルマニウム層が積層して形成され、上記積層膜
を挟んで第1拡散層9と第2拡散層10、第3拡散層1
1がそれぞれ形成され、上記第1の拡散層および第2の
拡散層上に熱酸化膜が形成され、上記シリコン層あるい
はシリコンゲルマニウム層に接続され上記熱酸化膜上に
配設されたメモリセル用のワード線が形成され、上記第
1の拡散層あるいは第2の拡散層をメモリセルのビット
線としている。
Description
装置およびその製造方法に関し、特にMONOS(Me
tal Oxide Nitride Oxide S
emiconductor)型の不揮発性半導体記憶装
置とその形成方法に関する。
子は大別すると、基本的にはMNOS(Metal N
itride Oxide Semiconducto
r)型トランジタとFG(Floating Gat
e)型トランジスタとの2種類になる。
2層の絶縁膜の境界領域に形成される界面領域等に情報
電荷を蓄積するものである。この型の素子には、その他
シリコン窒化膜上にシリコン酸化膜を形成するMONO
Sと呼称されるものがある。この他にこれらのシリコン
酸化膜、シリコン窒化膜以外の絶縁膜を種々に組み合わ
せた構造のものもある。
第1ゲート電極である浮遊ゲート電極に情報電荷を蓄積
するものである。この構造では、第1ゲート電極が半導
体基板主面のシリコン酸化膜上にフローティング状に形
成され、この第1ゲート電極の上部にシリコン酸化膜と
シリコン窒化膜の複合した層間絶縁膜が設けられ、更に
この層間絶縁膜の上部に制御ゲート電極である第2ゲー
ト電極が形成される。ここで、この第2ゲート電極は前
記第1ゲート電極を被覆している。
リでは、基本的には上記M(O)NOS型トランジスタ
あるいはFG型トランジスタをその不揮発性記憶素子と
して用いることができる。しかし、現在のフラッシュメ
モリの量産品は全てFG型トランジスタを不揮発性記憶
素子として用いている。しかし、FG型トランジスタで
は、情報電荷の保持特性は原理的には余りよくなく、半
導体基板主面と浮遊ゲート電極の間のトンネル酸化膜と
して9nm以上の比較的に厚いシリコン酸化膜が必要に
なる。このために、情報電荷の書き込み・消去の低電圧
化に限界が生じる。
は、半導体基板主面とシリコン窒化膜の間のトンネル酸
化膜の薄膜化が容易であり、3nm以下の薄いシリコン
酸化膜が使用できる。このために、動作電圧、特に、情
報電荷の書き込み・消去の電圧の低減が原理的に可能で
ある。この不揮発性記憶素子の情報電荷の書き込み・消
去動作は以下の通りである。すなわち、MNOS型トラ
ンジスタでは、半導体基板主面に形成した2nm程度の
膜厚のシリコン酸化膜の直接トンネルを通して、半導体
基板から上記界面領域に電子を注入し情報電荷の書き込
みが行われ、その逆に界面領域から半導体基板に電子を
放出することで情報電荷の消去が行われる。このような
界面領域は電子の捕獲中心となっている。この情報電荷
の書き込み状態が記憶情報の論理1に相当し、情報電荷
の消去状態が記憶情報の論理0に相当する。そこで、原
理的に書き込み・消去の低電圧化が可能なM(O)NO
S型トランジスタをフラッシュメモリ等の不揮発性メモ
リの記憶素子として実用に供すべく、近年において種々
の検討が精力的になされてきている。
モリの不揮発性記憶素子とするものとして、例えば、米
国特許第5,768,192号にその基本構造の開示さ
れた記憶素子がある。更に、最近では不揮発性メモリの
製造プロセスを大幅に簡素化できる技術が、NROM
(Nitride Read Only Memor
y)として、米国特許第5,966,603号に開示さ
れた。この場合の不揮発性記憶素子の基本構造は、上記
米国特許第5,768,192号に開示されたものと同
じである。
いて図10乃至図14に基づいて説明する。この中で、
上記MONOSの基本動作について説明する。図10
は、NROMのセル部の平面図である。そして、図11
は、図10に記したX−Xで切断したところの断面図で
あり、その製造工程を示す図である。ここで、図10で
は簡明化のために配線のみを説明する。
は、シリコン基板101上に第1拡散層102、第2拡
散層103、第3拡散層104が形成され、ワード線1
05,106,107が、上記拡散層に直交して配設さ
れる。ここで、上記拡散層はそれぞれビット線になる。
コン基板101の熱酸化で第1絶縁膜108を形成し、
化学気相成長(CVD)法でシリコン窒化膜を成膜し第
2絶縁膜109を形成する。このようにした後、公知の
リソグラフィ技術で、短冊状(スリット状)の拡散層パ
ターンを有するレジストマスク110を第2絶縁膜10
9上に形成する。そして、上記第2絶縁膜109エッチ
ング除去する。その後、図11(b)に示すように、レ
ジストマスク110をイオン注入マスクにしてヒ素等の
N型不純物をイオン注入し上記レジストマスク110を
除去する。そして、熱処理を施して第1拡散層102、
第2拡散層103、第3拡散層104をシリコン基板1
01表面に形成する。
図11(c)に示すように、この熱酸化により膜厚が1
00nmの拡散層上絶縁膜111を、上記第1拡散層1
02、第2拡散層103、第3拡散層104表面に形成
する。ここで、同時に第2絶縁膜109表面も熱酸化さ
れ、シリコン酸化膜が形成されて第3絶縁膜112が形
成される。このようにして、第3絶縁膜112(シリコ
ン酸化膜)/第2絶縁膜109(シリコン窒化膜)/第
1絶縁膜108(シリコン酸化膜)で成るONO構造の
積層する絶縁膜が形成されることになる。
として、膜厚が200nm程度のタングステンポリサイ
ド膜を全面に堆積させ、公知のリソグラフィ技術とドラ
イエッチング技術とで加工し、ワード線105を形成す
る。
に、シリコン基板101上に第1拡散層102、第2拡
散層103、第3拡散層104等でもってNROMセル
のビット線が形成され、ONO構造となる第1絶縁膜1
08、第2絶縁膜109、第3絶縁膜112でもって情
報電荷の書き込み・消去の領域が形成される。そして、
図10にも示したように、ワード線105,106,1
07が配設され、NROMセルの基本構造ができあが
る。
MONOS型トランジスタの基本動作について説明す
る。情報電荷(今の場合、電子である)の書き込み動作
では、図12(a)に示すように、例えば、シリコン基
板101および第1拡散層102は接地電位に固定さ
れ、第2拡散層103のVW は3Vに、ゲート電極10
5aのVGWは5V程度に設定される。このような電圧が
印加されると、ソースである第1拡散層102からドレ
インである第2拡散層103に電子流113(チャネル
電流)が生じ、第2拡散層103の近傍でチャネルホッ
トエレクトロン(CHE)となり、その一部が第1絶縁
膜108の障壁を越えて第2絶縁膜109のある領域に
捕獲される。これが、図12に示す捕獲領域114であ
る。このように、電子の書き込みでは、情報電荷は第2
絶縁膜109の第2拡散層103端に近い領域に蓄積さ
れることになる。
情報の読み出し動作では、図12(b)に示すように、
逆に、第2拡散層103がソースとして接地電位に固定
され、ドレインとなる第1拡散層102のVR は1.5
Vに、ゲート電極105aのVGRは3V程度に設定され
る。なお、ここでシリコン基板101は接地電位であ
る。
が書き込まれた論理1の場合には、第1拡散層102と
第2拡散層103間で電流は流れない。これに対して、
捕獲領域114に電子が書き込まれていない論理0の場
合には、第1拡散層102と第2拡散層103間で電流
が流れる。このようにして、書き込み情報の読み出しが
できることになる。
情報の消去動作では、図12(a)に示す構造におい
て、例えば、シリコン基板101および第1拡散層10
2は接地電位に固定され、第2拡散層103のVE は5
Vに、ゲート電極105aのV GEは−5V程度に設定さ
れる。
層103端部であって、ゲート電極105aとオーバラ
ップする領域でのバンドベンディングによるバンド間ト
ンネリングで発生する正孔が、上記捕獲領域114に注
入されて、情報電荷の消去がなされる。
の構成にすることが可能になる。これについて図13で
説明する。図13に示すように、シリコン基板101上
に第1拡散層102、第2拡散層103等でもってNR
OMセルのビット線が拡散層上絶縁膜111にで被覆さ
れて形成され、ONO構造となる第1絶縁膜108、第
2絶縁膜109、第3絶縁膜112でもって情報電荷の
書き込み・消去の領域が形成される。ここで、NROM
では2箇所に形成する情報電荷の書き込み領域すなわち
電子の捕獲領域である(第1ビット)捕獲領域114、
第2ビット捕獲領域115が用いられる。この場合の動
作は、図12で説明したのと基本的に同じとなる。この
ようにして多値化が可能となり、上述した2ビット/1
セル構成できるようになる。
NROMについて種々の試行実験を行った。その結果、
以下のような問題点があることが判った。図14を参照
して説明をする。
上絶縁膜111の形成において、図14に示すように、
酸化膜の横方向への成長により食い込み量ΔW1 が増加
することである。この食い込み量ΔW1 が増加すると、
拡散層間(例えば第1拡散層102と第2拡散層103
間)の寸法が小さくなり、短チャネル化が生じ易くな
る。これにより、NROMセルの微細化が制限されNR
OMの高密度化あるいは高集積化が制約されるようにな
る。
第2絶縁膜109の通常の熱酸化により第3絶縁膜11
2を形成する場合に、第2絶縁膜109中の窒素原子が
第1絶縁膜108中に入り込み、更にはシリコン基板1
01表面に達する。第1絶縁膜108中に侵入した上記
窒素あるいはNH3 (酸化ガスと上記窒素との反応で生
成される)は、第1絶縁膜108を構成するシリコン酸
化膜の一部を熱窒化する。また、シリコン基板101表
面に達した窒素あるいはNH3 はシリコン基板と反応
し、シリコン窒化物で構成された異物116を形成す
る。上記の第1絶縁膜108の一部の熱窒化あるいは異
物116は、上述した情報電荷の保持特性に悪影響を与
える。すなわち、情報電荷の保持時間が大幅に減縮する
ようになる。
NROM等の不揮発性半導体記憶装置の高密度化あるい
は大容量化、高機能化、更にはその動作電圧の低電圧化
および動作の高速化を容易にすることにある。そして、
本発明の他の目的は、MONOS型トランジスタを不揮
発性記憶素子とする不揮発性メモリの実用化を容易にす
ることにある。
発性半導体記憶装置では、半導体基板表面に対向して形
成された第1の拡散層と第2の拡散層と、前記拡散層間
がチャネル領域とされ該チャネル領域上に順に積層され
た第1の絶縁層、第2の絶縁層および第3の絶縁層、と
を有し、前記第3の絶縁層に被着するシリコン層あるい
はシリコンゲルマニウム層が形成され、前記第1の拡散
層および第2の拡散層上に熱酸化膜が形成され、前記シ
リコン層あるいはシリコンゲルマニウム層に接続され前
記熱酸化膜上に配設されたメモリセル用のワード線が形
成され、前記第1の拡散層あるいは第2の拡散層を前記
メモリセルのビット線とする。
置では、半導体基板表面に対向して形成された第1の拡
散層と第2の拡散層と、前記拡散層間がチャネル領域と
され該チャネル領域上に順に積層された第1の絶縁層、
第2の絶縁層および第3の絶縁層、とを有し、前記第3
の絶縁層に被着するシリコン層あるいはシリコンゲルマ
ニウム層が形成され、前記第1の拡散層および第2の拡
散層上にHTO膜が形成され、前記シリコン層あるいは
シリコンゲルマニウム層に接続し前記HTO膜上に配設
されたメモリセル用のワード線が形成され、前記第1の
拡散層あるいは第2の拡散層を前記メモリセルのビット
線とする。
置では、半導体基板表面に対向して形成された第1の拡
散層と第2の拡散層と、前記拡散層間がチャネル領域と
され該チャネル領域上に順に形成された第1の絶縁層、
孤立絶縁体および第3の絶縁層、とを有し、前記第1の
拡散層および第2の拡散層上に絶縁膜が形成され、前記
第3の絶縁層上および前記絶縁膜上にメモリセル用のワ
ード線が形成され、前記第1の拡散層あるいは第2の拡
散層を前記メモリセルのビット線とする。ここで、前記
孤立絶縁体が半球状、島状、柱状の構造になっている。
置では、前記第1の拡散層あるいは第2の拡散層に近接
し前記チャネル領域上に在る複数の前記孤立絶縁体に情
報電荷の書き込み・消去領域が2箇所形成されている。
2の拡散層表面にシリサイド層が形成されている。更に
は、前記第1の絶縁層および第3の絶縁層は酸化シリコ
ンで構成され、前記第2の絶縁層あるいは前記孤立絶縁
体は窒化シリコンで構成されている。また、ワード線は
高融点金属、シリサイド、ポリサイドで構成されてい
る。
の製造方法は、半導体基板表面に第1の絶縁層、第2の
絶縁層、第3の絶縁層、第1の導電層および酸化阻止膜
をこの順に積層して形成する工程と、前記酸化阻止膜上
にスリット状のレジストマスクを形成し、前記レジスト
マスクをエッチングマスクにして前記酸化阻止膜、第1
の導電層をドライエッチングする工程と、前記ドライエ
ッチング後、前記レジストマスクを用いたイオン注入に
より前記半導体基板表面に不純物を導入し第1の拡散層
と第2の拡散層を形成する工程と、前記レジストマスク
を除去した後、前記ドライエッチングで形成したスリッ
ト状の酸化阻止膜およびスリット状の第1の導電層を酸
化マスクにした熱酸化を行い前記第1の拡散層と第2の
拡散層上に熱酸化膜を形成する工程と、前記スリット状
の酸化阻止膜を除去した後、前記熱酸化膜および前記ス
リット状の第1の導電層に被着する第2の導電層を形成
する工程と、前記第2の導電層を加工し配線層を形成す
ると同時に前記スリット状の第1の導電層を加工する工
程と、を含む。
置の製造方法は、半導体基板表面に第1の絶縁層、第2
の絶縁層、第3の絶縁層および第1の導電層をこの順に
積層して形成する工程と、前記第1の導電層上にスリッ
ト状のレジストマスクを形成し、前記レジストマスクを
エッチングマスクにして前記第1の導電層、第3の絶縁
層、第2の絶縁層をこの順にドライエッチングする工程
と、前記レジストマスクを用いたイオン注入により前記
半導体基板表面に不純物を導入し第1の拡散層と第2の
拡散層を形成する工程と、前記レジストマスクを除去し
た後、前記ドライエッチングで形成したスリット状の第
1の導電層間を充填するHTO膜を前記第1の拡散層と
第2の拡散層上に形成する工程と、前記HTO膜を化学
機械研磨し不要部を除去する工程と、前記HTO膜およ
び前記スリット状の第1の導電層に被着する第2の導電
層を形成する工程と、前記第2の導電層を加工し配線層
を形成すると同時に前記スリット状の第1の導電層を加
工する工程と、を含む。
置の製造方法は、導体基板表面に第1の絶縁層、第2の
絶縁層、第3の絶縁層、第1の導電層およびエッチング
阻止膜をこの順に積層して形成する工程と、前記第1の
導電層上にスリット状のレジストマスクを形成し、前記
レジストマスクをエッチングマスクにして前記エッチン
グ阻止膜、第1の導電層、第3の絶縁層、第2の絶縁層
をこの順にドライエッチングする工程と、前記レジスト
マスクを用いたイオン注入により前記半導体基板表面に
不純物を導入し第1の拡散層と第2の拡散層を形成する
工程と、前記レジストマスクを除去した後、前記ドライ
エッチングで形成したスリット状の第1の導電層の側壁
にサイドウォール絶縁膜を形成すると共に前記第1の拡
散層と第2の拡散層の表面を露出させる工程と、前記露
出した第1の拡散層と第2の拡散層表面にシリサイド層
を形成する工程と、前記ドライエッチングで形成したス
リット状の第1の導電層間を充填するHTO膜を前記シ
リサイド層上に形成する工程と、前記HTO膜を化学機
械研磨し不要部を除去する工程と、前記HTO膜および
前記スリット状の第1の導電層に被着する第2の導電層
を形成する工程と、前記第2の導電層を加工し配線層を
形成すると同時に前記スリット状の第1の導電層を加工
する工程と、を含む。
絶縁層を活性酸素の雰囲気で熱酸化して形成する。
置の製造方法は、半導体基板表面に第1の絶縁層、孤立
絶縁体、第3の絶縁層および第1の導電層をこの順に積
層して形成する工程と、前記第1の導電層上にスリット
状のレジストマスクを形成し、前記レジストマスクをエ
ッチングマスクにして前記第1の導電層をドライエッチ
ングする工程と、前記レジストマスクを用いたイオン注
入により前記半導体基板表面に不純物を導入し第1の拡
散層と第2の拡散層を形成する工程と、前記レジストマ
スクを除去した後、前記ドライエッチングで形成したス
リット状の第1の導電層間であって前記前記第1の拡散
層と第2の拡散層上に絶縁膜を形成する工程と、前記絶
縁膜および前記スリット状の第1の導電層に被着する第
2の導電層を形成する工程と、前記第2の導電層を加工
し配線層を形成すると同時に前記スリット状の第1の導
電層を加工する工程と、を含む。ここで、前記孤立絶縁
体を半球状、島状、柱状の構造に形成する。
シリコン層あるいはシリコンゲルマニウム層で形成し、
前記第2の導電層は高融点金属膜、シリサイド膜、ポリ
サイド膜で形成する。
層は酸化シリコンで形成し、前記第2の絶縁層あるいは
前記孤立絶縁体は窒化シリコンで形成する。
上には絶縁膜が高精度(その寸法等)に形成できるよう
になる。このために、メモリセルの微細化それに伴う不
揮発性半導体記憶装置の高密度化、高集積化が促進され
る。
置の製造工程において、第1の絶縁層の熱窒化等による
絶縁性の低下は大幅に抑制される。更には、情報電荷が
孤立絶縁体領域に保持できるようになる。これ等のため
に、不揮発性半導体記憶装置での情報電荷の保持特性が
大幅に向上する。そして、不揮発性半導体記憶装置の高
機(性)能化、多機能化が促進する。
を情報電荷の書き込み領域とするために、情報の多値化
が更に容易になり、4ビット/1セルが可能になる。
ると、上記効果の他に、その動作、特に蓄積情報の読み
出し動作の高速化が促進される。更に、フラッシュメモ
リ製品の量産製造が非常に容易になりその製造コストが
大幅に低減する。
について図1乃至図3に基づいて説明する。図1は、本
発明を適用した場合のNROMセル部の製造工程順の断
面図である。また、図2は同様な製造工程順の平面図で
ある。本発明の構造については、上記製造方法の中で説
明される。
のラジカル酸化あるいは熱酸化で成長させた膜4nm程
度のシリコン酸化膜で第1の絶縁層である第1絶縁膜2
を形成し、CVD法で膜厚7nm程度のシリコン窒化膜
を成膜し、このシリコン窒化膜をラジカル酸化でその表
面を膜厚4nm程度のシリコン酸化膜に変える。このよ
うにして、膜厚が5nm程度の第2の絶縁層である第2
絶縁膜3と膜厚が4nm程度の第3の絶縁層である第3
絶縁膜を形成し、ONO構造の積層する絶縁膜を設け
る。
第1の導電層としてシリコン層5をCVD法で堆積させ
る。ここで、シリコン層5は、膜厚が30nm程度でノ
ンドープのアモルファスシリコン膜あるいは多結晶シリ
コン膜である。そして、このシリコン層5表面に被着す
る膜厚が50nm程度の酸化阻止膜であるシリコン窒化
膜6をCVD法で成膜する。ここで、シリコン層の代わ
りにシリコンゲルマニウム層を用いてもよい。
術で、短冊状(スリット状)パターンとなる拡散層パタ
ーンを有するレジストマスク7をシリコン窒化膜6上に
形成する。
ッチング技術で上記シリコン窒化膜6、シリコン層5、
第3絶縁膜4、第2絶縁膜3を順次エッチング除去し開
口8を形成する。その後、図1(b)に示すように、レ
ジストマスク7をイオン注入マスクにしヒ素不純物をイ
オン注入し上記レジストマスク7を除去する。そして、
更に熱処理を施して第1拡散層9、第2拡散層10、第
3拡散層11をシリコン基板1表面に形成する。
化する。図1(c)に示すように、この熱酸化により膜
厚が100nmの拡散層上絶縁膜12を、上記第1拡散
層9、第2拡散層10、第3拡散層11表面に形成す
る。このようにして、第3絶縁膜4(シリコン酸化膜)
/第2絶縁膜3(シリコン窒化膜)/第1絶縁膜2(シ
リコン酸化膜)で成るONO構造の積層する絶縁膜が形
成されることになる。この工程において、積層するON
O構造の絶縁膜上には、スリット状のシリコン層5a、
シリコン窒化膜6aが形成されている。
aをエッチング除去し、スリット状のシリコン層5aに
N型不純物を導入する。
電層として、膜厚が200nm程度のタングステンシリ
サイド膜を全面に堆積させ、公知のリソグラフィ技術と
ドライエッチング技術とで加工し、ワード線14を形成
する。このワード線14の形成工程において、スリット
状のシリコン層5aも加工しゲート電極13を形成す
る。
に、シリコン基板1上に第1拡散層9、第2拡散層1
0、第3拡散層11等でもってNROMセルのビット線
が形成され、ONO構造となる第1絶縁膜2、第2絶縁
膜3、第3絶縁膜4でもって情報電荷の書き込み・消去
の領域が形成される。そして、ワード線14が配設さ
れ、本発明におけるNROMセルの基本構造ができあが
る。
明する。図2(a)に示すように、シリコン基板の所定
の領域に素子分離領域15を形成し、その内部の活性領
域にNROMセルを形成する。図1(a)で説明した工
程で、第1絶縁膜2、第2絶縁膜3、第3絶縁膜4、シ
リコン層5、シリコン窒化膜6を積層して形成する。
レジストマスク7、第1拡散層9、第2拡散層10、第
3拡散層11を形成する。この工程が図1(b)の工程
に対応する。
マスク7を除去した後、上記それぞれの拡散層上に熱酸
化により拡散層上絶縁膜12を形成する。この工程にお
いて、スリット状のシリコン層5aが形成される。この
工程が図1(c)の工程に対応する。
ように全面に堆積させた第2の導電層および上記スリッ
ト状のシリコン層5aを加工し、ワード線14を形成す
ると同時にゲート電極13を形成する。このようにし
て、第1拡散層9、第2拡散層10、第3拡散層11で
構成されるビット線とワード線14は直交して配設され
ることになる。
について図3を参照して説明する。図3に示すように、
本発明では、熱酸化による拡散層上絶縁膜12の形成に
おいて、酸化膜の横方向への成長により食い込み量ΔW
2 が大幅に低減するようになる。ここで、本発明での食
い込み量ΔW2 は、従来の技術の場合の食い込み量ΔW
1 の1/2以下になる。
特徴は、上記熱酸化の工程において、ONO構造となる
第3絶縁膜4/第2絶縁膜3/第1絶縁膜2上にシリコ
ン層5aが形成され、シリコン層5a表面にシリコン窒
化膜6aが被着されるところにある。このために、熱酸
化工程においてシリコン窒化膜6aは、シリコン層5a
に大きな圧縮応力を与え、酸化剤である酸素の横方向へ
の拡散を抑制する。この酸化剤の拡散抑制により横方向
の酸化が抑えられて、食い込み量ΔW2 が大幅に低減す
るようになる。なお、この熱酸化後には、シリコン窒化
膜6a表面が酸化されてシリコン酸化膜16が形成され
る。
第2絶縁膜3の熱酸化はラジカル酸化で行う。このラジ
カル酸化はシリコン窒化膜を700℃以下の低温で容易
に酸化する。このような低温酸化であると、酸化温度が
750℃以上となる従来の技術で説明したような場合
で、第2絶縁膜中の窒素等が第1絶縁膜2中に侵入する
ことは大幅に抑えられる。更に、拡散層上絶縁膜12の
形成のための熱酸化工程において、シリコン層5aが保
護膜として機能し、第2絶縁膜3は上記熱酸化から保護
される。ここで、ラジカル酸化は、中性ラジカルあるい
はイオン等に励起された酸素すなわち活性酸素の雰囲気
で行う。
コン酸化膜の一部領域の熱窒化はほとんど無くなる。ま
た、シリコン基板1表面に異物が形成されることも無く
なる。そして、従来の技術で説明したような情報電荷の
保持時間が大幅に減縮するということは防止できるよう
になる。
コン基板1のラジカル酸化で行うと、膜中の正孔トラッ
プは減少し、従来の技術で説明した情報電荷の消去時に
おいての耐性が向上する。このようにして、記憶素子の
書き込み・消去回数が増加するようになる。
図4と図5に基づいて説明する。図4は、本発明を適用
した場合のNROMセル部の製造工程順の断面図であ
る。また、図5は同様な製造工程順の平面図である。本
発明の構造については、上記製造方法の中で説明され
る。この実施の形態では、拡散層上絶縁膜を、熱酸化法
ではなく、CVDによる絶縁膜の埋め込み法で形成す
る。
態と同様にシリコン基板1のラジカル酸化あるいは熱酸
化等で第1絶縁膜2を形成し、膜厚7nm程度のシリコ
ン窒化膜を成膜し、このシリコン窒化膜のラジカル酸化
でその表面を膜厚4nm程度のシリコン酸化膜に変え
る。このようにして、膜厚が5nm程度の第2絶縁膜3
と膜厚が4nm程度の第3絶縁膜を形成し、ONO構造
の積層する絶縁膜を設ける。
第1の導電層として導電膜17をCVD法で堆積させ
る。ここで、導電膜17は、膜厚が200nm程度でN
型不純物を含有するアモルファスシリコン膜、多結晶シ
リコン膜あるいはシリコンゲルマニウム膜である。
散層パターンを有するレジストマスク7を導電膜17上
に形成する。そして、図4(b)に示すように、ドライ
エッチング技術で上記導電膜17をスリット状のパター
ンに加工し短冊状導電膜17aを形成し、上記レジスト
マスク7を除去する。そして、短冊状導電膜17aをイ
オン注入マスクにしヒ素不純物をイオン注入し熱処理を
施して第1拡散層9、第2拡散層10、第3拡散層11
をシリコン基板1表面に形成する。
度のシリコン酸化膜を成膜し、上記短冊状導電膜17a
を研磨ストッパとして、上記シリコン酸化膜を化学機械
研磨(CMP)法で研磨し不要部分を除去する。ここ
で、上記CVD法によるシリコン酸化膜の成膜では、反
応ガスとしてモノシラン(SiH4 )と亜酸化窒素(N
2 O)を用い、成膜温度は700℃〜800℃と高くす
る。すなわち、HTO(High Temperatu
re Oxide)膜を形成する。このようにして、図
4(c)に示すように、第1拡散層9、第2拡散層1
0、第3拡散層11上部に膜厚が200nm程度の拡散
層上絶縁膜18を形成する。このHTO膜は段差被覆性
に優れるために、上記短冊状導電膜17a間を完全に埋
め込むようになる。更には、上記HTO膜の絶縁性と品
質は非常に高いものとなる。
電層として、膜厚が200nm程度のタングステンシリ
サイド膜を全面に堆積させ、公知のリソグラフィ技術と
ドライエッチング技術とで加工し、ワード線14を形成
する。このワード線14の形成工程において、短冊状導
電膜17aも加工しゲート電極19を形成する。
に、シリコン基板1上に第1拡散層9、第2拡散層1
0、第3拡散層11等でもってNROMセルのビット線
が形成され、ONO構造となる第1絶縁膜2、第2絶縁
膜3、第3絶縁膜4でもって情報電荷の書き込み・消去
の領域が形成される。そして、ワード線14が配設さ
れ、本発明におけるNROMセルの基本構造ができあが
る。
明する。図5(a)に示すように、シリコン基板の所定
の領域に素子分離領域15を形成し、その内部の活性領
域にNROMセルを形成する。図4(a)で説明した工
程で、第1絶縁膜2、第2絶縁膜3、第3絶縁膜4、導
電膜17を積層して形成する。
17a、第1拡散層9、第2拡散層10、第3拡散層1
1を形成する。この工程が図4(b)の工程に対応す
る。次に、図5(c)に示すように、上記それぞれの拡
散層上にスリット状の拡散層上絶縁膜18を形成する。
この工程が図4(c)の工程に対応する。
ように全面に堆積させた第2の導電層および上記短冊状
導電膜17aを加工し、ワード線14を形成すると同時
にゲート電極19を形成する。このようにして、第1拡
散層9、第2拡散層10、第3拡散層11で構成される
ビット線とワード線14は直交して配設される。
の効果と同質の効果が生じる。そして、この場合には、
拡散層上絶縁膜18の横方向への食い込み量はほとんど
零になる。また、拡散層上絶縁膜18の膜厚を厚くする
ことが容易になるために、NROMセルのビット線とワ
ード線間の寄生容量が大幅に低減する。
図6に基づいて説明する。図6は、本発明を適用した場
合のNROMセル部の製造工程順の断面図である。この
実施の形態では、拡散層上にシリサイド層を形成する。
態と同様にシリコン基板1の熱酸化で第1絶縁膜2、第
2絶縁膜3、第3絶縁膜を形成し、ONO構造の積層す
る絶縁膜を設ける。そして、上記第3絶縁膜4を被覆す
るように導電膜17をCVD法で堆積させ、その上にシ
リコン窒化膜20を成膜する。
散層パターンを有するレジストマスク7をシリコン窒化
膜20上に形成する。そして、図6(b)に示すよう
に、ドライエッチング技術で上記シリコン窒化膜20、
導電膜17をスリット状のパターンに加工し短冊状窒化
膜20aおよび短冊状導電膜17aを形成し、上記レジ
ストマスク7を除去する。そして、上記短冊状窒化膜2
0a、短冊状導電膜17aをイオン注入マスクにしヒ素
不純物をイオン注入し熱処理を施して第1拡散層9、第
2拡散層10、第3拡散層11を形成する。更に、上記
第1絶縁膜2、第2絶縁膜3、第3絶縁膜4もエッチン
グ除去する。
のシリコン酸化膜を成膜しエッチバックを施し、図6
(c)に示すようにサイドウォール絶縁膜21を形成す
る。そして、スパッタ法でコバルトシリサイド膜を全面
に堆積させ、熱処理を施して上記第1拡散層9、第2拡
散層10、第3拡散層11上にシリサイド層22を形成
する。ここで、短冊状導電膜17aは短冊状窒化膜20
aおよびサイドウォール絶縁膜21でコーティングされ
ているために、この領域にシリサイド層は形成されな
い。
に、HTO膜のCVDとそのCMPとで、図6(d)に
示すように、第1拡散層9、第2拡散層10、第3拡散
層11上にシリサイド層22を介して拡散層上絶縁膜1
8を形成する。
化膜20aを除去し、第2の導電層として、膜厚が20
0nm程度のタングステンシリサイド膜を全面に堆積さ
せ、公知のリソグラフィ技術とドライエッチング技術と
で加工し、ワード線14を形成する。このワード線14
の形成工程において、短冊状導電膜17aも加工しゲー
ト電極19を形成する。このようにして、図6(d)に
示すように、シリコン基板1上で表面をシリサイド層2
2とした第1拡散層9、第2拡散層10、第3拡散層1
1等でもってNROMセルのビット線が形成され、ワー
ド線14が配設されて、本発明におけるNROMセルの
基本構造ができあがる。
説明した効果と同様の効果が生じる。そして、この場合
には、更に、ビット線の抵抗が大幅に低減する。
図7乃至図9に基づいて説明する。図7は、本発明を適
用した場合のNROMセル部の製造工程順の断面図であ
る。本発明のNROMセル構造については上記製造方法
の中で説明される。
の場合には、情報電荷は層状の第2絶縁膜に捕獲されて
保持されている。これに対して、第4の実施の形態の特
徴は、情報電荷が層状でなく孤立絶縁体である例えば半
球状あるいはドット状に孤立する絶縁体に捕獲され保持
される点にある。
態と同様にシリコン基板1に第1絶縁膜23をラジカル
酸化あるいは熱酸化で形成する。そして、例えば半球状
の孤立絶縁体24を上記第1絶縁膜23表面に形成す
る。ここで、孤立絶縁体24は径が3nm程度の半球状
のシリコン窒化物である。
ルシラン(SiH2 cl2 )とNH 3 を反応ガスとする
減圧CVD法で生成できる。この反応ガスであると、シ
リコン窒化膜の成膜初期において核形成が起こる。この
核が適当な大きさになるところで上記成膜を終えると、
上述したような半球状のシリコン窒化物を生成すること
ができる。
m程度のシリコン酸化膜を全面に成膜する。ここで、シ
リコン酸化膜はHTO膜にするとよい。このようにし
て、上記孤立絶縁体24を完全に被覆するように第3絶
縁膜25を形成する。
に、上記第3絶縁膜25上にシリコン層5、シリコン窒
化膜6をCVD法で積層して堆積させる。このようにし
た後、公知のリソグラフィ技術で、スリット状の拡散層
パターンを有するレジストマスク7をシリコン窒化膜6
上に形成する。
ッチング技術で上記シリコン窒化膜6、シリコン層6を
順次エッチング除去し開口8を設ける。その後、図7
(b)に示すように、レジストマスク7をイオン注入マ
スクにしヒ素不純物をイオン注入し上記レジストマスク
7を除去する。そして、更に熱処理を施して第1拡散層
9、第2拡散層10、第3拡散層11をシリコン基板1
表面に形成する。
化する。図7(c)に示すように、この熱酸化により膜
厚が100nmの拡散層上絶縁膜12を、上記第1拡散
層9、第2拡散層10、第3拡散層11表面に形成す
る。
縁体24/第1絶縁膜2で成る絶縁膜が形成される。こ
の工程において、第3絶縁膜25上には、スリット状の
シリコン層5a、シリコン窒化膜6aが形成される。そ
こで、上記スリット状のシリコン窒化膜6aをエッチン
グ除去し、スリット状のシリコン層5aにN型不純物を
導入する。
施の形態と同様に、膜厚が200nm程度のタングステ
ンシリサイド膜を全面に堆積させ、公知のリソグラフィ
技術とドライエッチング技術とで加工し、ワード線14
を形成する。このワード線14の形成工程において、ス
リット状のシリコン層5aも加工しゲート電極13を形
成する。
に、シリコン基板1上に第1拡散層9、第2拡散層1
0、第3拡散層11等でもってNROMセルのビット線
が形成され、第1絶縁膜2、孤立絶縁体24、第3絶縁
膜25でもって情報電荷の書き込み・消去の領域が形成
される。そして、ワード線14が配設され、本発明にお
けるNROMセルの基本構造ができあがる。
の形態と同様な製造工程でメモリセルのビット線あるい
はワード線が形成されているが、この場合には、第2の
実施の形態あるいは第3の実施の形態と同様な製造工程
でもって上記メモリセルのビット線あるいはワード線が
形成されてもよい。
電荷の保持特性が大幅に向上するところにある。この点
について図8に基づいて説明する。図8では、横軸に情
報電荷の保持時間を対数表示で示し、縦軸に単体NRO
Mのしきい値を示す。図中において、破線で従来の技術
の場合を、実線で本発明の場合を示す。図8に示すよう
に、情報電荷を消去した状態でしきい値を2Vにし情報
保持した場合には、保持時間と共にしきい値は増大す
る。従来の技術では、このしきい値の増加が激しいのに
対して、本発明の場合はほとんど変化しない。同様に、
情報電荷の書き込み状態でしきい値を4Vにし情報保持
した場合には、保持時間と共にしきい値は減少する。従
来の技術では、このしきい値の減少が激しいのに対し
て、本発明の場合はほとんど変化しない。このように、
本発明の第4の実施の形態では、保持特性の向上が顕著
になる。
での上記効果の生じる機構について説明する。また、上
記実施の形態で説明したNROMセル構造で4ビット/
1セル構成にする場合について図9を用いて説明する。
ここで、図9は、NROMセルの一部の模式的断面図で
ある。
態で説明したNROMでは、シリコン基板1上に第2拡
散層10等でもってNROMセルのビット線が拡散層上
絶縁膜12で被覆されて形成される。そして、NROM
のチャネル領域に酸化シリコンから成る第1絶縁膜23
が形成され、第1絶縁膜23表面に上述した窒化シリコ
ンから成る孤立絶縁体24が形成される。更に、この孤
立絶縁体24は酸化シリコンから成る第3絶縁膜25で
もって完全に被覆される。ここで、通常では窒化シリコ
ンの電気伝導は、酸化シリコンのそれより103 〜10
4 倍程度に高くなる。
(捕獲領域)は、孤立絶縁体25内に在るトラップ中心
あるいは孤立絶縁体25周囲の第1絶縁膜23、第3絶
縁膜25との界面領域になる。このようにして、捕獲領
域は高い絶縁性を有する第1絶縁膜23、第3絶縁膜2
5で分離された状態になる。このために、孤立絶縁体2
5に書き込まれた電子はその領域に閉じこめられ、情報
電荷の保持特性が向上するようになる。
第1絶縁膜23上において、不連続に孤立して形成され
る絶縁体であり、それぞれの絶縁体は第3絶縁膜25で
互いに分離できるような姿態であればよい。このような
孤立絶縁体としては、半球状の他に島状、柱状の構造に
なるものでもよい。
従来の場合のNROMでは、シリコン基板101上に第
2拡散層103等でもってNROMセルのビット線が拡
散層上絶縁膜111で被覆されて形成される。そして、
ONO構造となる第1絶縁膜108、第2絶縁膜10
9、第3絶縁膜112でもって情報電荷の書き込み・消
去の領域が形成される。すなわち、NROMの捕獲領域
114が形成される。
域114に書き込まれた電子は、図中の矢印に示すよう
に、電気伝導の比較的に高い第2絶縁膜109を横方向
に移動するようになり、捕獲領域が経時時間と共に拡が
ってしまい、情報電荷の保持特性が悪くなる。
ROMセル構造では、上述したように書き込み電子は、
孤立絶縁体25に完全に閉じこめられる。この特性を利
用すると、4ビット/1セル構成が可能になる。
に近接する領域において、第1の範囲T1 と第2の範囲
T2 とを設ける。そして、第1の範囲T1 に存在する孤
立絶縁体24を第1の捕獲領域とし、第1の範囲T1 と
第2の範囲T2 とに存在する孤立絶縁体24あるいは第
2の範囲T2 に存在する孤立絶縁体24を第2の捕獲領
域とする。このようにすることで、図13で説明した第
1ビット捕獲領域114に相当する領域に、第1の捕獲
領域と第2の捕獲領域が高精度に形成できることにな
る。これ等の捕獲領域が、本発明の情報電荷の2箇所の
書き込み・消去領域となる。
ト捕獲領域115に相当する、第1拡散層9側にも、上
記と同様にして第1の捕獲領域と第2の捕獲領域とを設
けることが簡単にできる。このようにすることで、2ビ
ット×2/1セル構成ができあがる。
115に相当する領域の片側にのみ上記2箇所の書き込
み・消去領域が形成されてもよい。この場合には、2ビ
ット/1セルの構成になる。
の形成は、情報電荷の書き込み条件で一意的に生成でき
るものである。例えば、電子の書き込みにおいて、NR
OMのトランジスタ特性がリニア領域でCHEを生成す
れば、第1の捕獲領域が形成できる。逆に、電子の書き
込みにおいて、NROMのトランジスタ特性が飽和領域
でCHEを生成すれば、第2の捕獲領域が形成できる。
これ等の捕獲領域は、第1(2)拡散層9,10に印加
する電圧により生成される空乏層の長さを変えることで
制御できるものである。
Mセルを4ビット/1セル動作させることで、不揮発性
半導体記憶装置の高密度化あるいは大容量化が更に促進
されるようになる。更には、ロジック回路あるいはメモ
リ回路と混載するような半導体装置の高機能化も促進さ
れるようになる。
ランジスタを構成する第1絶縁膜、第3絶縁膜をシリコ
ン酸化膜で形成し、第2絶縁膜あるいは孤立絶縁体をシ
リコン窒化膜で形成する場合について説明した。本発明
は、このような構成に限定されるものではなく、第2絶
縁膜あるいは孤立絶縁体としてタンタル酸化膜、ハフニ
ウム酸化膜、シリケート膜のような金属酸化物で形成し
てもよい。更には、上記第1絶縁膜を金属酸化物で形成
してもよい。但し、この場合には、第2絶縁膜あるいは
孤立絶縁体は別種の金属酸化物で形成する。
は、アモルファスシリコン膜、多結晶シリコン膜あるい
はシリコンゲルマニウム膜を用い、ワード線を形成する
ことになる第2の導電層としては、高融点金属膜、その
シリサイド膜あるいはそのポリサイド膜を用いればよ
い。そして、タングステン、モリブデン、コバルトの他
に窒化チタン、窒化タングステンを用いてもよい。更に
は、上記の導電体材料の組み合わせは種々にできること
に言及しておく。
ず、本発明の技術思想の範囲内において、実施の形態が
適宜変更され得る。
発性メモリセルの微細化、高密度化、それに伴う不揮発
性半導体記憶装置の高集積化が促進される。そして、不
揮発性半導体記憶装置の製造工程において、第1の絶縁
層の熱窒化等による絶縁性の低下は大幅に抑制されると
共に、情報電荷が孤立絶縁体領域に保持できるようにな
る。このために、不揮発性半導体記憶装置での情報電荷
の保持特性が大幅に向上する。
を情報電荷の書き込み領域とするために、情報の多値化
が更に容易になり、4ビット/1セルが可能になる。
ると、上記の効果の他に、その動作、特に蓄積情報の読
み出し動作の高速化が促進される。更に、フラッシュメ
モリ製品の量産製造が非常に容易になりその製造コスト
が大幅に低減する。
の特性の大幅な向上はこのデバイスの用途を拡大し、新
たな用途領域をも開拓する。
ROMセル部の製造工程順の断面図である。
る。
めのNROMセルの一部断面図である。
ROMセル部の製造工程順の断面図である。
る。
ROMセル部の製造工程順の断面図である。
ROMセル部の製造工程順の断面図である。
めの情報電荷の保持特性を示すグラフである。
を説明するためのNROMセルの一部断面図である。
平面図である。
の製造工程順の断面図である。
ための断面図である。
である。
ROMセルの一部断面図である。
Claims (16)
- 【請求項1】 半導体基板表面に対向して形成された第
1の拡散層と第2の拡散層と、前記拡散層間がチャネル
領域とされ該チャネル領域上に順に積層された第1の絶
縁層、第2の絶縁層および第3の絶縁層、とを有し、前
記第3の絶縁層に被着するシリコン層あるいはシリコン
ゲルマニウム層が形成され、前記第1の拡散層および第
2の拡散層上に熱酸化膜が形成され、前記シリコン層あ
るいはシリコンゲルマニウム層に接続され前記熱酸化膜
上に配設されたメモリセル用のワード線が形成され、前
記第1の拡散層あるいは第2の拡散層を前記メモリセル
のビット線とすることを特徴とする不揮発性半導体記憶
装置。 - 【請求項2】 半導体基板表面に対向して形成された第
1の拡散層と第2の拡散層と、前記拡散層間がチャネル
領域とされ該チャネル領域上に順に積層された第1の絶
縁層、第2の絶縁層および第3の絶縁層、とを有し、前
記第3の絶縁層に被着するシリコン層あるいはシリコン
ゲルマニウム層が形成され、前記第1の拡散層上および
第2の拡散層上にHTO(High Temperat
ureOxide)膜が形成され、前記シリコン層ある
いはシリコンゲルマニウム層に接続し前記HTO膜上に
配設されたメモリセル用のワード線が形成され、前記第
1の拡散層あるいは第2の拡散層を前記メモリセルのビ
ット線とすることを特徴とする不揮発性半導体記憶装
置。 - 【請求項3】 半導体基板表面に対向して形成された第
1の拡散層と第2の拡散層と、前記拡散層間がチャネル
領域とされ該チャネル領域上に順に形成された第1の絶
縁層、孤立絶縁体および第3の絶縁層、とを有し、前記
第1の拡散層および第2の拡散層上に絶縁膜が形成さ
れ、前記第3の絶縁層上および前記絶縁膜上にメモリセ
ル用のワード線が形成され、前記第1の拡散層あるいは
第2の拡散層を前記メモリセルのビット線とすることを
特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項4】 前記孤立絶縁体が半球状、島状あるいは
柱状の構造になっていることを特徴とする請求項3記載
の不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項5】 前記第1の拡散層あるいは第2の拡散層
に近接し前記チャネル領域上に在る複数の前記孤立絶縁
体に情報電荷の書き込み・消去領域が2箇所形成されて
いることを特徴とする請求項3または請求項4記載の不
揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項6】 前記第1の拡散層表面あるいは第2の拡
散層表面にシリサイド層が形成されていることを特徴と
する請求項2、請求項3、請求項4または請求項5記載
の不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項7】 前記第1の絶縁層および第3の絶縁層は
酸化シリコンで構成され、前記第2の絶縁層あるいは前
記孤立絶縁体は窒化シリコンで構成されていることを特
徴とする請求項1から請求項6のうち1つの請求項に記
載の不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項8】 前記ワード線は高融点金属、シリサイド
あるいはポリサイドで構成されていることを特徴とする
請求項1から請求項7のうち1つの請求項に記載の不揮
発性半導体記憶装置。 - 【請求項9】 半導体基板表面に第1の絶縁層、第2の
絶縁層、第3の絶縁層、第1の導電層および酸化阻止膜
をこの順に積層して形成する工程と、 前記酸化阻止膜上にスリット状のレジストマスクを形成
し、前記レジストマスクをエッチングマスクにして前記
酸化阻止膜、第1の導電層をドライエッチングする工程
と、 前記ドライエッチング後、前記レジストマスクを用いた
イオン注入により前記半導体基板表面に不純物を導入し
第1の拡散層と第2の拡散層を形成する工程と、 前記レジストマスクを除去した後、前記ドライエッチン
グで形成したスリット状の酸化阻止膜およびスリット状
の第1の導電層を酸化マスクにした熱酸化を行い前記第
1の拡散層と第2の拡散層上に熱酸化膜を形成する工程
と、 前記スリット状の酸化阻止膜を除去した後、前記熱酸化
膜および前記スリット状の第1の導電層に被着する第2
の導電層を形成する工程と、 前記第2の導電層を加工し配線層を形成すると同時に前
記スリット状の第1の導電層を加工する工程と、を含む
ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 - 【請求項10】 半導体基板表面に第1の絶縁層、第2
の絶縁層、第3の絶縁層および第1の導電層をこの順に
積層して形成する工程と、 前記第1の導電層上にスリット状のレジストマスクを形
成し、前記レジストマスクをエッチングマスクにして前
記第1の導電層、第3の絶縁層、第2の絶縁層をこの順
にドライエッチングする工程と、 前記レジストマスクを用いたイオン注入により前記半導
体基板表面に不純物を導入し第1の拡散層と第2の拡散
層を形成する工程と、 前記レジストマスクを除去した後、前記ドライエッチン
グで形成したスリット状の第1の導電層間を充填するH
TO膜を前記第1の拡散層と第2の拡散層上に形成する
工程と、 前記HTO膜を化学機械研磨し不要部を除去する工程
と、 前記HTO膜および前記スリット状の第1の導電層に被
着する第2の導電層を形成する工程と、 前記第2の導電層を加工し配線層を形成すると同時に前
記スリット状の第1の導電層を加工する工程と、を含む
ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 - 【請求項11】 半導体基板表面に第1の絶縁層、第2
の絶縁層、第3の絶縁層、第1の導電層およびエッチン
グ阻止膜をこの順に積層して形成する工程と、 前記第1の導電層上にスリット状のレジストマスクを形
成し、前記レジストマスクをエッチングマスクにして前
記エッチング阻止膜、第1の導電層、第3の絶縁層、第
2の絶縁層をこの順にドライエッチングする工程と、 前記レジストマスクを用いたイオン注入により前記半導
体基板表面に不純物を導入し第1の拡散層と第2の拡散
層を形成する工程と、 前記レジストマスクを除去した後、前記ドライエッチン
グで形成したスリット状の第1の導電層の側壁にサイド
ウォール絶縁膜を形成すると共に前記第1の拡散層と第
2の拡散層の表面を露出させる工程と、 前記露出した第1の拡散層と第2の拡散層表面にシリサ
イド層を形成する工程と、 前記ドライエッチングで形成したスリット状の第1の導
電層間を充填するHTO膜を前記シリサイド層上に形成
する工程と、 前記HTO膜を化学機械研磨し不要部を除去する工程
と、 前記HTO膜および前記スリット状の第1の導電層に被
着する第2の導電層を形成する工程と、 前記第2の導電層を加工し配線層を形成すると同時に前
記スリット状の第1の導電層を加工する工程と、を含む
ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 - 【請求項12】 前記第3の絶縁層は、前記第2の絶縁
層を活性酸素の雰囲気で熱酸化して形成することを特徴
とする請求項9、請求項10または請求項11記載の不
揮発性半導体記憶装置の製造方法。 - 【請求項13】 半導体基板表面に第1の絶縁層、孤立
絶縁体、第3の絶縁層および第1の導電層をこの順に積
層して形成する工程と、 前記第1の導電層上にスリット状のレジストマスクを形
成し、前記レジストマスクをエッチングマスクにして前
記第1の導電層をドライエッチングする工程と、 前記レジストマスクを用いたイオン注入により前記半導
体基板表面に不純物を導入し第1の拡散層と第2の拡散
層を形成する工程と、 前記レジストマスクを除去した後、前記ドライエッチン
グで形成したスリット状の第1の導電層間であって前記
前記第1の拡散層と第2の拡散層上に絶縁膜を形成する
工程と、 前記絶縁膜および前記スリット状の第1の導電層に被着
する第2の導電層を形成する工程と、 前記第2の導電層を加工し配線層を形成すると同時に前
記スリット状の第1の導電層を加工する工程と、を含む
ことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 - 【請求項14】 前記孤立絶縁体を半球状、島状あるい
は柱状の構造に形成することを特徴とする請求項13記
載の不揮発性半導体記憶装置。 - 【請求項15】 前記第1の導電層は不純物含有のシリ
コン層あるいはシリコンゲルマニウム層から成り前記第
2の導電層は高融点金属、シリサイド膜あるいはポリサ
イド膜で成ることを特徴とする請求項9から請求項14
のうち1つの請求項に記載の不揮発性半導体記憶装置の
製造方法。 - 【請求項16】 前記第1の絶縁層および第3の絶縁層
は酸化シリコンで形成し、前記第2の絶縁層あるいは前
記孤立絶縁体は窒化シリコンで形成することを特徴とす
る請求項9から請求項15のうち1つの請求項に記載の
不揮発性半導体記憶装置。
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