(57)【要約】浮動ゲートを備えた電界効果トランジスタの製造方法に関して、浮動ゲート物質を含む層の露出側面を備え、かつ、酸化環境にさらす構造を形成することにより、この側面および同時に他の構造領域を絶縁層で覆う。本発明では、酸化環境の影響が起こる前に、窒素を、その側面における酸化量を劇的に減らすように浮動ゲート物質中に注入する。
2004503943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
浮動ゲートを備えた電界効果トランジスタの製造方法であって、
製造過程において、浮動ゲート物質（３０）を含んだ層の露出側面を備えた構造を酸化環境にさらすことによって、上記層の側面と上記構造の他の領域との双方を、絶縁酸化物層（７０、９０）によって覆うようになっている、浮動ゲートを備えた電界効果トランジスタの製造方法において、
酸化環境を作用させる前に、浮動ゲート物質（３０）に対し、その側面における酸化を著しく減少させる量の窒素を注入することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、
Ａ；半導体基板（１０）の表面の一部に、第１層構造（２０〜６０）を形成し、前記第１層構造は、最下層に浮動ゲート用のトンネル誘電体（２０）を、その上に浮動ゲート物質を含んだ層（３０）を、最上層に窒化物層（５０）を備えた結合誘電体（４０〜６０）を含み、浮動ゲートの輪郭部分の境をなす側面を形成するためにパターン化されており、
Ｂ；酸化によって、基板表面の残り部分と第１層構造の上記側面とを、酸化物層（７０）で覆い、
Ｃ；続いて、上記制御ゲートの物質（８０）を形成し、このように形成された層構造（２０〜８０）全体の形状を所望の輪郭にパターン化した後、この層構造の側面を含む表面に第２酸化（９０）を行い、上記工程Ｂの前に、浮動ゲート物質（３０）に窒素を注入する工程を行うことを特徴とする方法。
【請求項３】
上記浮動ゲート物質（３０）を含んだ層の表面に結合誘電体（４０〜６０）を製造するために、第１に下部酸化物層（４０）、次に窒化物層（４０）、続いて上部酸化物層（６０）を形成することを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
上記窒化物層（５０）を形成した後、この層を貫いて、浮動ゲート物質（３０）に窒素を注入することを特徴とする、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
上記の窒素注入を、上部酸化物層（６０）を形成する前に行うことを特徴とする、請求項３および４に記載の方法。
【請求項６】
上記窒素注入を、第１層構造（２０〜６０）の側面をパターン化する前に行うことを特徴とする、請求項２〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
選択的エッチングによって、第１層構造（２０〜６０）の側面を、最終的な深さが浮動ゲート物質（３０）の少なくとも一番底まで達するようにパターン化し、このエッチングプロセスによって露出した浮動ゲート物質（３０）の側面に窒素を注入することを特徴とする、請求項２または３に記載の方法。
【請求項８】
上記エッチングプロセスの第１段階（ｅｒｓｔｅｎ Ｔｅｉｌａｂｓｃｈｎｉｔｔ）後に、好ましくは最終的なエッチングの深さが半分に達するときに、窒素注入を行うことを特徴とする、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
上記の窒素注入の間、選択的エッチングがなされない第１層構造（２０〜６０）の領域を、マスク（Ｍ）によって遮蔽することを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。
【請求項１０】
上記の窒素注入を、層面および第１層構造（２０〜６０）の側面に対して斜めから行うことを特徴とする、請求項７〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
上記の浮動ゲート物質（３０）を形成する前に、基板表面を酸化することによって、浮動ゲート用のトンネル誘電体（２０）を形成することを特徴とする、請求項２〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
上記工程Ｃは、
Ｃ１；選択的エッチングによって、層構造（２０〜８０）全体のソース側の端をパターン化し、
Ｃ２；ソースドーピング剤を注入し、
Ｃ３；選択的エッチングによって、層構造（２０〜８０）全体のドレイン側の端をパターン化し、
Ｃ４；パターン化した層構造（２０〜８０）全体の側面を含めて、工程Ｃ１およびＣ３によって露出した基板（１０）の表面および全表面の第２酸化（９０）を行い、
Ｃ５；形成されるドレイン（Ｄ）の領域に位置する基板表面から第２酸化物（９０）を除去し、この領域にドレインドーピング剤を注入する工程を含んでいることを特徴とする、請求項２〜１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
上記基板（１０）として、単結晶シリコンを用いることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
上記浮動ゲート（３０）および制御ゲート（８０）として、ドーピングされた多結晶シリコンを用いることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】
上記窒化物層（５０）をシリコン窒化物から形成することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
本発明は、請求項１の前提構成の節に相当する、浮動ゲートを備えた電界効果トランジスタの製造方法に関するものである。この類のトランジスタは、ソースからドレインに広がる規定形状（ｄｅｆｉｎｉｅｒｔｅｒ Ｇｅｏｍｅｔｒｏｅ）の領域における半導体基板表面に、絶縁層に覆われた制御ゲートを備えている。上記の浮動ゲートは、この制御ゲートの下に位置する領域（Ｔｅｉｌｂｅｒｅｉｃｈ）に広がっている。このような電界効果トランジスタは、数年という非常に長期にわたって、電荷を格納できる。したがって、この電界効果トランジスタは、プログラム可能な、および、再プログラム可能な半導体固定記憶装置（Ｈａｌｂｌｅｉｔｅｒ−Ｆｅｓｔｓｐｅｉｃｈｅｒ）に利用されることが好ましい。
【０００１】
浮動ゲートを備えた電界効果トランジスタの従来の製造方法では、まず初めに、基板表面の一部分に、第１層構造を構成する。この第１層構造は、最下層に浮動ゲートのトンネル誘電体である薄い誘電層（好ましくは、いわゆる「トンネル酸化物」としての酸化物層）を備え、その上に浮動ゲート物質を含んだ層を備え、最上層に高誘電層を備えている。これにより、制御ゲートと浮動ゲートとの間に、いわゆる結合容量用の誘電体を形成できる。最後に挙げた層（以下では短く「結合誘電体」と称する）は、２つの薄い酸化物層の間に窒化物層を含んでいることが好ましい。この酸化物‐窒化物‐酸化物として組み合わされた層（通常、「ＯＮＯ」層と称される）を非常に薄くすることにより、結合容量を高められる。第１層構造全体を、フォトリソグラフィーエッチング技術を用いてパターン化することによって、浮動ゲートの最終的な輪郭部分を決める側面を生成する。次に、少なくとも、制御ゲートをその上に広げるための基板表面の残り部分と、上述の第１層構造の側面とを酸化することによって、上記の基板表面の部分に制御ゲート絶縁層（「高圧ゲート酸化物」）を生成できる。この上に、制御ゲートの物質を形成し、このように形成された全層構造を制御ゲートの所望の輪郭にパターン化した後、表面に対する第２酸化（Ｐｏｓｔ−Ｏｘｉｄｉｅｒｕｎｇ）を、この層構造の側面を含めて行う。ソース帯およびドレイン帯を形成するために、基板を選択的にドーピングする場合には、第２酸化を、一部を先に、一部を後で行う。
【０００２】
この方法では、結合誘電体の縁領域の下に位置する浮動ゲート物質が、鳥のくちばしの形を想起させる形状に酸化されることがわかる。形成された酸化物を含むこの鳥のくちばしは、浮動ゲートの残った物質と制御ゲートとの間隔を広げ、さらに、結合誘電体の縁を上に曲げる。また、このくちばしは、制御ゲート物質を形成する前に、浮動ゲート側面の酸化される箇所において、非常に大きく曲がる。この箇所において、結合誘電体が厚くなることによって、続いて形成される制御ゲート物質と浮動ゲート物質との間隔がさらに拡大する。さらに、後の第２酸化の際に、しかも、層構造全体をパターン化した後に、結合誘電体および浮動ゲートの外部側面に露出している箇所に、類似した鳥のくちばしが発生する。第２酸化の厚みが比較的薄いため、鳥のくちばし構造は、この箇所では確かにより薄く形成される。
【０００３】
上述の鳥のくちばし作用によって、制御ゲートと浮動ゲートとの間の結合容量は予期せず減少する。この不都合を調整するために、従来は、浮動ゲートとその上に位置する結合誘電体との水平面積（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｅ Ａｕｓｄｅｈｎｕｎｇ）を拡大し、それによって、予期した以上に「セル面（Ｚｅｌｌｆｌａｅｃｈｅ）」が大きくなった。
【０００４】
本発明の目的は、形成している構造の容量の面積を拡大することなく、電界効果トランジスタにおける制御ゲートと浮動ゲートとの間の結合容量を高めることにある。この目的は、本発明の請求項１に記載された製造方法によって達成される。本発明の有効な実施形態の特徴部分については、従属請求項に示す。
【０００５】
したがって、本発明の原理は、浮動ゲート物質を含んだ層構造の側面を初めに酸化する前に、この物質に窒素を注入することにある。注入された窒素によって、容量を減らしてしまう鳥のくちばしの形成を防止できる。なぜなら、窒素は、浮動ゲート物質中で酸化防止剤として作用するからである。
【０００６】
鳥のくちばしを形成する従来の方法のメカニズム、および、このメカニズムを防止する本発明の方法について、以下に、図面に基づいて詳述する。
【０００７】
図１〜図５は、従来の方法を用いて順に生成された構造を示す断面図である。
【０００８】
図６〜図１２は、形成された構造の断面図に基づいて、本発明による方法の一実施形態を具体的に示す図である。
【０００９】
図１３〜図１６は、形成された構造の断面図に基づいて、図６〜図１２に具体的に示した方法の変型例を示す図である。
【００１０】
なお、これらの構造は、ほぼ図に示した構造の比率どおりに描かれている。
どの図も同様の縮尺を有しており、製造中の電界効果トランジスタのソースおよびドレインの領域を貫く、同一の垂直断面図をそれぞれ示している。
【００１１】
従来の方法では、図１に示すように、基板表面を酸化することによって、ｐ型にドープされた単結晶シリコン（モノシリコン（Ｍｏｎｏｓｉｌｉｃｉｕｍ））を含む基板１０上に、非常に薄い第１酸化物層２０（ここでは例えばＳｉＯ２）を生成する。この層２０は、後に、浮動ゲート用のトンネル誘電体（トンネル酸化物）を形成するためのものであり、そのサイズは、例えば厚さ約８〜１０ｎｍである。酸化物層２０上には、それよりもはるかに厚い層３０を堆積する。なお、この層３０は、浮動ゲート用の物質を含んでいる。この記載例の場合、この物質は、ｎ型の不純物（例えば、ヒ素および燐）を、本来の場所に（ｉｎ ｓｉｔｕ）ドープされる多結晶シリコン（ポリシリコン）である。次に、ポリシリコン層３０の表面に、いわゆるＯＮＯ層（すなわち、酸化物‐窒化物‐酸化物として組み合わされた層）という薄い層を形成する。この層は、最下層である酸化物層４０（ＳｉＯ２、約５ｎｍ）、その上に位置する窒化物層５０（例えばシリコン窒化物Ｓｉ３Ｎ４、約５ｎｍ）、および、最上層である酸化物層６０（ＳｉＯ２、約５ｎｍ）からなる。このＯＮＯ層４０〜６０は、製造される電界効果トランジスタの制御ゲートと浮動ゲートとの間の結合容量に関して優れた誘電体である。
【００１２】
次に、図２に示すように、層２０〜６０の構造の第１パターン化を行う。これにより、この構造の水平面は、後に、アーチ型をした制御ゲートによって覆われた浮動ゲートの輪郭ラインとの境をなす。こうなるために、好ましくは、通常のフォトリソグラフィーを用いることによって、層構造の除去領域を、基板まで、少なくともトンネル酸化物層の平面まで、選択的にエッチバック（ｗｅｇａｅｔｚｅｎ）する。これには、一般的には、フォトレジストによって製造されたマスク層が用いられる。なお、このマスク層は、層構造２０〜６０の残部領域をエッチング剤から遮蔽し、エッチング工程後に取り除かれる（除去される）。
【００１３】
次に、エッチングされた領域を酸化物層７０で覆うために、図２に示すように、パターン化された構造を酸化環境にさらす。この酸化を、基板領域１０の上に位置する酸化物層７０が領域７０ａ（すなわち、制御ゲートと製造される電界効果トランジスタの基板との間の絶縁層）において所望の厚さの「高圧ゲート酸化物（Ｈｏｃｈｖｏｌｔ−Ｇａｔｅｏｘｉｄｓ）」（例えば３０ｎｍ）になるように、制御する。窒化物を酸化することが非常に困難なために、窒化物層５０上に位置する上述した酸化物層６０もまた、非常に僅かに厚くなるだけである。他方、特に、領域７０ｂの露出した浮動ゲート物質３０が、ドープされたポリシリコンを含んでいる場合、酸化物は、層構造２０〜６０の側面において最も増加する。
【００１４】
これによって、図３の点線３１で示したもとの輪郭と比較して、物質３０は、側面および隣り合うエッジにおいて厚く（ｔｉｅｆｇｅｈｅｎｄ）酸化する。この酸化によって、特に物質３０の上部エッジには、酸化物を含んだいわゆる「鳥のくちばし（Ｖｏｇｅｌｓｃｈｎａｅｂｅｌ）」が形成される。なお、この鳥のくちばしは、窒化物層５０の下部領域においてくさび形に広がっており、この層を、上部酸化物層６０とともに上に曲げているものである。
【００１５】
図３の構造から、図４の構造を形成する。このために、まず初めに、制御ゲート用の物質８０を堆積する。この物質は、例えば、ｎ型の不純物を、本来の場所にドープされるポリシリコンである。次に、浮動ゲートの側面を覆うアーチ型をした物質８０の外部輪郭を、後にドレインの形成される右の縁を除いて、制御ゲートの所望の輪郭形状に区切る。この工程については、再び、フォトリソグラフィーエッチング技術によって行う。形成されたフォトレジストマスクは、エッチングされる領域以外の全ての領域を覆い、エッチング工程後に除去される。そして、基板１０のエッチングされた部位に、新たなフォトレジストマスクを用いてｎ型の不純物（例えばヒ素または燐）を注入することによって、ソースＳを形成する。このフォトレジストマスクは、注入箇所以外の全領域を覆い、その後に除去される。
【００１６】
図４の構造をさらに処理する（ｗｅｉｔｅｒｂｅａｒｂｅｉｔｅｎｅｔ）ことによって、図５の構造となる。詳細には、ドレイン用の領域以外の全領域を遮蔽するフォトレジストマスクを用いて、この領域（図の右側）における層構造２０〜８０を、基板１０までエッチバックする。そして、レジストの除去後に生じた層（Ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｅ）の表面を酸化させることによって、全体を酸化物層９０で覆う。このいわゆる「第２」酸化（”Ｐｏｓｔ”−Ｏｘｉｄｉｅｒｕｎｇ）によって、浮動ゲートの側面は、特に強く酸化される（ａｕｆｏｘｉｄｉｅｒｔ）。その結果、領域９０ａにおいても、酸化物から、窒化物層５０の大きく曲がった「鳥のくちばし」が発生する。もっとも、この場所で、鳥のくちばし構造は、大抵の場合、制御ゲートの内部側面に位置する酸化物領域７０ｂに位置する鳥のくちばし構造よりも小さく鋳造（ａｕｓｇｅｐｒａｅｇｔ）されている。なぜなら、第２酸化（例えば制御ゲート８０上に位置する２０ｎｍのＳｉＯ２）を算定すると、大抵の場合、高圧ゲート酸化物７０ａ（例えば３０ｎｍのＳｉＯ２）の厚さよりも明らかに薄いからである。さらに、第２酸化後に、ドレイン用に備えられた領域以外の全領域を遮蔽するフォトレジストマスクを新たに形成する。このマスクを用いて、ドレインＤを形成するために、ｎ型のドーピング剤を注入する。
【００１７】
上記したように、上述の形成された電界効果トランジスタの酸化物領域７０ｂおよび９０ａにおいて、制御ゲート８０と浮動ゲート３０との間の結合容量は、「鳥のくちばし」によって、予期せず減少することになる。この問題を防止し、または、少なくとも軽減するために、適切な製造方法段階において、浮動ゲート物質に窒素を注入する。次に、適切な窒素注入を行うのための異なる２つの方法（Ｖｏｒｇｅｈｅｎｓｗｅｉｓｅ）について詳述する。
【００１８】
第１実施形態では、図６に示したように、図１に示したものと同様の層構造を基板１０上に製造する。なお、製造されるＯＮＯ層の上部酸化物６０の形成では、初めは窒化物層５０を酸化させないでおく。それから、図７に示したように、浮動ゲート物質の層３０に対し、窒素（Ｎ）を上から垂直に（つまり薄い窒化物層５０とその下に位置する薄い酸化物層４０とを貫いて）注入する。
【００１９】
続いて、上部酸化物６０を形成するために、すなわちＯＮＯ層４０〜６０を製造するために、窒化物層５０の表面を酸化する。このようにして備えられた層構造を図８に示す。これにより、この層構造は、図１の層構造に相当するものとなった。
【００２０】
次に、図２〜図５に基づいて記載したものと同様の方法工程を行う。すなわち、図９の構造を形成するために、図２に基づいて記載した措置をとることによって、フォトリソグラフィーを用いた第１パターン化を行う。その後、高圧ゲート酸化物７０ａを形成するために、図３に基づいて記載したものと同様の方法工程を用いて、酸化を行う。また、図１０に示すように、浮動ゲート物質３０の側面に、さらに酸化物領域７０ｂを形成する。図３と比較すると、物質３０に注入された窒素の酸化防止作用に起因して、領域７０ｂの酸化は著しく減少する。特に、上から注入された窒素の濃度が最大である物質３０の上部エッジ近傍では、酸化は、図３の場合よりも、はるかに僅かしか起こらない。その後、「鳥のくちばし」は発生しないか、または、ごく僅かに発生するにとどまり、窒化物層５０は上に曲がらないか、または、ごく僅かに曲がるだけである。窒化物層５０自体は、そこにも注入された窒素に起因して、実際にはこれ以上酸化されることはない。したがって、層６０は、窒化物層５０によって厚くなることはない。
【００２１】
続いて、図１０に示したように、ゲート酸化物用の層８０を堆積し、この層を、ソース用に備えられた基板領域を露出させるためにパターン化し、ソースＳを注入する。その際、図４に基づいて記載したものと同様の方法工程が用いられる。それから、図１１に示したように、ドレイン用に備えられた領域を露出（Ｏｆｆｅｎｌｅｇｕｎｇ）するために新たなパターン化を行い、第２酸化物層９０を形成し、ドレインを注入する。その際、図５に基づいて記載したものと同様の方法工程が用いられる。図１１と図５とを比較すると、図１１の鳥のくちばしは、浮動ゲート３０のドレイン側の側面に位置する第２酸化物９０の領域９０ａにも窒素を注入することによって、図５の場合と比べて明らかになくなってきている。
【００２２】
第２実施形態では、図１３に示すように、備えられるＯＮＯ層の上部酸化物６０を含めた図１と同様の層構造を、基板１０上に製造する。続いて、図２に示したように、マスクＭを用いたフォトリソグラフィーエッチング工程によって、層２０〜６０からなる構造をパターン化する。しかし、図１４（フォトレジストマスク１４も示されている）に示したように、最後までエッチングする前に、好ましくはエッチングを、半分の深さに達した段階で中断する。この段階で、部分的に露出している浮動ゲート物質３０の側面に対し、斜め上から窒素を注入する。なお、エッチングされていない層構造領域の表面は、フォトレジストマスクＭによって遮蔽されている。
【００２３】
次に、エッチングを最後まで続行する。こうして形成される構造を図１５に示す。この構造は、図９の構造に相当するものである。これを前提として酸化を行うことによって、領域７０ａにおいて高圧ゲート酸化物を形成し、領域７０ｂにおいて側面酸化物（Ｓｅｉｔｅｎｆｌａｎｋｅｎ−Ｏｘｉｄｓ）を形成する。こうして、図１６に示したように、酸化物層７０の領域７０ｂに、図１０の構造と類似した鳥のくちばし構造を僅かに備えた構造が生じる。もっとも、図１６の場合、窒化物層５０の側面の縁近傍に位置する領域５０ａだけが、もとの厚さのまま残されている。なぜなら、斜め方向から注入される窒素は、唯一そこから窒化物層５０に入っていき、その酸化防止作用を発揮するからである。窒化物層５０の残りの領域は、マスクＭ（図１４）で遮蔽されていたために、窒素はほとんど注入されていない。その結果、窒化物はほんの少しだけ酸化し、この領域の窒化物層５０は、図１６に示すように、僅かに薄くなる。
【００２４】
続いて、図４および図５に基づいて記載したものと同様の処理を行う。その際、図１１および図１２に示したものと同様の構造が順に生じる。しかし、第２酸化物９０（図１２）の領域９０ａの地点の浮動ゲート物質３０は、マスクＭ（図１４）で遮蔽されていたために、窒素の注入（Ｓｔｉｃｋｓｔｏｆｆｉｍｐｌａｎｔａｔ）をごく僅かに受けただけである。このため、この部位は、鳥のくちばし構造をほとんどとらなくなっている。
【００２５】
上述した実施形態は例にすぎないとともに、本発明の工程順は、記載したものに限定されるものではない。また、浮動ゲートの側面から酸化を行う製造方法であれば、浮動ゲートを備える電界効果トランジスタのどの任意の製造方法であっても、窒素の注入を補足工程として効果的に使用できる。条件は、酸化前の注入により、前記側面の酸化を著しく減少させる量の窒素注入を行うということのみである。
【図面の簡単な説明】
【図１】
従来の方法を用いて順に生成された構造を示す断面図である。
【図２】
従来の方法を用いて順に生成された構造を示す断面図である。
【図３】
従来の方法を用いて順に生成された構造を示す断面図である。
【図４】
従来の方法を用いて順に生成された構造を示す断面図である。
【図５】
従来の方法を用いて順に生成された構造を示す断面図である。
【図６】
形成された構造の断面図に基づいて、本発明による方法の一実施形態を具体的に示した図である。
【図７】
形成された構造の断面図に基づいて、本発明による方法の一実施形態を具体的に示した図である。
【図８】
形成された構造の断面図に基づいて、本発明による方法の一実施形態を具体的に示した図である。
【図９】
形成された構造の断面図に基づいて、本発明による方法の一実施形態を具体的に示した図である。
【図１０】
形成された構造の断面図に基づいて、本発明による方法の一実施形態を具体的に示した図である。
【図１１】
形成された構造の断面図に基づいて、本発明による方法の一実施形態を具体的に示した図である。
【図１２】
形成された構造の断面図に基づいて、本発明による方法の一実施形態を具体的に示した図である。
【図１３】
形成された構造の断面図に基づいて、図６〜図１２に具体的に示した方法の変型例を示す図である。
【図１４】
形成された構造の断面図に基づいて、図６〜図１２に具体的に示した方法の変型例を示す図である。
【図１５】
形成された構造の断面図に基づいて、図６〜図１２に具体的に示した方法の変型例を示す図である。
【図１６】
形成された構造の断面図に基づいて、図６〜図１２に具体的に示した方法の変型例を示す図である。
【国際公開パンフレット】
2004503943.tif 000003
2004503943.tif 000004
2004503943.tif 000005
2004503943.tif 000006
2004503943.tif 000007
2004503943.tif 000008
2004503943.tif 000009
2004503943.tif 000010
2004503943.tif 000011
2004503943.tif 000012
2004503943.tif 000013
2004503943.tif 000014
2004503943.tif 000015
2004503943.tif 000016
2004503943.tif 000017
2004503943.tif 000018
2004503943.tif 000019
2004503943.tif 000020
2004503943.tif 000021
2004503943.tif 000022
2004503943.tif 000023
2004503943.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成14年8月7日(2002.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ａ；半導体基板（１０）の表面の一部に、第１層構造（２０〜６０）を形成し、前記第１層構造は、最下層に浮動ゲート用のトンネル誘電体（２０）を、その上に浮動ゲート物質を含んだ層（３０）を、最上層に窒化物層（５０）を備えた結合誘電体（４０〜６０）を含み、浮動ゲートの輪郭部分の境をなす側面を形成するためにパターン化されており、
Ｂ；酸化環境の作用によって、基板表面の残り部分と第１層構造の側面とを、酸化物層（７０）で覆い、酸化環境を作用させる前に、浮動ゲート物質（３０）に対し、その側面における酸化を著しく減少させる量の窒素を注入し、
Ｃ；続いて、上記制御ゲートの物質（８０）を形成し、このように形成された層構造（２０〜８０）全体の形状を所望の輪郭にパターン化した後、この層構造の側面を含む表面に第２酸化（９０）を行う、浮動ゲートを備えた電界効果トランジスタの製造方法において、
上記窒化物層（５０）を形成した後、この層を貫いて、浮動ゲート物質（３０）に窒素を注入することを特徴とする方法。
【請求項２】
上記浮動ゲート物質（３０）を含んだ層の表面に結合誘電体（４０〜６０）を製造するために、第１に下部酸化物層（４０）、次に窒化物層（４０）、続いて上部酸化物層（６０）を形成することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
上記の窒素注入を、上部酸化物層（６０）を形成する前に行うことを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項４】
上記窒素注入を、第１層構造（２０〜６０）の側面をパターン化する前に行うことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
Ａ；半導体基板（１０）の表面の一部に、第１層構造（２０〜６０）を形成し、前記第１層構造は、最下層に浮動ゲート用のトンネル誘電体（２０）を、その上に浮動ゲート物質を含んだ層（３０）を、最上層に窒化物層（５０）を備えた結合誘電体（４０〜６０）を含み、浮動ゲートの輪郭部分の境をなす側面を形成するためにパターン化されており、
Ｂ；酸化環境の作用によって、基板表面の残り部分と第１層構造の側面とを、酸化物層（７０）で覆い、酸化環境を作用させる前に、浮動ゲート物質（３０）に対し、その側面における酸化を著しく減少させる量の窒素を注入し、
Ｃ；続いて、上記制御ゲートの物質（８０）を形成し、このように形成された層構造（２０〜８０）全体の形状を所望の輪郭にパターン化した後、この層構造の側面を含む表面に第２酸化（９０）を行う、浮動ゲートを備えた電界効果トランジスタの製造方法であって、
選択的エッチングによって、第１層構造（２０〜６０）の側面を、最終的な深さが浮動ゲート物質（３０）の少なくとも一番底まで達するようにパターン化し、このエッチングプロセスによって露出した浮動ゲート物質（３０）の側面に、上記エッチングプロセスの第１段階（ｅｒｓｔｅｎ Ｔｅｉｌａｂｓｃｈｎｉｔｔ）後に、好ましくは最終的なエッチングの深さが半分に達するときに、窒素注入を行うことを特徴とする方法。
【請求項６】
上記の窒素注入の間、選択的エッチングがなされない第１層構造（２０〜６０）の領域を、マスク（Ｍ）によって遮蔽することを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
上記の窒素注入を、層面および第１層構造（２０〜６０）の側面に対して斜めから行うことを特徴とする、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
上記の浮動ゲート物質（３０）を形成する前に、基板表面を酸化することによって、浮動ゲート用のトンネル誘電体（２０）を形成することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
上記工程Ｃは、
Ｃ１；選択的エッチングによって、層構造（２０〜８０）全体のソース側の端をパターン化し、
Ｃ２；ソースドーピング剤を注入し、
Ｃ３；選択的エッチングによって、層構造（２０〜８０）全体のドレイン側の端をパターン化し、
Ｃ４；パターン化した層構造（２０〜８０）全体の側面を含めて、工程Ｃ１およびＣ３によって露出した基板（１０）の表面および全表面の第２酸化（９０）を行い、
Ｃ５；形成されるドレイン（Ｄ）の領域に位置する基板表面から第２酸化物（９０）を除去し、この領域にドレインドーピング剤を注入する工程を含んでいることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
上記基板（１０）として、単結晶シリコンを用いることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
上記浮動ゲート（３０）および制御ゲート（８０）として、ドーピングされた多結晶シリコンを用いることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
上記窒化物層（５０）をシリコン窒化物から形成することを特徴とする、請求項１〜１１のいずれかに記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
上述の鳥のくちばし作用によって、制御ゲートと浮動ゲートとの間の結合容量は予期せず減少する。この不都合を調整するために、従来は、浮動ゲートとその上に位置する結合誘電体との水平面積（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｅ Ａｕｓｄｅｈｎｕｎｇ）を拡大し、それによって、予期した以上に「セル面（Ｚｅｌｌｆｌａｅｃｈｅ）」が大きくなった。
ＵＳ６，０６９，０４１には、請求項１および請求項５の前提構成の節に示したような、浮動ゲートを備えた電界効果トランジスタの製造方法が開示されている。この文献（Ｄｒｕｃｋｓｃｈｒｉｆｔ）には、浮動ゲートの窒化物化（Ｎｉｔｒｉｄｉｅｒｕｎｇ）について記載されており、これによって側壁の酸化を抑制でき、その結果、いわゆる鳥のくちばしを防止できる。
さらに、ＵＳ５，９３６，８８３には、浮動ゲート上の結合誘電体を形成する前に、浮動ゲート側面の横の窒化物化を行う方法が、開示されている。
この従来技術を前提にして、本発明の課題は、既知の「鳥のくちばし」抑制技術よりも簡略化された製造方法を提供することにある。この製造方法を用いて鳥のくちばしを防止することにより、精確に駆動する電界効果トランジスタを実現できる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
本発明の目的は、形成している構造の容量の面積を拡大することなく、電界効果トランジスタにおける制御ゲートと浮動ゲートとの間の結合容量を高めることにある。
この目的は、本発明の請求項１および請求項５に記載された製造方法によって達成される。本発明の有効な実施形態の特徴部分については、従属請求項に示す。




【国際調査報告】
2004503943.tif 000025
2004503943.tif 000026
2004503943.tif 000027
2004503943.tif 000028
2004503943.tif 000029
2004503943.tif 000030