JP2010087160A - Method of manufacturing nonvolatile semiconductor storage, and nonvolatile semiconductor storage - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体基板上に第1のゲート絶縁膜を介して電荷蓄積層、第2のゲート絶縁膜、制御電極を積層してなるゲート電極を備えた不揮発性半導体記憶装置の製造方法および不揮発性半導体記憶装置に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a nonvolatile semiconductor memory device having a gate electrode formed by stacking a charge storage layer, a second gate insulating film, and a control electrode on a semiconductor substrate via a first gate insulating film, and a nonvolatile memory The present invention relates to a conductive semiconductor memory device.
不揮発性半導体記憶装置の開発において、大容量化・低コストを達成するため素子の微細化が年々進められている。例えばNAND型フラッシュメモリ装置においても、ワード線などの各配線ピッチの微細化が進められている。しかし微細化の進行に伴いゲート電極間の絶縁膜が薄くなることにより、配線間容量が増大することになり、素子の特性上で無視できなくなりつつある。 In the development of nonvolatile semiconductor memory devices, miniaturization of elements has been progressing year by year in order to achieve a large capacity and low cost. For example, in the NAND flash memory device, the wiring pitches such as word lines are being miniaturized. However, as the miniaturization progresses, the insulating film between the gate electrodes becomes thinner, so that the capacitance between the wirings increases, and it is becoming difficult to ignore the device characteristics.
これを避けるためには、ゲート電極間の絶縁膜材料として一般的に使用されているシリコン酸化膜(比誘電率ε=3.9)に代えて、比誘電率の低い材料に置き換える必要がある。そこで、比誘電率の最も低い物質である空気(比誘電率ε=1)をゲート電極間の絶縁膜として用いるエアギャップ構成が考えられている(例えば、特許文献1、2参照)。
In order to avoid this, it is necessary to replace a silicon oxide film (relative permittivity ε = 3.9) generally used as an insulating film material between the gate electrodes with a material having a low relative permittivity. . Therefore, an air gap configuration is considered in which air (relative permittivity ε = 1), which is a substance having the lowest relative permittivity, is used as an insulating film between the gate electrodes (see, for example,
しかしながら、特許文献1記載の技術思想では、微細化が進むにつれゲート電極間の幅が狭くなると、空洞部の下側から積層される絶縁膜のボトム部分が厚く積層されてしまうため、ゲート電極間の寄生容量が増加してしまい好ましくない。
However, according to the technical idea described in
また、特許文献2記載の技術思想を適用しても、微細化が進むにつれゲート電極間の幅が狭くなると、例えば隣接するゲート電極間にシリコン窒化膜が形成されていると、ゲート電極間の寄生容量が増加してしまい好ましくない。
本発明は、ゲート電極間にエアギャップ構造を採用する構造において当該ゲート電極間の絶縁膜の積層を抑制しゲート電極間の寄生容量を低減できるようにした不揮発性半導体記憶装置の製造方法および不揮発性半導体記憶装置を提供することを目的とする。 The present invention relates to a method of manufacturing a non-volatile semiconductor memory device and a non-volatile semiconductor memory device capable of reducing the parasitic capacitance between the gate electrodes by suppressing the lamination of the insulating film between the gate electrodes in the structure employing the air gap structure between the gate electrodes. It is an object to provide a conductive semiconductor memory device.
本発明の一態様は、半導体基板上に第1の絶縁膜を介して、電荷蓄積層、第2の絶縁膜、制御電極を順に積層したゲート電極を複数形成する工程と、前記複数のゲート電極間において前記電荷蓄積層の上面よりも上方で且つ前記制御電極の上面よりも下方に上面が位置するようにSOG(Spin-On-Glass)膜、シリコン窒化膜またはポリシリコン膜による犠牲層を形成する工程と、前記制御電極の側面に沿うと共に前記犠牲層の上面に沿って前記犠牲層との間でエッチング選択性を有する第3の絶縁膜を形成する工程と、前記第3の絶縁膜を前記制御電極の側面に沿ってスペーサとして残留させながら前記犠牲層の上面に通ずる開口を異方性エッチング処理により形成する工程と、前記開口を通じて犠牲層を除去する工程とを備えたことを特徴としている。 One embodiment of the present invention includes a step of forming a plurality of gate electrodes in which a charge storage layer, a second insulating film, and a control electrode are sequentially stacked over a semiconductor substrate with a first insulating film interposed therebetween, and the plurality of gate electrodes A sacrificial layer of SOG (Spin-On-Glass) film, silicon nitride film, or polysilicon film is formed so that the upper surface is positioned above the upper surface of the charge storage layer and below the upper surface of the control electrode. Forming a third insulating film having etching selectivity with the sacrificial layer along the side surface of the control electrode and along the upper surface of the sacrificial layer; and A step of forming an opening that passes through the upper surface of the sacrificial layer while remaining as a spacer along the side surface of the control electrode by anisotropic etching; and a step of removing the sacrificial layer through the opening. ing.
本発明の一態様は、活性領域が形成された半導体基板と、前記半導体基板の活性領域上にゲート絶縁膜を介して形成された電荷蓄積層と、前記電荷蓄積層上に形成されたゲート間絶縁膜と、前記ゲート間絶縁膜上に形成された制御電極と、をそれぞれ備えた複数のゲート電極と、前記複数のゲート電極間にシリコン酸化膜により形成されたゲート電極間絶縁膜であって、前記電荷蓄積層の上面より下方に位置する内下端部と、前記ゲート間絶縁膜の下面よりも上方に位置して内側に突出して形成された内突部とを備え、当該内下端部および内突部の内側に上開口部が狭窄された状態で空洞部が設けられたゲート電極間絶縁膜とを備えていることを特徴としている。 According to one embodiment of the present invention, a semiconductor substrate including an active region, a charge storage layer formed over the active region of the semiconductor substrate with a gate insulating film interposed therebetween, and a gate formed over the charge storage layer A plurality of gate electrodes each including an insulating film and a control electrode formed on the inter-gate insulating film; and an inter-gate electrode insulating film formed of a silicon oxide film between the plurality of gate electrodes. An inner lower end located below the upper surface of the charge storage layer, and an inner projecting portion formed above the lower surface of the inter-gate insulating film and projecting inward, the inner lower end and And an inter-gate electrode insulating film provided with a cavity in a state where the upper opening is constricted inside the inner protrusion.
本発明によれば、ゲート電極間にエアギャップ構造を採用する構造において当該ゲート電極間の絶縁膜の積層を抑制しゲート電極間の寄生容量を低減することができる。 According to the present invention, in a structure that employs an air gap structure between gate electrodes, it is possible to suppress stacking of an insulating film between the gate electrodes and reduce parasitic capacitance between the gate electrodes.
以下、本発明をNAND型のフラッシュメモリ装置に適用した一実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、以下に参照する図面内の記載において、同一または類似の部分には同一又は類似の符号を付して表している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率などは現実のものとは異なる。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a NAND flash memory device will be described with reference to the drawings. In the following description in the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones.
図1は、NAND型のフラッシュメモリ装置におけるメモリセルアレイの一部の等価回路を示している。図1に示すように、NAND型のフラッシュメモリ装置1のメモリセルアレイAr内には、NANDセルユニットUCが行列状に構成されている。このNANDセルユニットUCは、2個(複数)の選択ゲートトランジスタTrs1、Trs2と、当該2個の選択ゲートトランジスタTrs1、Trs2間に位置して隣接するもの同士でソース/ドレイン領域を共用して直列接続された複数個(例えば32個)のメモリセルトランジスタTrmとから構成されている。
FIG. 1 shows an equivalent circuit of a part of a memory cell array in a NAND flash memory device. As shown in FIG. 1, NAND cell units UC are arranged in a matrix in the memory cell array Ar of the NAND
図1中、X方向(ワード線方向、チャネル幅方向)に配列されたメモリセルトランジスタTrmは、ワード線(コントロールゲート線)WLで共通接続されている。また、図1中X方向に配列された選択ゲートトランジスタTrs1は、共通の選択ゲート線SGL1で共通接続されている。さらに、選択ゲートトランジスタTrs2は、共通の選択ゲート線SGL2で共通接続されている。 In FIG. 1, the memory cell transistors Trm arranged in the X direction (word line direction, channel width direction) are commonly connected by a word line (control gate line) WL. Further, the select gate transistors Trs1 arranged in the X direction in FIG. 1 are commonly connected by a common select gate line SGL1. Further, the selection gate transistors Trs2 are commonly connected by a common selection gate line SGL2.
図2は、メモリセル領域の一部のレイアウトパターンを示している。この図2に示すように、複数のNANDセルユニットUCは、Y方向に延びるSTI(Shallow Trench Isolation)構造の素子分離領域Sbにより互いに分断されたアクティブエリアSaに形成されている。選択ゲート線SGL1と活性領域Saとの平面的な交差領域には選択ゲート電極SGDが構成されている。選択ゲート線SGL2と活性領域Saとの平面的な交差領域には選択ゲート電極SGSが構成されている。ワード線WLと活性領域Saとの平面的な交差領域にはメモリセルゲート電極MGが構成されている。共通ソース線コンタクトCSLが、選択ゲート線SGL2−SGL2間に位置してX方向に沿って形成されている。ビット線コンタクトCBa、CBbが選択ゲート線SGL1−SGL1間に位置してX方向に離間した複数の活性領域Sa上に千鳥足状に1つずつ配設されている。 FIG. 2 shows a partial layout pattern of the memory cell region. As shown in FIG. 2, the plurality of NAND cell units UC are formed in an active area Sa separated from each other by an element isolation region Sb having an STI (Shallow Trench Isolation) structure extending in the Y direction. A selection gate electrode SGD is formed in a planar intersection region between the selection gate line SGL1 and the active region Sa. A selection gate electrode SGS is formed in a planar intersection region between the selection gate line SGL2 and the active region Sa. A memory cell gate electrode MG is formed in a planar intersection region between the word line WL and the active region Sa. A common source line contact CSL is formed between the select gate lines SGL2 and SGL2 along the X direction. Bit line contacts CBa and CBb are arranged one by one in a staggered pattern on a plurality of active regions Sa positioned between select gate lines SGL1 and SGL1 and spaced in the X direction.
図3は、図2のA−A線に沿う縦断面図を模式的に示している。この図3に示すように、第1導電型の半導体基板2(例えばp型のシリコン基板)の表層にはウェル(図示せず)が形成され当該半導体基板2の上面上にはゲート絶縁膜3が形成されている。このゲート絶縁膜3の上面上には、互いに離間して2つ(複数)のゲート電極SGD、SGSが形成されている。また、2つの選択ゲート電極SGD−SGS間においては、半導体基板2の上面上にゲート絶縁膜3が形成されており、当該ゲート絶縁膜3の上面上には互いに離間して複数(例えば32個、64個)のメモリセルゲート電極MGが形成されている。尚、半導体基板2はn型のシリコン基板であっても良い。
FIG. 3 schematically shows a longitudinal sectional view taken along line AA of FIG. As shown in FIG. 3, a well (not shown) is formed on the surface layer of the first conductivity type semiconductor substrate 2 (for example, a p-type silicon substrate), and a
メモリセルゲート電極MGは、電荷蓄積層としての浮遊ゲート電極FG、ゲート間絶縁膜5、制御電極CGが積層されることにより構成されている。また、選択ゲート電極SGD,SGSは、メモリセルゲート電極MGの構成材料と同様の材料でほぼ同様の構造をなしているが、ゲート間絶縁膜5の中央に開口が形成されており、当該開口を通じて浮遊ゲート電極FGと制御電極CGとが一体形成されたゲート電極として構成されている。
The memory cell gate electrode MG is configured by stacking a floating gate electrode FG as a charge storage layer, an intergate
浮遊ゲート電極FGは、例えば多結晶シリコン層4により構成されており電荷蓄積層として機能する。ゲート間絶縁膜5は、例えばONO膜(シリコン酸化膜−シリコン窒化膜−シリコン酸化膜)により形成されている。尚、ONO膜の成膜前後にラジカル窒化処理を施すことによりNONON膜(シリコン窒化膜−シリコン酸化膜−シリコン窒化膜−シリコン酸化膜−シリコン窒化膜)として形成されていても良いし、アルミナを含有した膜により形成されていても良い。制御電極CGは、例えば多結晶シリコン層6および当該多結晶シリコン層6の上部がコバルト(Co)、タングステン(W)、ニッケル(Ni)などの何れか一種類の金属によってシリサイド化されたシリサイド層7を積層した構造をなしている。
The floating gate electrode FG is composed of, for example, the
これらのメモリセルゲート電極MG、選択ゲート電極SGD、SGSは、層4〜7がY方向に複数に分断されることによって構成されている。これらのゲート電極MG、SGD、SGSのY方向両脇には半導体基板2の表層に位置してソース/ドレイン領域2aが形成されている。尚、これらのソース/ドレイン領域2aは、第1導電型とは逆導電型の第2導電型(N型)の不純物が導入拡散されている領域を示している。
The memory cell gate electrode MG and the selection gate electrodes SGD, SGS are configured by dividing the
ゲート電極MG−MG間、MG−SGD間、MG−SGS間においては、シリコン酸化膜8が、ゲート電極MG、SGD、SGSの下側面に沿って形成されている。また、ゲート電極MG−MG間、MG−SGD間、MG−SGS間においては、シリコン酸化膜9がゲート電極MG、SGD、SGSの上側面に沿ってスペーサとして形成されている。したがって、これらのシリコン酸化膜8および9は、ゲート電極MG−MG間、SGD−MG間、SGS−MG間の絶縁膜10として埋込まれており、絶縁膜10の内側にはエアギャップとしての空洞部11が設けられている。
Between the gate electrodes MG-MG, between MG-SGD, and between MG-SGS, a
ゲート電極MG−MG間、MG−SGD間、MG−SGS間において、絶縁膜10は、多結晶シリコン層4の上面よりも下方に位置した内下端部10bと、ゲート間絶縁膜5の下面よりも上方に位置してゲート電極MG−MG間、SGD−MG間、SGS−MG間の内側に突出して形成された内突部10cとを備えている。この絶縁膜10には、内下端部10bおよび内突部10cの内側に上開口部11aが狭窄された状態で空洞部11が設けられている。
Between the gate electrodes MG-MG, between MG-SGD, and between MG-SGS, the
互いに対向するゲート電極SGS−SGS間、SGD−SGD間においては、シリコン酸化膜8が、各ゲート電極SGS、SGDの側面に沿って形成されており、その内側にシリコン酸化膜12、バリア膜としてのシリコン窒化膜13、BPSG膜14が順に埋め込まれている。
Between the gate electrodes SGS-SGS and SGD-SGD facing each other, the
シリコン酸化膜15が、プラズマCVD法によりゲート電極MG、SGS、SGDの上面およびシリコン酸化膜9の上面に沿って形成されている。ゲート電極SGS−SGS間においては、共通ソース線コンタクトCSLが、シリコン酸化膜15、BPSG膜14、シリコン窒化膜13、シリコン酸化膜10を順に貫通して半導体基板2の上面に至るまで形成されている。ゲート電極SGD−SGD間においては、ビット線コンタクトCBbがシリコン酸化膜15、BPSG膜14、シリコン窒化膜13、シリコン酸化膜10を順に貫通して半導体基板2の上面に至るまで形成されている。
A
上記構成の製造方法について説明する。尚、本実施形態に係る特徴部分について主に説明し、その前後工程の説明は省略する。本発明の課題を解決できれば、一般的な工程でああれば付加しても良いし、必要に応じて省いても良いし、工程を入れ替えても良い。 The manufacturing method of the said structure is demonstrated. In addition, the characteristic part which concerns on this embodiment is mainly demonstrated, and description of the process before and behind is abbreviate | omitted. If the problem of the present invention can be solved, it may be added if it is a general process, may be omitted as necessary, and the process may be replaced.
図4に示すように、半導体基板2にウェル、チャネル形成のためのイオン注入を行った後、半導体基板2上にゲート絶縁膜3を形成する。次に、浮遊ゲート電極FG用の多結晶シリコン層4、ゲート間絶縁膜5、制御電極CG用の多結晶シリコン層6、シリコン窒化膜17を順次堆積し、その上にレジスト(図示せず)をリソグラフィ技術によりパターンニングしRIE(Reactive Ion Etching)法によりシリコン窒化膜17、多結晶シリコン層6、ゲート間絶縁膜5、多結晶シリコン層4を順次分断する。このときゲート絶縁膜3も必要に応じて分断する。図4はゲート電極加工後の状態を示している。
As shown in FIG. 4, after ion implantation for forming wells and channels in the
次に、図5に示すように、LP−CVD法により多結晶シリコン層4の側面、ゲート間絶縁膜5の側面、多結晶シリコン層6の側面、シリコン窒化膜17の側面および上面に沿ってシリコン酸化膜8を形成する。尚、図4に示す構造を形成した後、分断された各層3〜6、17の間の表層にソース/ドレイン領域2a形成用の第2導電型(N型)の不純物をイオン注入する。
Next, as shown in FIG. 5, along the side surface of the
次に、図6に示すように、犠牲層となるSOG(Spin-On-Glass)膜18を塗布技術により成膜する。次に、図7に示すように、CMP(Chemical Mechanical Polishing)法によりSOG膜18を平坦化処理する。
Next, as shown in FIG. 6, an SOG (Spin-On-Glass)
次に、図8に示すように、レジスト19を塗布しメモリセルゲート電極MG用の各層4〜6を覆うようにパターンニングしマスクパターンを形成することで、選択ゲート電極SGD−SGD間、SGS−SGS間のSOG膜18の上面を開口する。
Next, as shown in FIG. 8, a resist 19 is applied and patterned so as to cover the
次に、図9に示すように、希フッ酸処理などを用いて露出部のSOG膜18を選択的に除去する。次に、図10に示すように、レジスト19を剥離した後、選択ゲート電極SGD−SGD間、SGS−SGS間にシリコン酸化膜をLP−CVD法により堆積しスペーサ12として加工し、対向する選択ゲート電極SGD−SGD間、SGS−SGS間にコンタクト用の高濃度の不純物をイオン注入する。
Next, as shown in FIG. 9, the exposed
次に、図11に示すように、シリコン窒化膜17の上面および上側面、SOG膜18およびシリコン酸化膜8の上面、スペーサ12の上面および側面に沿ってシリコン窒化膜13をライナー状に形成し、当該シリコン窒化膜13の上にBPSG膜14を堆積し、CMP法により平坦化処理する。
Next, as shown in FIG. 11, a
次に、図12に示すように、RIE法によりシリコン窒化膜13および17を除去処理する。次に、図13に示すように、スパッタ法によりニッケル(Ni)膜などの金属を形成し、熱処理を施すことで多結晶シリコン層6の上部にシリサイド層7を形成し、未反応の金属を除去処理する。次に、レジスト20を塗布した後、当該レジスト20をパターンニングし、ゲート電極MG−MG間、SGD−MG間、SGS−MG間に充填されたシリコン酸化膜8および犠牲層18の上部を同時にエッチオフする。
Next, as shown in FIG. 12, the
次に、図14に示すように、パターンニングされたレジスト20を剥離し、シリコン酸化膜9を所定膜厚だけライナー状に形成することによって各ゲート電極MG−MG間、SGD−MG間、SGS−MG間の上部に窪部9aを設ける。
Next, as shown in FIG. 14, the patterned resist 20 is peeled off, and the
次に、図15に示すように、シリコン酸化膜9を異方性エッチング処理(例えばRIE)により各ゲート電極MG、SGD、SGSの上側面に沿うスペーサとして加工することによって、窪部9aの存在に応じて当該窪部9aの形成領域のみ先にエッチング処理が進行しSOG膜18の上面に通ずる上開口部11a(開口)が設けられるようになる。次に、SOG膜18を例えばウェットエッチング処理により除去処理する。この場合、SOG膜18は、HTOによるシリコン酸化膜8や、シリコン酸化膜9よりもエッチング選択性の高い条件にて除去処理できるため、SOG膜18を容易に剥離できる。
Next, as shown in FIG. 15, the
次に、図16に示すように、カバレッジの比較的悪い条件のプラズマCVD法によりシリコン酸化膜15を堆積することで上開口部11aを閉塞しない程度にゲート電極MG−MG間、SGD−MG間、SGS−MG間に空洞部11を設けた状態でシリコン酸化膜15を所望の状態に形成できる。この場合、上開口部11aがシリコン酸化膜9のスペーサによって狭窄されているため、空洞部11の下端側にシリコン酸化膜が堆積する量が少なくなり、たとえ従来よりゲート電極MG−MG間、SGD−MG間、SGS−MG間の間隔が狭くなったとしてもゲート電極間の絶縁膜10の内下端部10bの位置を多結晶シリコン層4の上面より下方に位置するように形成できる。したがって、素子間間隔の縮小化が進んだとしても隣り合う浮遊ゲート電極FG−FG間のエアギャップ構造を保つことができる。
Next, as shown in FIG. 16, the
本実施形態によれば、半導体基板2の上面上にゲート絶縁膜3、多結晶シリコン層4(浮遊ゲート電極FG)、ゲート間絶縁膜5、多結晶シリコン層6を順次積層して分断することでゲート電極MG、SGS、SGDの積層膜構造を分断した後、当該ゲート電極MG−MG間、MG−SGS間、MG−SGD間に多結晶シリコン層4の上面よりも上方で且つ制御電極CGの上面よりも下方に上面が位置するようにSOG膜18を形成し、多結晶シリコン層6の側面およびSOG膜18の上面に沿うようにSOG膜18との間でエッチング選択性を有するシリコン酸化膜9を形成し、当該シリコン酸化膜9を多結晶シリコン層6の側面に沿ってスペーサとして残留させながらSOG膜18の上面に通ずる上開口部11aを異方性エッチング処理によって形成し、当該上開口部11aを通じてSOG膜18を除去しているため、たとえ従来よりゲート電極MG−MG間、SGD−MG間、SGS−MG間の間隔が狭くなったとしても当該ゲート電極間の絶縁膜10の内下端部10bの位置を多結晶シリコン層4の上面より下方に位置するように形成できる。これにより、素子間間隔の縮小化が進んだとしても隣り合う浮遊ゲート電極FG−FG間のエアギャップ構造を保つことができる。これにより、ゲート電極間の寄生容量を低減できる。SOG膜18をウェットエッチングにより除去処理すると良い。
According to the present embodiment, the
(他の実施形態)
本発明は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
NAND型のフラッシュメモリ装置1に適用したが、NOR型のフラッシュメモリ装置に適用しても良いし、他の不揮発性半導体記憶装置に適用しても良い。
浮遊ゲート電極FGに多結晶シリコン層6を適用した実施形態を示したが、浮遊ゲート電極FGに代わる電荷蓄積層としてシリコン窒化膜を適用したMONOS(Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon)構造、SONOS構造(Silicon-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon)を適用しても良い。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified or expanded as follows.
Although applied to the NAND type
Although the embodiment in which the
犠牲層としてSOG膜18を適用したが、これに代えて、シリサイド層7の形成後にウェットエッチング処理などで除去できるような他の材質膜(例えばポリシリコン、シリコン窒化膜)であれば空洞部11を良好に形成できる。制御電極CGはポリゲートに適用しても良いし、金属ゲートに適用しても良い。
Although the
図面中、1はフラッシュメモリ装置(不揮発性半導体記憶装置)、2は半導体基板、3はゲート絶縁膜(第1の絶縁膜)、5はゲート間絶縁膜(第2の絶縁膜)、9はスペーサ(第3の絶縁膜)、10はゲート電極間絶縁膜、10bは内下端部、10cは内突部、11は空洞部、FGは浮遊ゲート電極(電荷蓄積層)、CGは制御電極、MGはメモリセルゲート電極(ゲート電極)、SGS、SGDは選択ゲート電極(ゲート電極)、Saは活性領域を示す。 In the drawings, 1 is a flash memory device (nonvolatile semiconductor memory device), 2 is a semiconductor substrate, 3 is a gate insulating film (first insulating film), 5 is an inter-gate insulating film (second insulating film), and 9 is Spacer (third insulating film), 10 is an insulating film between gate electrodes, 10b is an inner lower end part, 10c is an inner projecting part, 11 is a cavity part, FG is a floating gate electrode (charge storage layer), CG is a control electrode, MG is a memory cell gate electrode (gate electrode), SGS and SGD are selection gate electrodes (gate electrodes), and Sa is an active region.
Claims (3)
前記複数のゲート電極間において前記電荷蓄積層の上面よりも上方で且つ前記制御電極の上面よりも下方に上面が位置するようにSOG(Spin-On-Glass)膜、シリコン窒化膜またはポリシリコン膜による犠牲層を形成する工程と、
前記制御電極の側面に沿うと共に前記犠牲層の上面に沿って前記犠牲層との間でエッチング選択性を有する第3の絶縁膜を形成する工程と、
前記第3の絶縁膜を前記制御電極の側面に沿ってスペーサとして残留させながら前記犠牲層の上面に通ずる開口を異方性エッチング処理により形成する工程と、
前記開口を通じて犠牲層を除去する工程とを備えたことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 Forming a plurality of gate electrodes in which a charge storage layer, a second insulating film, and a control electrode are sequentially stacked on a semiconductor substrate via a first insulating film;
An SOG (Spin-On-Glass) film, a silicon nitride film, or a polysilicon film so that the upper surface is positioned above the upper surface of the charge storage layer and below the upper surface of the control electrode between the plurality of gate electrodes Forming a sacrificial layer by:
Forming a third insulating film having etching selectivity with the sacrificial layer along the side surface of the control electrode and along the upper surface of the sacrificial layer;
Forming an opening leading to the upper surface of the sacrificial layer by anisotropic etching while leaving the third insulating film as a spacer along the side surface of the control electrode;
And a step of removing the sacrificial layer through the opening.
前記半導体基板の活性領域上にゲート絶縁膜を介して形成された電荷蓄積層と、前記電荷蓄積層上に形成されたゲート間絶縁膜と、前記ゲート間絶縁膜上に形成された制御電極と、をそれぞれ備えた複数のゲート電極と、
前記複数のゲート電極間にシリコン酸化膜により形成されたゲート電極間絶縁膜であって、前記電荷蓄積層の上面より下方に位置する内下端部と、前記ゲート間絶縁膜の下面よりも上方に位置して内側に突出して形成された内突部とを備え、当該内下端部および内突部の内側に上開口部が狭窄された状態で空洞部が設けられたゲート電極間絶縁膜とを備えていることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 A semiconductor substrate on which an active region is formed;
A charge storage layer formed on the active region of the semiconductor substrate via a gate insulating film; an intergate insulating film formed on the charge storage layer; and a control electrode formed on the intergate insulating film; A plurality of gate electrodes each comprising:
An inter-gate electrode insulating film formed of a silicon oxide film between the plurality of gate electrodes, wherein the inner and lower end portions are located below the upper surface of the charge storage layer and above the lower surface of the inter-gate insulating film. A gate electrode insulating film provided with a hollow portion in a state where the upper opening is constricted inside the inner lower end portion and the inner projection portion. A non-volatile semiconductor memory device comprising:
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