JP2005302996A - Manufacturing method of flash memory - Google Patents

Manufacturing method of flash memory Download PDF

Info

Publication number
JP2005302996A
JP2005302996A JP2004116705A JP2004116705A JP2005302996A JP 2005302996 A JP2005302996 A JP 2005302996A JP 2004116705 A JP2004116705 A JP 2004116705A JP 2004116705 A JP2004116705 A JP 2004116705A JP 2005302996 A JP2005302996 A JP 2005302996A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
semiconductor substrate
flash memory
insulating film
manufacturing
silicon
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
JP2004116705A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Tsutsumi
理 包
Kensaku Okura
健作 大倉
Mitsuhisa Ikeda
弥央 池田
Hitoshi Niinuma
仁 新沼
Arata Yokoyama
新 横山
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.)
Nippon Muki Co Ltd
Hiroshima University NUC
Original Assignee
Nippon Muki Co Ltd
Hiroshima University NUC
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 Nippon Muki Co Ltd, Hiroshima University NUC filed Critical Nippon Muki Co Ltd
Priority to JP2004116705A priority Critical patent/JP2005302996A/en
Publication of JP2005302996A publication Critical patent/JP2005302996A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a flash memory which is reduced in the amount of an organic gaseous substance in an environmental atmosphere and capable of manufacturing a quantum dot having a size and/or density within an optimum range, in the manufacturing method the a flash memory which forms the quantum dot on the insulating film of a semiconductor substrate as a floating gate. <P>SOLUTION: The manufacturing method of the flash memory retains the environmental atmosphere of the semiconductor substrate before forming the quantum dot clean by an organic gaseous substance removing means, in the manufacturing method of the flash memory which forms an insulating film on the semiconductor substrate and forms the quantum dot on the insulating film as the floating gate. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体基板上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に量子ドットをフローティングゲートとして形成するフラッシュメモリの製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a flash memory in which an insulating film is formed on a semiconductor substrate and quantum dots are formed on the insulating film as a floating gate.

近年、半導体業界においては、携帯電話向けの世界的な需要が大きな推進力となり、フラッシュメモリの用途がPDAやデジタルカメラの記憶媒体へと急速に拡大している。このような各種機器の機能向上に伴い、フラッシュメモリの省電力化の要求は益々強くなっている。この要求を満たすため、フラッシュメモリに形成された10nmの薄いトンネル絶縁膜を更に薄膜化する必要があった。しかし、トンネル絶縁膜の薄膜化を行うと絶縁破壊のおそれが増大し、信頼性が低下するという問題が生じてくるおそれがあった。
この問題を解決するために、絶縁膜となるSiO2膜やSi34膜上に形成するフローティングゲートとして、従来のポリシリコン膜の代わりに、5〜10nmと微小粒径のSiドットを形成する技術が注目されている。
フラッシュメモリのフローティングゲートをSiドットで形成すると、電荷がドット毎に独立して保持されるため、たとえ薄膜化によりトンネル絶縁膜が破壊され、一部にリークパスができてしまった場合であっても、他のドットに保持されている電荷によりメモリ機能が失われないという利点を有している。このように、量子ドットを形成する技術を用いることにより、フラッシュメモリの絶縁膜を従来よりも遙かに薄膜化でき、フラッシュメモリのリーク電流を劇的に低下させ、更に、書き込み・消去電圧を低電圧化して省電力化の要求を満たすことが可能となる。
In recent years, in the semiconductor industry, global demand for mobile phones has become a major driving force, and the use of flash memory is rapidly expanding to storage media for PDAs and digital cameras. With such improvements in functions of various devices, the demand for power saving of flash memories has become stronger. In order to satisfy this requirement, it was necessary to further thin the 10 nm thin tunnel insulating film formed in the flash memory. However, when the tunnel insulating film is thinned, there is a risk that the risk of dielectric breakdown increases and the reliability is lowered.
In order to solve this problem, as a floating gate formed on the SiO 2 film or Si 3 N 4 film serving as an insulating film, Si dots having a minute particle diameter of 5 to 10 nm are formed instead of the conventional polysilicon film The technology to do is attracting attention.
When the flash memory floating gate is formed of Si dots, the charge is held independently for each dot, so even if the tunnel insulating film is destroyed by thinning and a leak path is created in part. The memory function is not lost due to the charge held in other dots. In this way, by using the technology to form quantum dots, the insulation film of flash memory can be made much thinner than before, dramatically reducing the leakage current of flash memory, and further reducing the write / erase voltage. It becomes possible to meet the demand for power saving by lowering the voltage.

従来から半導体基板の製造工程における環境雰囲気は、HEPAフィルタやULPAフィルタ等の高性能フィルタを用いて清浄化されていた。
しかしながら、このような高性能フィルタでは、環境雰囲気中の有機ガス状物質を除去することができず、有機ガス状物質が半導体基板表面に付着して、基板表面の接触角が増加し、基板とレジストの親和性に影響を与えて、膜厚や密着性が悪化するという問題を生じていた(特許文献1)。
近年、注目されている量子ドットを形成する場合、数nm〜数十nm程度の微小粒径のドット毎に単一電子を保持させるため、量子ドットのサイズ及び/又は密度が狙い通りの適正範囲となるように形成する必要があった。このため、高性能フィルタでは除去しきれない環境雰囲気中の有機ガス状物質が量子ドットの形成に及ぼす影響は、従来の半導体基板以上に大きくなることは容易に推測できた。
再公表01/048813号公報
Conventionally, the environmental atmosphere in the manufacturing process of a semiconductor substrate has been cleaned using a high-performance filter such as a HEPA filter or a ULPA filter.
However, with such a high-performance filter, organic gaseous substances in the environmental atmosphere cannot be removed, organic gaseous substances adhere to the surface of the semiconductor substrate, the contact angle of the substrate surface increases, and the substrate and There has been a problem that the affinity of the resist is affected and the film thickness and adhesion deteriorate (Patent Document 1).
When forming quantum dots that have been attracting attention in recent years, the size and / or density of the quantum dots are in an appropriate range as intended in order to retain a single electron for each dot having a small particle diameter of about several nanometers to several tens of nanometers. It was necessary to form so that. For this reason, it has been easily estimated that the influence of organic gaseous substances in the environmental atmosphere that cannot be removed by a high-performance filter on the formation of quantum dots is greater than that of conventional semiconductor substrates.
Republished 01/048813

しかしながら、環境雰囲気中の有機ガス状物質が、量子ドットの形成にどのような影響を及ぼすかについては分かっていない現状であった。
このため、本発明者等は、サイズが数十nm〜数百nmと量子ドットと近く、形状が量子ドットと近い半球状の結晶粒であるHSG−Si(hemispherical grain silicon)も環境雰囲気中の有機ガス状物質によって影響を受けるものと推測し、環境雰囲気中の有機ガス状物質が、HSG−Siの形成にどのような影響を及ぼすか確認した。しかしながら、本発明者等の推測に反して、環境雰囲気中の有機ガス状物質が絶縁膜上に付着した場合であっても、HSG−Siのサイズ及び/又は密度には大きな影響を与えないことが分かった。これは、HSG−Siは、絶縁膜上の有機物を覆う形でシリコンアモルファス膜が形成され、このシリコンアモルファス膜の表面に半球状の結晶粒であるHSG−Siが形成されるため、たとえ環境雰囲気中の有機ガス状物質が絶縁膜上に付着したとしても、HSG−Siのサイズ及び/又は密度に影響を与えるものではないものと推測された。
量子ドットについては、サイズ的にはHSG−Siに近いものの、本発明者等が、半導体基板の絶縁膜上にCVD法(化学気相成長法)により量子ドットを形成したところ、形成された量子ドットのサイズ及び/又は密度は、有機ガス状物質に大きく影響を受けることが分かった。これは、環境雰囲気中の有機ガス状物質が半導体基板の絶縁膜上に付着すると、この絶縁膜上に付着した有機物を核として量子ドットが成長し、量子ドットのサイズ及び/又は密度が増加すると推測された。
そこで、本発明者等は、前記知見に基づき、半導体基板の絶縁膜上に、フローティングゲートとして量子ドットを形成するフラッシュメモリの製造方法において、環境雰囲気中の有機ガス状物質を低減し、適正範囲内のサイズ及び/又は密度の量子ドットの製造が可能となるフラッシュメモリの製造方法を提供することを目的とする。
However, it has not been known how organic gaseous substances in the ambient atmosphere affect the formation of quantum dots.
For this reason, the inventors of the present invention also have HSG-Si (hemispherical grain silicon), which is a hemispherical crystal grain whose size is close to a quantum dot with a size of several tens to several hundreds of nanometers and close to a quantum dot, in an environmental atmosphere It was assumed that it was affected by the organic gaseous substance, and the influence of the organic gaseous substance in the environmental atmosphere on the formation of HSG-Si was confirmed. However, contrary to the assumptions of the present inventors, even when organic gaseous substances in the environmental atmosphere adhere to the insulating film, the size and / or density of HSG-Si should not be greatly affected. I understood. This is because HSG-Si forms a silicon amorphous film so as to cover an organic substance on the insulating film, and HSG-Si which is a hemispherical crystal grain is formed on the surface of the silicon amorphous film. It was estimated that even if the organic gaseous substance inside adhered to the insulating film, it did not affect the size and / or density of HSG-Si.
Although the quantum dots are close in size to HSG-Si, the present inventors have formed quantum dots by CVD (chemical vapor deposition) on an insulating film of a semiconductor substrate. It has been found that the size and / or density of dots is greatly affected by organic gaseous substances. This is because when the organic gaseous substance in the environmental atmosphere adheres to the insulating film of the semiconductor substrate, the quantum dot grows with the organic substance adhering to the insulating film as a nucleus, and the size and / or density of the quantum dot increases. Was guessed.
Accordingly, the present inventors have reduced the amount of organic gaseous substances in the environmental atmosphere in an appropriate range in a flash memory manufacturing method in which quantum dots are formed as floating gates on an insulating film of a semiconductor substrate based on the above knowledge. An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a flash memory that can manufacture quantum dots having a size and / or density within the above range.

すなわち、本発明のフラッシュメモリの製造方法は、請求項1に記載の通り、半導体基板上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に量子ドットをフローティングゲートとして形成するフラッシュメモリの製造方法において、前記量子ドット形成前までの前記半導体基板の環境雰囲気を、有機ガス状物質除去手段にて清浄に保つことを特徴とする。   That is, the flash memory manufacturing method of the present invention is the flash memory manufacturing method according to claim 1, wherein an insulating film is formed on a semiconductor substrate, and quantum dots are formed on the insulating film as a floating gate. The environmental atmosphere of the semiconductor substrate before the formation of the quantum dots is kept clean by an organic gaseous substance removing unit.

本発明のフラッシュメモリの製造方法によれば、フラッシュメモリのフローティングゲートとして量子ドットを形成する前まで、有機ガス状物質除去手段にて、半導体基板の環境雰囲気を清浄に保っているため、前記環境雰囲気中の有機ガス状物質が除去され、前記基板上の絶縁膜に付着する有機物が低減されるため、付着した有機物を核として量子ドットが成長しにくくなり、サイズ及び/又は密度が適正範囲内となる量子ドットを製造することが可能となる。このように、量子ドットのサイズ及び/又は密度を適正範囲に製造することが可能であると、量子ドット毎に確実に電荷を保持させることができ、単一電子トランジスタ(SET)の効果を発揮させることができる。   According to the flash memory manufacturing method of the present invention, the environmental atmosphere of the semiconductor substrate is kept clean by the organic gaseous substance removing means before the quantum dots are formed as the floating gate of the flash memory. Since organic gaseous substances in the atmosphere are removed and organic substances adhering to the insulating film on the substrate are reduced, it becomes difficult for the quantum dots to grow using the adhering organic substances as a nucleus, and the size and / or density is within an appropriate range. It becomes possible to manufacture a quantum dot. Thus, if the size and / or density of the quantum dots can be manufactured in an appropriate range, the charge can be reliably held for each quantum dot, and the effect of a single electron transistor (SET) is exhibited. Can be made.

本発明のフラッシュメモリの製造方法は、半導体基板上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上にフラッシュメモリのフローティングゲートとして量子ドットを形成するまでの間、前記半導体基板の環境雰囲気を、有機ガス状物質除去手段を用いて清浄に保っている。
前記有機ガス状物質除去手段としては、活性炭ケミカルフィルタや、光触媒ユニットを使用することができる。
前記有機ガス状物質除去手段で清浄化する環境雰囲気は、量子ドットが形成される前までの間、絶縁膜を形成した半導体基板が置かれるクリーンルーム内全体の環境雰囲気や、半導体基板を密閉空間内で保持するストッカー内の環境雰囲気等である。
密閉された環境雰囲気を形成するストッカーとしては、アルミ、ステンレス鋼材等の金属製や、加工性が良く、剛性及び耐久性に優れ、発ガスの少ないABS、アクリル等の汎用プラスチックやポリカーボネート(P.C)等のエンジニアプラスチック等の合成樹脂製のものを使用することができる。
The method of manufacturing a flash memory according to the present invention includes: forming an insulating film on a semiconductor substrate; and forming an quantum atmosphere as a floating gate of the flash memory on the insulating film by changing an environmental atmosphere of the semiconductor substrate to an organic gas It is kept clean using the particulate matter removing means.
As the organic gaseous substance removing means, an activated carbon chemical filter or a photocatalytic unit can be used.
The environment atmosphere to be cleaned by the organic gaseous substance removing means is the environment atmosphere in the entire clean room where the semiconductor substrate on which the insulating film is formed is placed before the quantum dots are formed, or the semiconductor substrate in the sealed space. The environmental atmosphere in the stocker held in
As a stocker that forms a sealed environmental atmosphere, it is made of metal such as aluminum or stainless steel, and is made of general-purpose plastics such as ABS and acrylic, polycarbonate (P. A synthetic resin such as an engineer plastic such as C) can be used.

前記有機ガス状物質除去手段として用いるケミカルフィルタは、例えば、吸着材を不織布等に挟んだシート状ろ材をジグザグ状に折り畳んだものを使用することができる。このようなケミカルフィルタを用いた場合は、吸着材の量を加減して有機ガス状物質の吸着容量を増減させることができ、有機ガス状物質を除去する環境、例えば、クリーンルーム全体の雰囲気中の有機ガス状物質を除去する場合や、半導体基板を保持しておくストッカー内の雰囲気中の有機ガス状物質を除去する場合等、環境に合わせて適した吸着材容量を有するケミカルフィルタを使用することが可能である。
前記吸着材としては、量子ドットを製造する空間中の有機ガス状物質、即ち、基板への付着(吸着)性の大きい炭化水素(H.C.)、例えば−CO−、−COO−基を有する炭化水素(例えばフタル酸エステル等)を効率良く捕集・除去できるものを用いる。例えば、活性炭、ゼオライト、アルミナ、シリカゲル、ガラス、フッ素化合物、金属、高分子化合物(スチレン系重合金)等を用いることができるが、これらの吸着材のうち、活性炭は、炭化水素等の有機ガス状物質の吸着効果が大きいため吸着材として好ましい。尚、ケミカルフィルタに用いる吸着材は、性能(吸着力及び吸着材の寿命)向上のため、予め水分の除去(除湿)が行われていることが好ましい。
As the chemical filter used as the organic gaseous substance removing means, for example, a filter obtained by folding a sheet-like filter medium in which an adsorbent is sandwiched between nonwoven fabrics in a zigzag shape can be used. When such a chemical filter is used, the amount of adsorbent can be adjusted to increase or decrease the adsorption capacity of the organic gaseous substance, and the environment in which the organic gaseous substance is removed, for example, in the atmosphere of the entire clean room Use a chemical filter with an adsorbent capacity suitable for the environment, such as when removing organic gaseous substances or when removing organic gaseous substances in the atmosphere in the stocker that holds the semiconductor substrate. Is possible.
Examples of the adsorbent include organic gaseous substances in the space for producing quantum dots, that is, hydrocarbons (HC) having high adhesion (adsorption) properties to the substrate, such as —CO— and —COO— groups. Use hydrocarbons that can efficiently collect and remove hydrocarbons (for example, phthalate esters, etc.). For example, activated carbon, zeolite, alumina, silica gel, glass, fluorine compound, metal, polymer compound (styrene polymerized gold), etc. can be used. Among these adsorbents, activated carbon is an organic gas such as hydrocarbon. It is preferable as an adsorbent because the adsorbing effect of the substance is great. The adsorbent used in the chemical filter is preferably subjected to moisture removal (dehumidification) in advance in order to improve performance (adsorption power and adsorbent life).

前記有機ガス状物質除去手段として、活性炭ケミカルフィルタを用いた場合は、例えば、前記活性炭ケミカルフィルタを用いていない場合と比較して、ウェハ表面吸着した有機物質のうち、ビス(2−エチルヘキシル)フタレート(DOP)を約100%程度、全有機炭素量(TOC)を約90%程度除去することができる。
前記活性炭は、粒状、繊維状、網状、ハニカム状等の形状のものを使用することが可能であるが、吸着材としてシート状ろ材に挟んだ場合に、フィルタの圧力損失が少ない繊維状ものが好ましい。
When the activated carbon chemical filter is used as the organic gaseous substance removing means, for example, among the organic substances adsorbed on the wafer surface, bis (2-ethylhexyl) phthalate, compared to the case where the activated carbon chemical filter is not used. About (DOP) can be removed by about 100%, and the total organic carbon content (TOC) can be removed by about 90%.
The activated carbon can be used in the form of particles, fibers, nets, honeycombs, etc., but when it is sandwiched between sheet-like filter media as an adsorbent, a fiber with less pressure loss of the filter is used. preferable.

前記有機ガス状物質除去手段として用いる光触媒ユニットは、光触媒体と光源から構成されている。
前記光触媒ユニットを用いた場合は、前記光触媒ユニットを用いない場合と比較して、ウェハ表面吸着したDOP、TOCを、それぞれ98%、84%程度除去することができる。
前記光触媒体は、例えば、ガラスクロスに光触媒を担持させた通気性シート状光触媒体を使用することが可能である。前記光触媒としては、光照射により励起され、ガス状汚染物質を分解できるものであればいずれでもよい。例えば、元素としてはSi,Ge,Se等、化合物としてはAlP,GaAs,InP等、酸化物としてはTiO2,ZnO等、数多くのものが提案されているが、分解効率や、安全性、安定度の点からはTiO2が好ましい。このTiO2は、ルチル型、アナターゼ型或いはこれらの共存形のいずれでも構わないが、低エネルギの光を反応させるには、ルチル型が適しており、また、反応の活性を高めるにはアナターゼ型が適している。また、光触媒には、Pt,Ag,Pd,RuO2,Co34の添加が、炭化水素(H.C.)等の有機ガス状物質の分解作用が促進されるため好ましい。
また、前記光触媒体の形状は、クロス状、ハニカム状、ペーパ状等があり、いずれの形状でも構わないが、光触媒ユニットの増設による圧力損失上昇が低く抑えられ、且つ、紫外線の漏洩がなく、有機ガス状物質の分解が安全に行われることから、網目状基材に光触媒を固定化させてなる通気性シートとすることが好ましい。前記通気性シート状光触媒体は、複数枚、離間状に積層して用いることが好ましい。
また、光触媒ユニットに用いる光源としては、紫外線ランプ、低圧水銀灯、殺菌灯、ブラックライト蛍光灯等が用いられるが、低波長254nmの殺菌灯は、光触媒への有効照射光量を強くでき、光触媒作用が強くなることやオゾンレスであることから好ましい。
The photocatalyst unit used as the organic gaseous substance removing means is composed of a photocatalyst body and a light source.
When the photocatalytic unit is used, about 98% and 84% of DOP and TOC adsorbed on the wafer surface can be removed, respectively, as compared with the case where the photocatalytic unit is not used.
As the photocatalyst body, for example, a breathable sheet-like photocatalyst body in which a photocatalyst is supported on a glass cloth can be used. The photocatalyst may be any as long as it is excited by light irradiation and can decompose gaseous pollutants. For example, Si, Ge, Se, etc. as elements, AlP, GaAs, InP, etc. as compounds, TiO 2 , ZnO, etc. as oxides have been proposed, but decomposition efficiency, safety, stability From the viewpoint of degree, TiO 2 is preferable. The TiO 2 may be in the rutile type, anatase type, or a coexistence type thereof, but the rutile type is suitable for reacting low energy light, and the anatase type is used for enhancing the activity of the reaction. Is suitable. For the photocatalyst, addition of Pt, Ag, Pd, RuO 2 , and Co 3 O 4 is preferable because the decomposition action of organic gaseous substances such as hydrocarbon (HC) is promoted.
Further, the shape of the photocatalyst body includes a cross shape, a honeycomb shape, a paper shape, etc., and any shape may be used, but an increase in pressure loss due to the addition of the photocatalyst unit is suppressed to a low level, and there is no leakage of ultraviolet rays. Since the organic gaseous substance can be safely decomposed, it is preferable to use a breathable sheet in which a photocatalyst is fixed to a mesh substrate. It is preferable to use a plurality of the air-permeable sheet-like photocatalysts stacked in a spaced manner.
As the light source used in the photocatalyst unit, an ultraviolet lamp, a low-pressure mercury lamp, a germicidal lamp, a black light fluorescent lamp, or the like is used. It is preferable because it is strong and ozoneless.

フラッシュメモリのフローティングゲートを形成する半導体基板としては、シリコンウェハを使用することが可能である。尚、シリコンウェハに限らず、SOI(Silicon On Insulator)基板やガリウム砒素、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム等から形成された半導体基板でもよい。また、前記半導体基板上に形成する絶縁膜としては、熱酸化法等によってSiO2膜等を形成することが可能であるが、これに限らず、自体公知の方法によって適した絶縁膜を形成してもよい。量子ドットは、CVD法等に限らずMBE(分子線エピタキシー)法等の自体公知の方法によって、半導体基板に適したガリウム砒素、ゲルマニウム、シリコンゲルマニウム等の量子ドットを形成してもよい。
また、フラッシュメモリのフローティングゲートを形成する半導体基板としてシリコンウェハを用い、絶縁膜としてSiO2膜を形成した場合は、CVD法等により量子ドットとして、シリコンドットを形成する。
A silicon wafer can be used as a semiconductor substrate for forming a floating gate of the flash memory. The semiconductor substrate is not limited to a silicon wafer but may be an SOI (Silicon On Insulator) substrate or a semiconductor substrate formed of gallium arsenide, germanium, silicon germanium, or the like. Further, as the insulating film formed on the semiconductor substrate, a SiO 2 film or the like can be formed by a thermal oxidation method or the like, but is not limited thereto, and a suitable insulating film is formed by a method known per se. May be. The quantum dots are not limited to the CVD method or the like, and quantum dots such as gallium arsenide, germanium, and silicon germanium suitable for a semiconductor substrate may be formed by a method known per se such as MBE (molecular beam epitaxy) method.
In addition, when a silicon wafer is used as a semiconductor substrate for forming a floating gate of a flash memory and an SiO 2 film is formed as an insulating film, silicon dots are formed as quantum dots by a CVD method or the like.

次に、本発明の実施例について、比較例とともに詳細に説明するが、本発明はこの例に限定されるものではない。
(実施例1)
温度23±5℃、湿度50±10%、清浄度クラス10、DBP含有濃度0.1〜0.5μg/m3、TOC濃度50〜150μg/m3の試験用クリーンルーム内に設置した酸化炉中で、1000℃、dryO2を供給しながら熱酸化法により、図1に示すように、シリコンウェハ1上に厚さ約5nmの絶縁膜であるSiO2膜2を形成し、量子ドットを形成するための半導体基板3とした。
次に、図2に示すように、前記試験用クリーンルーム内の空気を0.5m/sで内部に通風する送風機7と、活性炭ケミカルフィルタ5を設けた保管庫4内に前記半導体基板3を23時間保管した。活性炭ケミカルフィルタ5は、ヤシ殻粒状活性炭をPETスパンボンド不織布に挟んだ目付約450g/m2、厚さ1.2mmのシート状ろ材をジグザグ状に折り畳んだフィルタパックを縦250mm×横250mm×厚さ65mmのアルミニウム製のフィルタ枠に組み付けたものを用いた。
最後に、前記半導体基板3を保管庫4から取り出し、CVD炉中で、室温〜580℃まで1.5時間で昇温し、シランガス(SiH4)を分圧(100/350)×0.25Torrで熱分解し、図3に示すように、半導体基板3のSiO2膜2上にフラッシュメモリのフローティングゲートとなるシリコンドット8を形成した。
Next, although an example of the present invention is described in detail with a comparative example, the present invention is not limited to this example.
(Example 1)
Temperature 23 ± 5 ° C., humidity 50 ± 10%, cleanliness class 10, DBP content level 0.1~0.5μg / m 3, TOC concentration 50 to 150 / m 3 of the installed oxidizing furnace to test the clean room Then, as shown in FIG. 1, an SiO 2 film 2 having a thickness of about 5 nm is formed on the silicon wafer 1 by thermal oxidation while supplying dryO 2 at 1000 ° C. to form quantum dots. Thus, a semiconductor substrate 3 was obtained.
Next, as shown in FIG. 2, the semiconductor substrate 3 is placed in a storage box 4 provided with an air blower 7 for passing the air in the test clean room at 0.5 m / s and an activated carbon chemical filter 5. Stored for hours. The activated carbon chemical filter 5 has a filter pack obtained by folding a sheet-shaped filter medium having a weight of about 450 g / m 2 and a thickness of 1.2 mm in a zigzag manner with palm-shell granular activated carbon sandwiched between PET spunbond nonwoven fabrics. What was assembled | attached to the 65-mm-thick aluminum filter frame was used.
Finally, the semiconductor substrate 3 is taken out from the storage 4 and heated in a CVD furnace from room temperature to 580 ° C. over 1.5 hours, and silane gas (SiH 4 ) is divided into partial pressure (100/350) × 0.25 Torr. As shown in FIG. 3, silicon dots 8 to be a floating gate of the flash memory were formed on the SiO 2 film 2 of the semiconductor substrate 3.

(実施例2)
実施例1と同様にSiO2膜2を形成した半導体基板3を、前記活性炭ケミカルフィルタ5の代わりに、光触媒ユニットを設けた保管庫4に実施例1と同様に23時間保管した以外は、実施例1と同様にして、半導体基板3のSiO2膜2上にフラッシュメモリのフローティングゲートとなるシリコンドット8を形成した。
前記光触媒ユニットは、本体ケーシングの中央に光源として、波長254nmの紫外線ランプを光触媒ユニットの本体ケーシングの奥行き方向に3本平行に等間隔で配列し、前記光源の上下に、アナターゼ型の酸化チタンからなる光触媒を繊維径9μmのEガラス繊維からなる開口率25%のガラスクロスに5質量%担持させてなる238mm×188mm×0.6mmの通気性シート光触媒体4枚を触媒ホルダーに保持させた2つの触媒ボックスを設けた外形寸法250mm×250mm×150mmのものを用いた。
(Example 2)
The semiconductor substrate 3 on which the SiO 2 film 2 was formed in the same manner as in Example 1 was stored in a storage 4 provided with a photocatalytic unit in place of the activated carbon chemical filter 5 except that it was stored for 23 hours in the same manner as in Example 1. In the same manner as in Example 1, silicon dots 8 serving as a floating gate of the flash memory were formed on the SiO 2 film 2 of the semiconductor substrate 3.
The photocatalyst unit has a light source at the center of the main casing, and three UV lamps having a wavelength of 254 nm are arranged in parallel in the depth direction of the main casing of the photocatalytic unit at equal intervals. 4 pieces of a 238 mm × 188 mm × 0.6 mm breathable sheet photocatalyst body, in which 5% by mass of the photocatalyst formed on a glass cloth made of E glass fiber having a fiber diameter of 9 μm and having an aperture ratio of 25% is held by a catalyst holder One having an outer dimension of 250 mm × 250 mm × 150 mm provided with two catalyst boxes was used.

(比較例1)
実施例1と同様にSiO2膜2を形成した半導体基板3を、保管庫4に保持させることなく、また、試験用クリーンルーム内に23時間暴露することなく、CVD炉内に入れて、実施例1と同様にして半導体基板3のSiO2膜2上にフラッシュメモリのフローティングゲートとなるシリコンドット8を形成した。
(Comparative Example 1)
As in Example 1, the semiconductor substrate 3 on which the SiO 2 film 2 was formed was placed in a CVD furnace without being held in the storage room 4 and exposed to the test clean room for 23 hours. 1 was formed on the SiO 2 film 2 of the semiconductor substrate 3 to form silicon dots 8 serving as a floating gate of the flash memory.

(比較例2)
実施例1と同様にSiO2膜2を形成した半導体基板3を、保管庫4に保持させることなく、試験用クリーンルーム内に23時間暴露した後、CVD炉内で実施例1と同様にして半導体基板3のSiO2膜2上にフラッシュメモリのフローティングゲートとなるシリコンドット8を形成した。
(Comparative Example 2)
The semiconductor substrate 3 on which the SiO 2 film 2 was formed in the same manner as in Example 1 was exposed to the test clean room for 23 hours without being held in the storage 4, and then the semiconductor in the same manner as in Example 1 in the CVD furnace. Silicon dots 8 serving as a floating gate of the flash memory were formed on the SiO 2 film 2 of the substrate 3.

前記実施例1、2及び比較例1、2の半導体基板のSiO2膜上に形成したシリコンドットのサイズ及び密度を原子間力顕微鏡(AFM:Atomic Force Microscopy)で測定した。図4に各半導体基板のシリコンドットのサイズ(nm)と密度(1010/cm2×nm)の関係を示し、図5に各半導体基板表面の二次元及び三次元のAFM写真を示す。 The size and density of the silicon dots formed on the SiO 2 films of the semiconductor substrates of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2 were measured with an atomic force microscope (AFM). FIG. 4 shows the relationship between the silicon dot size (nm) and density (10 10 / cm 2 × nm) of each semiconductor substrate, and FIG. 5 shows two-dimensional and three-dimensional AFM photographs of the surface of each semiconductor substrate.

図4及び図5に示す結果から、以下のことが分かった。
図4に示すように、比較例1の酸化炉中でシリコンウェハ上にSiO2膜を形成した後、直ぐにCVD炉でシリコンドットを形成した場合は、シリコンドットのサイズが平均して約5nmと均一化していた。実施例1の活性炭ケミカルフィルタで清浄化した環境雰囲気中に置かれたシリコンウェハについては、比較例1と同様に、平均して約5nmと均一化したサイズのシリコンドットが形成されることが確認できた。また、実施例2の光触媒ユニットで清浄化した環境雰囲気中に置かれたシリコンウェハについては、平均して約10nmと比較例1と比較してやや大きくなっているものの、サイズが略均一化されているシリコンドットが形成されることが確認できた。
これに対し、比較例2の試験用クリーンルーム内に暴露されたシリコンウェハに形成されたシリコンドットは、サイズが約10nmと大きくなっており、しかもサイズが均一化しておらず、ばらついていた。
また、図4及び図5に示す結果から比較例1のシリコンドットの密度のピークは、0.4(1010/cm2×nm)であるのに対し、実施例1及び2ともにシリコンドットの密度のピークが0.8(1010/cm2×nm)とやや増加みられたが、比較例2のシリコンドットの密度のピーク1.0(1010/cm2×nm)と比較して低く、シリコンドットの成長が抑制されていることが確認できた。
From the results shown in FIGS. 4 and 5, the following was found.
As shown in FIG. 4, when the silicon dots are formed immediately after the formation of the SiO 2 film on the silicon wafer in the oxidation furnace of Comparative Example 1, the average size of the silicon dots is about 5 nm. It was uniform. For silicon wafers placed in an environmental atmosphere cleaned with the activated carbon chemical filter of Example 1, it was confirmed that silicon dots with a uniform size of about 5 nm on average were formed as in Comparative Example 1. did it. In addition, the silicon wafer placed in the environmental atmosphere cleaned with the photocatalytic unit of Example 2 is about 10 nm on average and slightly larger than Comparative Example 1, but the size is substantially uniform. It was confirmed that a silicon dot was formed.
On the other hand, the silicon dots formed on the silicon wafer exposed in the test clean room of Comparative Example 2 had a large size of about 10 nm, and the sizes were not uniform and varied.
Further, from the results shown in FIGS. 4 and 5, the peak of the density of the silicon dot of Comparative Example 1 is 0.4 (10 10 / cm 2 × nm), whereas both of Examples 1 and 2 show the silicon dot density. The density peak was slightly increased to 0.8 (10 10 / cm 2 × nm), but compared with the silicon dot density peak of Comparative Example 2 (10 10 / cm 2 × nm). It was low and it was confirmed that the growth of silicon dots was suppressed.

本発明は、半導体基板の絶縁膜上に、フローティングゲートとして量子ドットを形成するフラッシュメモリの製造方法において、量子ドットを形成する前までの半導体基板の環境雰囲気の有機ガス状物質を低減し、適正範囲内のサイズ及び/又は密度の量子ドットの製造が可能となる点で有用である。   The present invention provides a flash memory manufacturing method in which quantum dots are formed as a floating gate on an insulating film of a semiconductor substrate, and reduces organic gaseous substances in the ambient atmosphere of the semiconductor substrate before the quantum dots are formed. This is useful in that quantum dots having a size and / or density within the range can be manufactured.

シリコンウェハに絶縁膜であるSiO2膜を形成した半導体基板の模式図Schematic diagram of a semiconductor substrate with an SiO 2 film, an insulating film, formed on a silicon wafer 半導体基板を保持した状態を示す保管庫の概略構成図Schematic configuration diagram of the storage showing the state of holding the semiconductor substrate シリコンドットを形成した半導体基板の模式図Schematic diagram of a semiconductor substrate on which silicon dots are formed シリコンドットのサイズと密度の関係を示す図Diagram showing the relationship between the size and density of silicon dots 実施例1、2及び比較例1、2の半導体基板表面の二次元及び三次元のAFM写真2D and 3D AFM photographs of the semiconductor substrate surfaces of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2

符号の説明Explanation of symbols

1 シリコンウェハ
2 SiO2
3 半導体基板
4 保管庫
5 活性炭ケミカルフィルタ
7 送風機
8 シリコンドット
1 Silicon wafer 2 SiO 2 film 3 Semiconductor substrate 4 Storage 5 Activated carbon chemical filter 7 Blower 8 Silicon dot

Claims (1)

半導体基板上に絶縁膜を形成し、前記絶縁膜上に量子ドットをフローティングゲートとして形成するフラッシュメモリの製造方法において、前記量子ドット形成前までの前記半導体基板の環境雰囲気を、有機ガス状物質除去手段にて清浄に保つことを特徴とするフラッシュメモリの製造方法。   In a flash memory manufacturing method in which an insulating film is formed on a semiconductor substrate, and quantum dots are formed on the insulating film as a floating gate, the environmental atmosphere of the semiconductor substrate before the formation of the quantum dots is removed by removing organic gaseous substances. A method of manufacturing a flash memory, characterized by being kept clean by means.
JP2004116705A 2004-04-12 2004-04-12 Manufacturing method of flash memory Pending JP2005302996A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004116705A JP2005302996A (en) 2004-04-12 2004-04-12 Manufacturing method of flash memory

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004116705A JP2005302996A (en) 2004-04-12 2004-04-12 Manufacturing method of flash memory

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005302996A true JP2005302996A (en) 2005-10-27

Family

ID=35334141

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004116705A Pending JP2005302996A (en) 2004-04-12 2004-04-12 Manufacturing method of flash memory

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005302996A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009107241A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-03 株式会社 東芝 Multidot flash memory
US9245896B2 (en) 2014-02-14 2016-01-26 International Business Machines Corporation Junction field-effect floating gate quantum dot memory switch

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009107241A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-03 株式会社 東芝 Multidot flash memory
US8223546B2 (en) 2008-02-29 2012-07-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Multi-dot flash memory
US9245896B2 (en) 2014-02-14 2016-01-26 International Business Machines Corporation Junction field-effect floating gate quantum dot memory switch

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pan et al. Structure of Z-scheme CdS/CQDs/BiOCl heterojunction with enhanced photocatalytic activity for environmental pollutant elimination
CN101506087B (en) System for purging reticle storage
Bui et al. Photocatalytic materials for indoor air purification systems: An updated mini-review
KR100802182B1 (en) Nanowire filter and method for manufacturing the same and method for removing material adsorbed the nanowire filter and filtering apparatus with the same
KR100311037B1 (en) Air intake apparatus of chemical vapor deposition equipment and method for removing ozone contaminants using the same
CN1775342A (en) Chemical particle filter comprising chemically improved carbon nano tube structure
US20200122078A1 (en) Aircraft Air Purification And Volatile Organic Compounds Reduction Unit
Tadjarodi et al. Adsorption kinetics, thermodynamic studies, and high performance of CdO cauliflower-like nanostructure on the removal of Congo red from aqueous solution
JPH10296042A (en) Process and device for cleaning gas in clean room
JP4674071B2 (en) Gas purifier
KR20220003372A (en) Photocatalytic Filters Having Physical Entrapment of Pollutants and Method for Purifying Gaseous Medium Using the Same
JP2005302996A (en) Manufacturing method of flash memory
CN103736459B (en) The preparation method of active carbon or activated carbon fiber and the preparation method of purification medium
JP4806108B2 (en) Deodorizing device
JP4056204B2 (en) Semiconductor manufacturing method and apparatus
KR102331736B1 (en) Carbon dioxide absorbing laminate and filter composite comprising same
JP2005274181A (en) Degree-of-consumption measuring method and humidity measuring method of chemical gas filter in environmental box
US20030118476A1 (en) Method and device for preventing oxidation on substrate surface
JP2007136029A (en) Fiber sheet, its manufacturing method and air filter
JP5246900B1 (en) Method for making magnesium oxide thin film
JP2017176936A (en) Chemical filter
JPH06252242A (en) Transfer apparatus including gas purifying means
JP3827263B2 (en) Storage container for substrate or substrate
JP2004108730A (en) Fan light source unit with pollutant gas removing function
JP2003111825A (en) Air purifier and photocatalyst unit

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070220

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090807

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090818

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20091215