JP2005286302A - フラッシュメモリ素子の製造方法 - Google Patents

フラッシュメモリ素子の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2005286302A
JP2005286302A JP2004370499A JP2004370499A JP2005286302A JP 2005286302 A JP2005286302 A JP 2005286302A JP 2004370499 A JP2004370499 A JP 2004370499A JP 2004370499 A JP2004370499 A JP 2004370499A JP 2005286302 A JP2005286302 A JP 2005286302A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide film
film
forming
region
voltage
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
JP2004370499A
Other languages
English (en)
Inventor
Young Bok Lee
映 馥 李
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.)
SK Hynix Inc
Original Assignee
Hynix Semiconductor Inc
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 Hynix Semiconductor Inc filed Critical Hynix Semiconductor Inc
Publication of JP2005286302A publication Critical patent/JP2005286302A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/30Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the memory core region
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/788Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate with floating gate
    • H01L29/7881Programmable transistors with only two possible levels of programmation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/401Multistep manufacturing processes
    • H01L29/4011Multistep manufacturing processes for data storage electrodes
    • H01L29/40114Multistep manufacturing processes for data storage electrodes the electrodes comprising a conductor-insulator-conductor-insulator-semiconductor structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42324Gate electrodes for transistors with a floating gate
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/40Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the peripheral circuit region
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B41/00Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates
    • H10B41/40Electrically erasable-and-programmable ROM [EEPROM] devices comprising floating gates characterised by the peripheral circuit region
    • H10B41/42Simultaneous manufacture of periphery and memory cells
    • H10B41/49Simultaneous manufacture of periphery and memory cells comprising different types of peripheral transistor
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B69/00Erasable-and-programmable ROM [EPROM] devices not provided for in groups H10B41/00 - H10B63/00, e.g. ultraviolet erasable-and-programmable ROM [UVEPROM] devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

【課題】 トンネル酸化膜の質及び厚さの統一性に影響を及ぼすことを防止するフラッシュメモリ素子の製造方法を提供する。
【解決手段】 半導体基板10の全面に高電圧用ゲート酸化膜12を形成する段階と、前記高電圧用ゲート酸化膜が露出するようにフォトレジストパターンを形成した後、これをマスクとしてウェットエッチング工程を行い、高電圧用ゲート酸化膜が所定の深さエッチングされるようにする段階と、洗浄工程を行い、高電圧用ゲート酸化膜が全て除去されるようにする段階と、前記フォトレジストパターンを除去する段階と、前記結果物の全面にトンネル酸化膜14、第1ポリシリコン膜16、第2ポリシリコン膜18、誘電体膜20、第3ポリシリコン膜22及び金属シリサイド膜24を順次形成した後、パターニングしてフローティングゲート電極及びコントロールゲート電極を形成する段階と、前記ゲート電極をイオン注入マスクとしてイオン注入してソース/ドレイン領域28を形成する段階とを含む。
【選択図】 図1

Description

本発明は、半導体素子の製造方法に係り、さらに詳しくは、フラッシュメモリ素子の製造方法に関する。
フラッシュメモリ素子のトンネル酸化膜形成工程において、まず半導体基板の全面に高電圧用ゲート酸化膜を形成し、セル領域及び低電圧領域に形成された高電圧用ゲート酸化膜を除去した後、セル領域及び低電圧領域に適した厚さのトンネル酸化膜を形成する。
ところが、従来の技術では、セル領域及び低電圧領域に形成された高電圧用ゲート酸化膜を除去する工程の際に、高電圧用ゲート酸化膜が完全に除去されず残存するが、この残存した高電圧用ゲート酸化膜によって、以後形成されるトンネル酸化膜の良質(quality)及び厚さの統一性を低下させるという問題点があった。
したがって、トンネル酸化膜の良質及び厚さの統一性に影響を及ぼさないようにするフラッシュメモリ素子の製造方法が要求されている。
本発明は、かかる問題点を解決するためのもので、その目的は、トンネル酸化膜の良質及び厚さの統一性に影響を及ぼすことを防止するフラッシュメモリ素子の製造方法を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明は、セル領域、低電圧領域及び高電圧領域が備えられた半導体基板の全面に高電圧用ゲート酸化膜を形成する段階と、前記セル領域及び低電圧領域に形成された高電圧用ゲート酸化膜が露出するようにフォトレジストパターンを形成した後、これをエッチングマスクとしてウェットエッチング工程を行い、セル領域及び低電圧領域に形成された高電圧用ゲート酸化膜が所定の深さエッチングされるようにする段階と、前記結果物に洗浄工程を行い、セル領域及び低電圧領域に形成された高電圧用ゲート酸化膜が全て除去されるようにする段階と、前記フォトレジストパターンを除去する段階と、前記結果物の全面にトンネル酸化膜、第1ポリシリコン膜、第2ポリシリコン膜、誘電体膜、第3ポリシリコン膜及び金属シリサイド膜を順次形成した後、パターニングしてフローティングゲート電極及びコントロールゲート電極を形成する段階と、前記ゲート電極をイオン注入マスクとしてイオン注入してソース/ドレイン領域を形成する段階とを含む、フラッシュメモリ素子の製造方法を提供する。
前記高電圧用ゲート酸化膜は、750℃以上、且つ800℃以下程度の温度でウェット酸化工程を行い、900℃以上、且つ910℃以下程度の温度で約20分間以上、且つ30分間以下、Nアニーリング工程を行って300Å以上、且つ400Å以下程度の厚さに形成することが好ましい。
前記ウェットエッチング工程は、前記高電圧用ゲート酸化膜が15Å以上、且つ45Å以下程度の厚さだけ残るように行うもので、BOE(Buffered Oxide Etch)、HSO及びSC−1(NHOH/H/HO)が混合されたエッチング液を用いて行うことが好ましい。
前記洗浄工程はDHF(Dilute HF)及びSC−1(NHOH/H/HO)を用いて行うことが好ましい。
前記トンネル酸化膜は750℃以上、且つ800℃以下程度の温度でウェット酸化工程を行い、900℃以上、且つ910℃以下程度の温度で約20分間以上、且つ30分間以下、Nアニーリング工程を行って、厚さ60Å以上、且つ90Å以下程度の純粋酸化膜で形成した後、800℃以上、且つ1000℃以下程度の温度で約10分間以上、且つ30分間以下、NOガスアニーリングを行う窒化工程によって70Å以上、且つ100Å以下程度の厚さに形成することが好ましい。
前記第2ポリシリコン膜を形成する段階の前に、前記第1ポリシリコン膜の形成された結果物に対して素子分離領域を定義するように前記第1ポリシリコン膜、トンネル酸化膜及び半導体基板を所定の深さパターニングしてトレンチを形成する段階と、前記トレンチ内に酸化膜を埋め込んで素子分離膜を形成する段階とをさらに含むことが好ましい。
前記トレンチに酸化膜を埋め込む前に、トレンチの側壁に酸化膜を形成する工程を800℃程度の温度で前記トレンチの側壁に酸化膜を形成する工程をさらに行うことが好ましい。
本発明によれば、セル領域及び低電圧領域に位置した高電圧用ゲート酸化膜の所定の厚さを前記ウェットエッチング工程によって残存させた後、洗浄工程によって残存の高電圧用ゲート酸化膜を完全に除去する工程を行うことにより、以後形成されるトンネル酸化膜の良質及び厚さの統一性に影響を及ぼすことを防止するという効果がある。
以下、添付図面を参照して本発明に係る実施例を詳細に説明する。ところが、これらの実施例は様々な形に変形できるが、本発明の範囲を限定するものではない。これらの実施例は本発明の開示を完全にし、当該技術分野で通常の知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。また、図面における膜の厚さなどはより明確な説明を強調するために誇張されたもので、図面上において、同一の符号は同一の要素を示す。また、ある膜が他の膜又は半導体基板の「上」にあると記載される場合、前記ある膜は前記他の膜又は半導体基板に直接接触して存在することもあり、或いはその間に第3の膜が介在されることもある。
図1は本発明の好適な実施例に係るフラッシュメモリ素子の製造方法を説明するための断面図である。
図1(a)を参照すると、半導体基板10の所定の領域にフォトエッチング工程を用いてPMOS及びNMOS領域それぞれにウェルを形成するためのウェル形成イオン注入工程としきい値電圧調節用イオン注入工程をそれぞれ行い、各領域にウェル領域(図示せず)及びしきい値電圧調節用イオンが注入された領域(図示せず)をそれぞれ形成する。前記半導体基板10は、PMOS領域、すなわちP型トランジスタ形成領域及びNMOS領域、すなわちN型トランジスタ形成領域及びセル領域CR、高電圧領域HVR及び低電圧領域LVRに区分して定義されている。
一方、前記ウェル領域は、トリプルNウェルの内部にPウェルを形成するが、PMOS領域のウェル領域を形成するためのイオン注入ドーパントは、ホウ素(B)イオンを用いて、1.0E13〜3.0E13程度のドーズ量及び500KeV〜600KeV程度のエネルギー、1.0E13〜3.0E12程度のドーズ量及び200KeV〜300KeV程度のエネルギー、そして2.0E12〜7.0E12程度のドーズ量及び50KeV〜200KeV程度のエネルギーで行い、NMOS領域のウェル領域を形成するためのイオン注入ドーパントは、リン(P)イオンを用いて、1.0E13〜3.0E13程度のドーズ量、1.0MeV〜2.0MeV程度のエネルギーで行うことができる。また、前記各領域のイオン注入角度は0°〜45°程度チルト(Tilt)されるように、0°〜270°程度ツイスト(Twist)されるようにすることができる。
次に、トリプルNウェルの内部にPウェルを形成して定義するウェル領域(図示せず)の形成工程が完了した後、しきい値電圧調節用イオンが注入された領域(図示せず)を形成するが、5.0E11〜8.0E12程度のドーズ量及び30KeV〜70KeV程度のエネルギー、そして5.0E12〜8.0E14程度のドーズ量及び10KeV〜30KeV程度のエネルギーで行うことができる。また、前記領域のイオン注入角度は0°〜45°程度チルトされるように、0°〜270°程度ツイストされるようにすることができる。
次に、しきい値電圧調節用イオンの注入された領域が形成された半導体基板10の上部全面に高電圧用ゲート酸化膜12を形成する。この高電圧用ゲート酸化膜12は、300Å以上、且つ400Å以下程度の厚さに形成するが、750℃以上、且つ800℃以下程度の温度でウェット酸化工程を行い、900℃以上、且つ910℃以下程度の温度で20分間以上、且つ30分間以下、Nアニーリング工程を行うことが好ましい。
その後、形成された高電圧用ゲート酸化膜12が高電圧領域HVRにのみ残って露出するようにフォト工程を行い、フォトレジストパターン(図示せず)を形成し、これをエッチングマスクとしてエッチング工程を行い、セル領域CR及び低電圧領域LVRに形成された高電圧用ゲート酸化膜12を除去する。このセル領域CR及び低電圧領域LVRに形成された高電圧用ゲート酸化膜12の第1除去は15Å以上、且つ45Å以下程度の厚さが残るようにウェットエッチング工程で行うが、BOE、HSO及びSC−1(NHOH/H/HO)が混合されたエッチング液を使用する。次に、前記形成されたフォトレジストパターン(図示せず)をエッチング工程によって除去する。
図1(b)を参照すると、高電圧用ゲート酸化膜12が所定の厚さ除去された結果物に洗浄工程を行い、セル領域CR及び低電圧領域LVRに15Å以上、且つ45Å以下程度の厚さが残った高電圧用ゲート酸化膜12が全て除去される第2除去が行われる。この洗浄工程はDHF(50:1)及びSC−1(NHOH/H/HO)を用いて行う。
セル領域及び低電圧領域に位置した高電圧用ゲート酸化膜12の所定の厚さを前記ウェット酸化工程によって残存させた後、洗浄工程によって残存した高電圧用ゲート酸化膜12を完全に除去する工程を行うことにより、以後形成されるトンネル酸化膜の良質及び厚さの統一性に影響を及ぼすことを防止する。
図1(c)を参照すると、前記結果物にトンネル酸化膜14、フローティングゲート用第1ポリシリコン膜16及びパッド窒化膜(図示せず)を形成する。
前記トンネル酸化膜14は、750℃以上、且つ800℃以下程度の温度内でウェット酸化工程を行い、900℃以上、且つ910℃以下程度の温度で20分間以上、且つ30分間以下、Nアニーリング工程を行って、厚さ60Å以上、且つ90Å以下程度の純粋酸化膜で形成した後、800℃以上、且つ1000℃以下程度の温度で10分間以上、且つ30分間以下、NOガスアニーリングを行う窒化(Nitridation)工程によって70Å以上、且つ100Å以下程度の厚さに形成する。
このトンネル酸化膜14の形成時に窒化工程をもう一度行うことにより、トンネル酸化膜の特性低下の原因となるデータリテンションフェール(data retention fail)特性が防止され、トンネル酸化膜の良質特性が優れる。
フローティングゲート電極の一部として用いられる前記第1ポリシリコン膜16は200Å〜800Å程度の厚さに形成するが、530℃〜680℃程度の温度、0.1torr〜3torr程度の圧力で形成してグレーンサイズが最小化されるようにし、電界集中を防止するようにする。
前記パッド窒化膜(図示せず)は500Å〜1000Å程度の厚さに形成する。
次に、前記パッド窒化膜(図示せず)の所定の領域にフォトエッチング工程を行って、素子分離領域を定義するトレンチ(図示せず)を形成する。即ち、第1ポリシリコン膜16の形成された結果物に対して素子分離領域を定義するように第1ポリシリコン膜16、トンネル酸化膜14及び半導体基板10を所定の深さパターニングしてトレンチを形成する。
このトレンチ(図示せず)を形成した後、トレンチ側壁のエッチング損傷を補償するために側壁酸化膜形成酸化工程を行ってトレンチの側壁に酸化膜を形成する。この側壁酸化膜形成酸化工程は800℃程度の温度で行うが、この800℃程度の温度で行われる側壁酸化膜形成工程により、前記形成されたトンネル酸化膜14の特性低下を防止することができる。したがって、窒化工程によって強化されたトンネル酸化膜のデータリテンション特性が保存される。
このトレンチ(図示せず)内にHDP(High Density Plasma)酸化膜を蒸着して埋め込んでCMP(Chemical Mechanical Polishing;化学的機械的研磨)工程のような平坦化工程を行った後、パッド窒化膜(図示せず)を除去して素子分離膜(図示せず)の形成を完了する。
図1(d)を参照すると、トンネル酸化膜14、第1ポリシリコン膜16及び素子分離膜(図示せず)が形成された半導体基板10の全面にフローティングゲート電極用第2ポリシリコン膜18、ONO構造からなる誘電体膜20、コントロールゲート電極用第3ポリシリコン膜22、金属シリサイド膜となるタングステンシリサイド膜24及びハードマスク26を順次形成する。
前記第2ポリシリコン膜18は1000Å〜2000Å程度の厚さに形成する。
前記ONO誘電体膜20は、800℃〜850℃程度の温度でDCS−HTO(DCS;Dichlorosilane;SiH2Cl2/HTO;high temperature oxide)酸化膜によって40Å〜60Å程度の厚さに形成した第1酸化膜と、600℃〜700℃程度の温度で窒化膜によって40Å〜80Å程度の厚さに形成した窒化膜と、800℃〜850℃程度の温度でDCS−HTO酸化膜によって40Å〜60Å程度の厚さに形成した第2酸化膜とからなる。
前記第3ポリシリコン膜22は、0.5e20〜5.0e20程度のイオン濃度、400℃〜500℃程度の温度で500Å〜2000Åの厚さに形成する。
前記タングステンシリサイド膜24は、400℃〜500℃程度の温度で500Å〜2000Å程度の厚さに形成する。
前記ハードマスク26は、800Å〜2000Å程度の厚さを有するPE−TEOS(Plasma Enhanced-Tetra Ethyl Ortho Silicate)酸化膜及び300Å〜1500Å程度の厚さを有するアークオキシナイトライド膜(Arcoxynitride)を順次形成する。
次に、前記ハードマスク26まで形成された半導体基板10にゲート電極形成用フォトレジストパターン(図示せず)を形成した後、これをエッチングマスクとしてエッチングしてパターニングし、フローティングゲート電極パターン及びコントロールゲート電極パターンGをそれぞれ形成する。
前記形成されたゲート電極パターンGをイオン注入マスクとして半導体基板10にイオン注入してフローティングゲート電極パターンとオーバーラップするソース/ドレイン領域28を形成することにより、本工程を完了する。前記ソース/ドレイン領域28は、2.0E12〜8.0E14程度のドーズ量及び5KeV〜30KeV程度のエネルギーで形成することができ、前記領域のイオン注入角度は0°〜45°程度チルトされるように、0°〜270°程度ツイストされるようにすることができる。
以上説明した本発明によって次の効果を得ることができる。
一番目、半導体基板の損傷を防いで、以後形成されるトンネル酸化膜及び第1ポリシリコンとの界面特性を強化させ、トンネル酸化膜に対するCCST(Constant Current Stress Test)特性に対して累積確率の統一性を有する特性を得ることができる。
図2(a)に示したグラフを考察すると、従来の技術によって、セル及び低電圧領域にトンネル酸化膜を形成する前に、まず形成された高電圧用ゲート酸化膜を除去しなければならないが、セル及び低電圧領域に一部残存する高電圧用ゲート酸化膜の完全除去のために過度なエッチング時間を有することにより、半導体基板に損傷を与え、以後形成されるトンネル酸化膜及び第1ポリシリコンとの界面特性が悪くなり、トンネル酸化膜のCCST特性(一定のストレスを加えてトンネル酸化膜の特性を確認)に対して累積確率の統一性が欠如される特性が発生する。
したがって、本発明によって、前記セル及び低電圧領域に一部残存する高電圧用ゲート酸化膜の完全除去のための過度なエッチング時間調節によって、セル及び低電圧領域のトンネル酸化膜形成領域のエッチング時間を調節し、適切な残存トンネル酸化膜をコントロールし、以後のトンネル酸化膜の形成時に洗浄工程によって残存トンネル酸化膜を除去することにより、半導体基板の損傷を防いで、以後形成されるトンネル酸化膜及び第1ポリシリコンとの界面特性を強化させ、図2(b)に示されたグラフのようにトンネル酸化膜に対するCCST特性に対して累積確率の統一性を有する特性を得ることができる。
二番目、トンネル酸化膜の特性向上によってセルサイクリング特性及びリテンション特性が向上する。
図3(a)のグラフは、従来の技術に係る、データリテンションに対する早期信頼性の確保のために消去/書き込みサイクリング後に記録されたベークリテンションテスト(bake retention)結果である。これは、データリテンションに対する信頼性の確保条件で10Kサイクリング後にベークリテンションからプログラムVtが1.0V移動し、これはプログラムVt条件が1.0V〜3.0Vであって、現在のプログラムされたセルの分布が1.5V程度でVtの移動に対するマージンが0.5Vにしかならないため、フェールが発生し、本グラフには示されていないが、消去(erase)に対して同様の場合が発生する。したがって、10K消去/書き込み(erase/write)サイクル後にプログラムと消去を繰り返し行うので、この際のトンネル酸化膜内のトラップされた電子がデトラップされながら、しきい値電圧Vtが過度に移動し、ベークリテンションフェール特性の低下を誘発するという問題点が発生した。
これに対し、図3(b)のグラフは、本発明に係る、データリテンションに対する早期信頼性の確保のために消去/書き込みサイクリング後に記録されたベークリテンションテスト結果である。したがって、10K消去/書き込みサイクル後にプログラムと消去を繰り返し行うことにより、この際のトンネル酸化膜内のトラップされた電子のデトラップを防止すると同時に、しきい値電圧Vtの過度な移動を防止し、ベークリテンションフェール特性の向上をもたらす。
また、図4のグラフを考察すると、従来の技術によって形成された消去/書き込みサイクル後にトンネル酸化膜内のトップされた電子が移動することにより、しきい値電圧Vtが過度に移動し、トンネル酸化膜におけるサイクリング特性の低下を誘発する反面、図5のグラフを考察すると、本発明によって形成された消去/書き込みサイクル後にトンネル酸化膜内におけるサイクリング特性の低下を防止する。
本発明によれば、セル領域及び低電圧領域に位置した高電圧用ゲート酸化膜の所定の厚さを前記ウェットエッチング工程によって残存させた後、洗浄工程で残存の高電圧用ゲート酸化膜を完全に除去する工程を行うことにより、以後形成されるトンネル酸化膜の良質及び厚さの統一性に影響を及ぼすことを防止する。
本発明は、具体的な実施例についてのみ詳細に説明したが、本発明の技術的思想の範囲から逸脱することなく変形または変更が可能なのは当該分野で通常の知識を有する者には明らかなことであり、その変形または変更は特許請求の範囲に属する。
本発明の活用例として、半導体素子の製造方法に適用することが出来、さらに詳しくは、フラッシュメモリ素子の製造方法に適用することが出来る。
本発明の好適な実施例に係るフラッシュメモリ素子の製造方法を説明するための断面図である。 (a)は従来の技術のトンネル酸化膜特性を説明するためのグラフ、(b)は本発明に係るトンネル酸化膜特性を説明するためのグラフである。 (a)は従来の技術のトンネル酸化膜特性を説明するためのグラフ、(b)は本発明に係るトンネル酸化膜特性を説明するためのグラフである。 従来の技術のトンネル酸化膜特性を説明するためのグラフである。 本発明に係るトンネル酸化膜特性を説明するためのグラフである。
符号の説明
10…半導体基板
12…高電圧用ゲート酸化膜
14…トンネル酸化膜
16…第1ポリシリコン膜
18…第2ポリシリコン膜
20…ONO誘電体膜
22…第3ポリシリコン膜
24…タングステンシリサイド膜
26…ハードマスク
28…ソース/ドレイン領域
G…ゲート電極パターン

Claims (7)

  1. セル領域、低電圧領域及び高電圧領域が備えられた半導体基板の全面に高電圧用ゲート酸化膜を形成する段階と、
    前記セル領域及び低電圧領域に形成された高電圧用ゲート酸化膜が露出するようにフォトレジストパターンを形成した後、これをエッチングマスクとしてウェットエッチング工程を行い、セル領域及び低電圧領域に形成された高電圧用ゲート酸化膜が所定の深さエッチングされるようにする段階と、
    前記結果物に洗浄工程を行い、セル領域及び低電圧領域に形成された高電圧用ゲート酸化膜が全て除去されるようにする段階と、
    前記フォトレジストパターンを除去する段階と、
    前記結果物の全面にトンネル酸化膜、第1ポリシリコン膜、第2ポリシリコン膜、誘電体膜、第3ポリシリコン膜及び金属シリサイド膜を順次形成した後、パターニングしてフローティングゲート電極及びコントロールゲート電極を形成する段階と、
    前記ゲート電極をイオン注入マスクとしてイオン注入してソース/ドレイン領域を形成する段階とを含むフラッシュメモリ素子の製造方法。
  2. 前記高電圧用ゲート酸化膜は、750℃以上、且つ800℃以下程度の温度でウェット酸化工程を行い、900℃以上、且つ910℃以下程度の温度で約20分間以上、且つ30分間以下、Nアニーリング工程を行って300Å以上、且つ400Å以下程度の厚さに形成することを特徴とする請求項1記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
  3. 前記ウェットエッチング工程は、前記高電圧用ゲート酸化膜が15Å以上、且つ45Å以下程度の厚さだけ残るように行うもので、BOE、HSO及びSC−1(NHOH/H/HO)が混合されたエッチング液を用いて行うことを特徴とする請求項1記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
  4. 前記洗浄工程は、DHF及びSC−1(NHOH/H/HO)を用いて行うことを特徴とする請求項1記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
  5. 前記トンネル酸化膜は、750℃以上、且つ800℃以下の温度でウェット酸化工程を行い、900℃以上、且つ910℃以下程度の温度で約20分間以上、且つ30分間以下、Nアニーリング工程を行って、純粋酸化膜で60Å以上、且つ90Å以下の厚さに形成した後、800℃以上、且つ1000℃以下程度の温度で約10分間以上、且つ30分間以下、NOガスアニーリングを行う窒化工程によって70Å以上、且つ100Å以下程度の厚さに形成することを特徴とする請求項1記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
  6. 前記第2ポリシリコン膜を形成する段階の前に、
    前記第1ポリシリコン膜の形成された結果物に対して素子分離領域を定義するように前記第1ポリシリコン膜、トンネル酸化膜及び半導体基板を所定の深さパターニングしてトレンチを形成する段階と、
    前記トレンチ内に酸化膜を埋め込んで素子分離膜を形成する段階とをさらに含むことを特徴とする請求項1記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
  7. 前記トレンチに酸化膜を埋め込む前に、
    トレンチの側壁に酸化膜を形成する工程を800℃程度の温度で前記トレンチの側壁に酸化膜を形成する工程をさらに行うことを特徴とする請求項6記載のフラッシュメモリ素子の製造方法。
JP2004370499A 2004-03-30 2004-12-22 フラッシュメモリ素子の製造方法 Pending JP2005286302A (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2004-0021780A KR100538884B1 (ko) 2004-03-30 2004-03-30 플래쉬 메모리소자의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005286302A true JP2005286302A (ja) 2005-10-13

Family

ID=35034210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004370499A Pending JP2005286302A (ja) 2004-03-30 2004-12-22 フラッシュメモリ素子の製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (2) US7166510B2 (ja)
JP (1) JP2005286302A (ja)
KR (1) KR100538884B1 (ja)
DE (1) DE102004060445A1 (ja)
TW (1) TWI288965B (ja)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100575343B1 (ko) * 2004-09-10 2006-05-02 주식회사 하이닉스반도체 플래시 메모리 소자의 제조방법
KR100673205B1 (ko) * 2004-11-24 2007-01-22 주식회사 하이닉스반도체 플래쉬 메모리소자의 제조방법
US7229876B2 (en) * 2005-05-25 2007-06-12 Macronix International Co., Ltd. Method of fabricating memory
KR100685598B1 (ko) * 2005-12-30 2007-02-22 주식회사 하이닉스반도체 이온주입용 마스크 패턴 형성 방법
TWI416738B (zh) * 2006-03-21 2013-11-21 Semiconductor Energy Lab 非揮發性半導體記憶體裝置
EP1837917A1 (en) * 2006-03-21 2007-09-26 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Nonvolatile semiconductor memory device
KR100870383B1 (ko) * 2006-05-29 2008-11-25 주식회사 하이닉스반도체 낸드 플래시 메모리 소자의 제조방법
KR100880310B1 (ko) * 2006-09-06 2009-01-28 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 제조방법
KR100788364B1 (ko) * 2006-12-19 2008-01-02 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 소자의 제조 방법
KR100841845B1 (ko) * 2006-12-21 2008-06-27 동부일렉트로닉스 주식회사 반도체 장치 제조 방법
US7439134B1 (en) * 2007-04-20 2008-10-21 Freescale Semiconductor, Inc. Method for process integration of non-volatile memory cell transistors with transistors of another type
KR100870297B1 (ko) * 2007-04-27 2008-11-25 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 제조 방법
US8008143B2 (en) * 2009-12-30 2011-08-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method to form a semiconductor device having gate dielectric layers of varying thicknesses
EP2597674B1 (en) * 2010-11-08 2017-03-29 Imec Method for producing a floating gate memory structure
WO2013165037A1 (ko) * 2012-05-03 2013-11-07 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 건설기계용 출입문 반 자동식 개폐장치
JP2014220367A (ja) * 2013-05-08 2014-11-20 株式会社東芝 半導体装置
CN105551994B (zh) * 2016-02-17 2018-03-23 上海华力微电子有限公司 一种验证快闪存储器隧穿氧化层可靠性的方法
CN108269739B (zh) * 2016-12-30 2021-06-04 无锡华润上华科技有限公司 多晶硅栅极的形成方法
TWI797941B (zh) * 2022-01-03 2023-04-01 力晶積成電子製造股份有限公司 半導體裝置的製造方法

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08130305A (ja) * 1994-10-31 1996-05-21 Sony Corp 半導体装置の製造方法
JPH09115904A (ja) * 1995-10-14 1997-05-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 酸化膜の作製方法及び酸化膜の作製装置
JPH09270407A (ja) * 1996-03-29 1997-10-14 Nippon Steel Corp 半導体装置の製造方法
JPH1187281A (ja) * 1997-09-08 1999-03-30 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコンウエーハの洗浄方法
JPH11204762A (ja) * 1998-01-14 1999-07-30 Sony Corp 半導体不揮発性記憶装置およびその製造方法
JP2000036495A (ja) * 1998-07-21 2000-02-02 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JP2001284469A (ja) * 2000-04-03 2001-10-12 Sharp Corp 半導体装置の製造方法
JP2002507057A (ja) * 1998-03-13 2002-03-05 マイクロン・テクノロジー・インコーポレイテッド 反射防止被覆の選択的エッチング法
JP2002110828A (ja) * 2000-09-16 2002-04-12 Samsung Electronics Co Ltd 望ましいゲートプロファイルを有する半導体装置及びその製造方法
JP2002319521A (ja) * 2000-12-22 2002-10-31 Hynix Semiconductor Inc タンタルオキシナイトライドキャパシタの形成方法
JP2003060091A (ja) * 2001-08-10 2003-02-28 Toshiba Corp 不揮発性半導体記憶装置の製造方法
JP2003197788A (ja) * 2001-12-22 2003-07-11 Hynix Semiconductor Inc フラッシュメモリセルの製造方法
JP2003197733A (ja) * 2001-12-28 2003-07-11 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2004056134A (ja) * 2002-07-18 2004-02-19 Hynix Semiconductor Inc フラッシュメモリセル及びその製造方法とフラッシュメモリセルのプログラム/消去/読出方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR940009597B1 (ko) * 1991-08-22 1994-10-15 삼성전자 주식회사 반도체장치의 게이트산화막 형성법
US5756385A (en) * 1994-03-30 1998-05-26 Sandisk Corporation Dense flash EEPROM cell array and peripheral supporting circuits formed in deposited field oxide with the use of spacers
US6013551A (en) * 1997-09-26 2000-01-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method of manufacture of self-aligned floating gate, flash memory cell and device manufactured thereby
JPH11354516A (ja) * 1998-06-08 1999-12-24 Sony Corp シリコン酸化膜形成装置及びシリコン酸化膜形成方法
US6218689B1 (en) * 1999-08-06 2001-04-17 Advanced Micro Devices, Inc. Method for providing a dopant level for polysilicon for flash memory devices
JP4078014B2 (ja) * 2000-05-26 2008-04-23 株式会社ルネサステクノロジ 不揮発性半導体記憶装置及びその製造方法
US6812515B2 (en) * 2001-11-26 2004-11-02 Hynix Semiconductor, Inc. Polysilicon layers structure and method of forming same
KR100426482B1 (ko) 2001-12-22 2004-04-14 주식회사 하이닉스반도체 플래쉬 메모리 셀의 제조 방법
KR100482747B1 (ko) * 2002-12-18 2005-04-14 주식회사 하이닉스반도체 플래시 메모리 소자의 제조 방법

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08130305A (ja) * 1994-10-31 1996-05-21 Sony Corp 半導体装置の製造方法
JPH09115904A (ja) * 1995-10-14 1997-05-02 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 酸化膜の作製方法及び酸化膜の作製装置
JPH09270407A (ja) * 1996-03-29 1997-10-14 Nippon Steel Corp 半導体装置の製造方法
JPH1187281A (ja) * 1997-09-08 1999-03-30 Shin Etsu Handotai Co Ltd シリコンウエーハの洗浄方法
JPH11204762A (ja) * 1998-01-14 1999-07-30 Sony Corp 半導体不揮発性記憶装置およびその製造方法
JP2002507057A (ja) * 1998-03-13 2002-03-05 マイクロン・テクノロジー・インコーポレイテッド 反射防止被覆の選択的エッチング法
JP2000036495A (ja) * 1998-07-21 2000-02-02 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JP2001284469A (ja) * 2000-04-03 2001-10-12 Sharp Corp 半導体装置の製造方法
JP2002110828A (ja) * 2000-09-16 2002-04-12 Samsung Electronics Co Ltd 望ましいゲートプロファイルを有する半導体装置及びその製造方法
JP2002319521A (ja) * 2000-12-22 2002-10-31 Hynix Semiconductor Inc タンタルオキシナイトライドキャパシタの形成方法
JP2003060091A (ja) * 2001-08-10 2003-02-28 Toshiba Corp 不揮発性半導体記憶装置の製造方法
JP2003197788A (ja) * 2001-12-22 2003-07-11 Hynix Semiconductor Inc フラッシュメモリセルの製造方法
JP2003197733A (ja) * 2001-12-28 2003-07-11 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
JP2004056134A (ja) * 2002-07-18 2004-02-19 Hynix Semiconductor Inc フラッシュメモリセル及びその製造方法とフラッシュメモリセルのプログラム/消去/読出方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR100538884B1 (ko) 2005-12-23
US20070077710A1 (en) 2007-04-05
US20050221558A1 (en) 2005-10-06
US7465630B2 (en) 2008-12-16
KR20050097059A (ko) 2005-10-07
TW200532860A (en) 2005-10-01
US7166510B2 (en) 2007-01-23
TWI288965B (en) 2007-10-21
DE102004060445A1 (de) 2005-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7465630B2 (en) Method for manufacturing flash memory device
JP2005012227A (ja) 不揮発性メモリが内蔵された単一チップデータ処理装置及びその製造方法
JP2008277736A (ja) フラッシュメモリ素子の製造方法
KR100537277B1 (ko) 반도체 소자의 제조 방법
JP4750382B2 (ja) フラッシュメモリ素子の製造方法
JP4875856B2 (ja) フラッシュメモリ素子の製造方法
JP6127770B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2006108605A (ja) フラッシュメモリ素子のウォール酸化膜形成方法及び素子分離膜形成方法
JP4615880B2 (ja) フラッシュメモリ素子の製造方法
JP4863616B2 (ja) 不揮発性メモリ素子のゲート電極形成方法
US8034681B2 (en) Method of forming flash memory device having inter-gate plug
JP2008141159A (ja) フラッシュメモリ素子とその製造方法
US20050054161A1 (en) Method of decreasing charging effects in oxide-nitride-oxide (ONO) memory arrays
JP6304410B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2008091861A (ja) フラッシュメモリ素子の製造方法
KR100554832B1 (ko) 플래쉬 메모리소자의 제조방법
JP2006310484A (ja) 半導体装置の製造方法
KR100490303B1 (ko) 반도체 소자의 제조 방법
KR101145802B1 (ko) 낸드 플래시 메모리 소자의 메모리 셀 및 그 제조방법
KR20070066055A (ko) 반도체 소자의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070427

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090916

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101005

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101203

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110927