JP2006121009A - Semiconductor storage device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は半導体記憶装置およびその製造方法に関し、特に、情報としての電荷を蓄積するための所定の電極を備えた半導体記憶装置とその製造方法に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor memory device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor memory device including a predetermined electrode for accumulating charges as information and a manufacturing method thereof.
半導体記憶装置には、フラッシュメモリ等に代表される不揮発性半導体記憶装置と、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(以下、「DRAM」と記す。)に代表される揮発性半導体記憶装置が知られている。不揮発性半導体記憶装置では、メモリセルを構成するメモリセルトランジスタとして、フローティングゲート電極とコントロールゲート電極を備えたメモリセルトランジスタがマトリクス状に配列されている。情報としての電荷は、フローティングゲート電極に蓄積されることになる。一方、揮発性半導体記憶装置では、ストレージノードとセルプレートの間に誘電体膜を介在させたキャパシタがスイッチングトランジスタとともにマトリクス状に配列されている。情報としての電荷は、キャパシタのストレージノードに蓄積されることになる。 As the semiconductor memory device, a nonvolatile semiconductor memory device represented by a flash memory and a volatile semiconductor memory device represented by a dynamic random access memory (hereinafter referred to as “DRAM”) are known. Yes. In a nonvolatile semiconductor memory device, memory cell transistors each having a floating gate electrode and a control gate electrode are arranged in a matrix as memory cell transistors constituting a memory cell. The charge as information is stored in the floating gate electrode. On the other hand, in a volatile semiconductor memory device, capacitors having a dielectric film interposed between a storage node and a cell plate are arranged in a matrix with switching transistors. The charge as information is stored in the storage node of the capacitor.
このような情報としての電荷が蓄積されるフローティングゲート電極やストレージノードには、一般に材料としてポリシリコン膜が適用され、そのポリシリコン膜に加工を施すことによって所定の形状に形成される。このとき、形成されるフローティングゲート電極やストレージノードの端が角張っていると、その角に電荷が集中しやすくなる。フローティングゲート電極の角に電荷が集中すると、その角から、フローティングゲート電極とコントロールゲート電極との間に介在させた絶縁膜に向かって電荷が抜け易くなる。また、ストレージノードの角に電荷が集中すると、そのストレージノードの角から誘電体膜に向かって電荷が抜け易くなる。このように、情報としての電荷がフローティングゲート電極から抜けたり、あるいは、ストレージノードから抜けることによって、半導体記憶装置としての信頼性が損なわれるという問題があった。 A polysilicon film is generally used as a material for the floating gate electrode or storage node in which such charge as information is stored, and the polysilicon film is processed into a predetermined shape. At this time, if the end of the formed floating gate electrode or storage node is angular, charges tend to concentrate on the corner. When charges are concentrated at the corners of the floating gate electrode, the charges are likely to escape from the corners toward the insulating film interposed between the floating gate electrode and the control gate electrode. In addition, when charges are concentrated at the corners of the storage nodes, the charges are likely to escape from the corners of the storage nodes toward the dielectric film. As described above, there is a problem that the reliability as the semiconductor memory device is impaired when the charge as information is released from the floating gate electrode or from the storage node.
このような問題を解消するために、たとえば特許文献1では、フローティングゲート電極の角を丸める手法が提案されている。すなわち、まず、フローティングゲート電極とコントロールゲート電極が形成された後に塩酸などの酸に半導体基板を浸漬させることにより、フローティングゲート電極の側壁部およびコントロールゲート電極の側壁部と上面部にそれぞれ自然酸化膜が形成される。次に、アンモニア雰囲気中においてアニール処理を施すことによって、フローティングゲート電極の側壁部等に形成された自然酸化膜をシリコン酸窒化膜に変化させる。このようにして、シリコン酸窒化膜をフローティングゲート電極の側壁部等に選択的に形成して、フローティングゲート電極とコントロールゲート電極との間に位置する絶縁膜(トンネル酸化膜)の側壁部にはシリコン酸窒化膜を形成させない。
In order to solve such a problem, for example,
この状態で、酸化性雰囲気のもとでアニール処理を施すことにより、シリコン酸窒化膜によって覆われていない絶縁膜にそれぞれ接しているフローティングゲート電極の端の部分とコントロールゲート電極の端の部分から酸化膜を徐々に成長させて、フローティングゲート電極とコントロールゲート電極のそれぞれの角が丸められることになる。また、特許文献2においても、フローティングゲート電極となる導電膜をパターニングした後に、熱酸化処理を施すことによってフローティングゲート電極の角を丸める手法が提案されている。
しかしながら、従来の半導体記憶装置の製造方法では次のような問題点があった。上述したように、フローティングゲート電極等の角を丸めるために、酸化処理、窒化処理および酸化処理を順次行なわなければならず、付加的な工程が増えるとともに所望の形状を得るために各工程の管理が煩雑になるという問題があった。 However, the conventional method for manufacturing a semiconductor memory device has the following problems. As described above, in order to round the corners of the floating gate electrode or the like, the oxidation process, the nitridation process, and the oxidation process must be sequentially performed, and additional processes are added and each process is managed to obtain a desired shape. There was a problem that became complicated.
また、近年、半導体記憶装置の小型化を図ったAG(アシストゲート)−AND型フラッシュメモリが提案されているが、このAG−AND型フラッシュメモリのフローティングゲートの角を丸めるのに従来の酸化処理等を適用しても、製造工程に起因する構造との関係で容易に丸めることができないという問題があった。このことについて説明する。AG−AND型フラッシュメモリでは、メモリセルトランジスタのビット線は、拡散層ではなく、アシストゲート電極に所定の電圧を印加した際に半導体基板に形成される反転層によって構成される。アシストゲート電極は所定の間隔を隔てて複数形成され、フローティングゲート電極は隣り合うアシストゲート電極によって挟まれた領域に位置する。 In recent years, an AG (assist gate) -AND type flash memory has been proposed in which a semiconductor memory device is miniaturized. A conventional oxidation process is used to round the corner of the floating gate of the AG-AND type flash memory. However, there is a problem that it cannot be easily rounded due to the structure caused by the manufacturing process. This will be described. In the AG-AND flash memory, the bit line of the memory cell transistor is not a diffusion layer but an inversion layer formed on the semiconductor substrate when a predetermined voltage is applied to the assist gate electrode. A plurality of assist gate electrodes are formed at a predetermined interval, and the floating gate electrode is located in a region sandwiched between adjacent assist gate electrodes.
フローティングゲート電極は、アシストゲート電極のそれぞれを覆うシリコン酸化膜によって挟まれた領域を充填するポリシリコン膜の全面にエッチングを施すことによって形成されることになる。このとき、形成されたポリシリコン膜の表面形状を反映して、フローティングゲート電極として残されるポリシリコン膜の上面部分の中央付近に窪みが生じることがある。その後、アシストゲート電極を覆うシリコン酸化膜を除去して露出したポリシリコン膜の角を丸めようとしてポリシリコン膜に酸化処理を施すと、露出したポリシリコン膜の表面全体が酸化されてしまい、窪みを有するポリシリコン膜の上面部分を良好に丸めることはできないという問題があった。また、ポリシリコン膜の上面部分を部分的に酸化を促進させようとして、ポリシリコン膜の表面に形成される酸化膜の一部を除去しようとすると、製造工程が煩雑になるという問題があった。 The floating gate electrode is formed by etching the entire surface of the polysilicon film filling the region sandwiched between the silicon oxide films covering each of the assist gate electrodes. At this time, the surface shape of the formed polysilicon film may be reflected to cause a depression near the center of the upper surface portion of the polysilicon film remaining as the floating gate electrode. After that, if the polysilicon film is oxidized to remove the silicon oxide film covering the assist gate electrode and round the corners of the exposed polysilicon film, the entire surface of the exposed polysilicon film is oxidized, resulting in depressions. There is a problem in that the upper surface portion of the polysilicon film having a thickness cannot be rounded well. In addition, if an attempt is made to partially promote the oxidation of the upper surface portion of the polysilicon film and a part of the oxide film formed on the surface of the polysilicon film is to be removed, there is a problem that the manufacturing process becomes complicated. .
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、一つの目的は、情報としての電荷が容易に抜けない半導体記憶装置をより簡便に形成する半導体記憶装置の製造方法を提供することであり、他の目的は、そのような製造方法によって製造される電荷保持特性の高い半導体記憶装置を提供することである。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor memory device that more easily forms a semiconductor memory device in which charge as information is not easily lost. Another object is to provide a semiconductor memory device having high charge retention characteristics manufactured by such a manufacturing method.
本発明に係る半導体記憶装置は、メモリセルをマトリクス状に配設した半導体記憶装置である。そのメモリセルは、複数のアシストゲート電極と柱状のフローティングゲート電極と絶縁膜とコントロールゲート電極とを備えている。複数のアシストゲート電極は、半導体基板の主表面上に第1ゲート絶縁膜を介在させ互いに間隔を隔てて形成されている。柱状のフローティングゲート電極は、隣り合うアシストゲート電極によって挟まれた半導体基板の領域上にそれぞれ第2ゲート絶縁膜を介在させて形成され、対向する両側面と上面を有している。絶縁膜はフローティングゲート電極を覆うように形成されている。コントロールゲート電極はフローティングゲート電極上に絶縁膜を介在させて形成されている。そして、フローティングゲート電極の上端部では角が丸められている。 The semiconductor memory device according to the present invention is a semiconductor memory device in which memory cells are arranged in a matrix. The memory cell includes a plurality of assist gate electrodes, a columnar floating gate electrode, an insulating film, and a control gate electrode. The plurality of assist gate electrodes are formed on the main surface of the semiconductor substrate with a first gate insulating film interposed therebetween and spaced apart from each other. The columnar floating gate electrode is formed on a region of the semiconductor substrate sandwiched between adjacent assist gate electrodes with a second gate insulating film interposed therebetween, and has opposite side surfaces and an upper surface. The insulating film is formed so as to cover the floating gate electrode. The control gate electrode is formed on the floating gate electrode with an insulating film interposed. The corners are rounded at the upper end of the floating gate electrode.
本発明に係る半導体記憶装置の製造方法は、メモリセルをマトリクス状に配設した半導体記憶装置の製造方法であって、以下の工程を備えている。半導体基板の主表面上に、互いに間隔を隔てて複数のアシストゲート電極を形成する。隣り合うアシストゲート電極によって挟まれた半導体基板の領域に、フローティングゲート電極となる柱状の第2導電層を形成する。その柱状の第2導電層を覆うように第1絶縁膜を形成する。第1絶縁膜上にコントロールゲート電極となる第3導電層を形成する。第3導電層および第2導電層に所定の加工を施すことにより、コントロールゲート電極およびフローティングゲート電極をそれぞれ形成する。そして、柱状の第2導電層を形成する工程では、エッチングを施すことによって柱状の第2導電層の上端部が丸められる。 A method for manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention is a method for manufacturing a semiconductor memory device in which memory cells are arranged in a matrix, and includes the following steps. A plurality of assist gate electrodes are formed on the main surface of the semiconductor substrate at intervals. A columnar second conductive layer serving as a floating gate electrode is formed in a region of the semiconductor substrate sandwiched between adjacent assist gate electrodes. A first insulating film is formed so as to cover the columnar second conductive layer. A third conductive layer to be a control gate electrode is formed on the first insulating film. By subjecting the third conductive layer and the second conductive layer to predetermined processing, a control gate electrode and a floating gate electrode are formed, respectively. In the step of forming the columnar second conductive layer, the upper end portion of the columnar second conductive layer is rounded by etching.
本発明に係る他の半導体記憶装置の製造方法は、情報としての電荷を蓄積するための第1電極を含むメモリセルを備えた半導体記憶装置の製造方法であって、以下の工程を備えている。半導体基板の主表面上に第1電極となる第1導電層を形成する。その第1導電層に加工を施すことにより第1電極を形成する。第1電極上に絶縁膜を形成する。第1電極上に絶縁膜を介在させて第2電極を形成する。第1電極を形成する工程は、第1導電層を所定の形状に形成するパターニング工程と、所定の形状にパターニングされた第1導電層の部分にエッチングを施すことにより角を丸める工程とを備えている。 Another method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor memory device including a memory cell including a first electrode for accumulating charge as information, and includes the following steps. . A first conductive layer to be a first electrode is formed on the main surface of the semiconductor substrate. A first electrode is formed by processing the first conductive layer. An insulating film is formed on the first electrode. A second electrode is formed on the first electrode with an insulating film interposed. The step of forming the first electrode includes a patterning step of forming the first conductive layer in a predetermined shape, and a step of rounding the corners by etching the portion of the first conductive layer patterned in the predetermined shape. ing.
本発明に係る半導体記憶装置によれば、アシストゲート電極を有するメモリセルのフローティングゲート電極の上端部では角が丸められていることで、従来の半導体記憶装置と比べると、フローティングゲート電極に蓄積される情報としての電荷が集中する部分がなくなって、電荷が絶縁膜に抜けるのを抑制することができる。その結果、電荷の保持特性が向上して半導体記憶装置としての信頼性を高めることができる。 According to the semiconductor memory device of the present invention, the corners are rounded at the upper end of the floating gate electrode of the memory cell having the assist gate electrode, so that it is accumulated in the floating gate electrode as compared with the conventional semiconductor memory device. It is possible to suppress the portion where the charge as information is concentrated and the charge from being released into the insulating film. As a result, the charge retention characteristics can be improved and the reliability of the semiconductor memory device can be improved.
また、本発明に係る半導体記憶装置の製造方法によれば、フローティングゲート電極となる柱状の第2導電層を形成する工程では、エッチングを施すことによって柱状の第2導電層の上端部が丸められることで、従来の製造方法と比べると、フローティングゲート電極の角を容易に丸めることができる。 Further, according to the method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention, in the step of forming the columnar second conductive layer serving as the floating gate electrode, the upper end portion of the columnar second conductive layer is rounded by performing etching. Thus, the corners of the floating gate electrode can be easily rounded as compared with the conventional manufacturing method.
さらに、本発明に係る他の半導体記憶装置の製造方法によれば、第1電極を形成する工程では、所定の形状にパターニングされた第1導電層の部分にエッチングを施すことによって角が丸められることで、従来の製造方法と比べると、電荷が蓄積される第1電極の角を容易に丸めることができる。 Furthermore, according to another method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention, in the step of forming the first electrode, the corners are rounded by etching the portion of the first conductive layer patterned into a predetermined shape. Thus, as compared with the conventional manufacturing method, the corners of the first electrode where charges are accumulated can be easily rounded.
実施の形態1
本発明の実施の形態1に係る半導体記憶装置としてAG−AND型のフラッシュメモリについて説明する。AG−AND型のフラッシュメモリでは、図1(図13の断面線I−Iに対応する断面図)に示すように、半導体基板1の主表面上に、複数のアシストゲート電極3が互いに間隔を隔てて形成されている。それぞれのアシストゲート電極3は半導体基板1上にゲート絶縁膜2を介在させて、一方向(紙面に垂直)に延在するように形成されている。そのアシストゲート電極3の上面上にはシリコン窒化膜4が形成されている。
An AG-AND type flash memory will be described as the semiconductor memory device according to the first embodiment of the present invention. In the AG-AND type flash memory, as shown in FIG. 1 (cross-sectional view corresponding to cross-sectional line II in FIG. 13), a plurality of
隣り合うアシストゲート電極3によって挟まれた半導体基板1のそれぞれの領域には、フローティングゲート電極9cが形成されている。そのフローティングゲート電極9cを覆うようにONO(Oxide-Nitride-Oxide)膜11が形成されている。そのONO膜11上に、一方向と直交する方向(紙面に平行)にコントロールゲート電極14が形成されている。コントロールゲート電極14は、ポリシリコン膜12およびタングステンシリサイド膜13によって構成される。フローティングゲート電極9cとその直上に位置するコントロールゲート電極14の部分によって1つのメモリセルトランジスタが構成される。コントロールゲート電極14を覆うようにシリコン酸化膜15が形成されている。
A floating
アシストゲート電極3に所定の電圧を印加することによって、アシストゲート電極3の直下に位置する半導体基板1の領域に反転層が形成されることになる。この反転層は、メモリセルトランジスタのソースおよびドレインを含むビット線としての機能を果たす。一方、アシストゲート電極3に電圧を印加させないことによって、あるいは、所定の負の電圧を印加することによって半導体基板1の領域に反転層は形成されないことになり、これにより、隣り合うメモリセルトランジスタが電気的に分離されることになる。
By applying a predetermined voltage to the assist
次に、情報の書き込み動作、読み出し動作および消去動作について説明する。まず、情報の書込み動作においては、図2に示すように、選択メモリセルトランジスタが接続されるワード線(この場合、WL128)に、たとえば15V程度の電圧が印加され、それ以外のワード線に、たとえば−2V程度の電圧が印加される。また、選択メモリセルトランジスタにおけるソース形成用のアシストゲート電極3(AG0)に、たとえば5V程度の電圧が印加され、ドレイン形成用のアシストゲート電極3(AG2)に、たとえば8V程度の電圧が印加される。これにより、これらのアシストゲート電極3の直下に位置する半導体基板1の表面にソース・ドレインとなる反転層が形成される。
Next, an information write operation, a read operation, and an erase operation will be described. First, in the information write operation, as shown in FIG. 2, for example, a voltage of about 15 V is applied to the word line (in this case, WL128) to which the selected memory cell transistor is connected, and the other word lines are For example, a voltage of about −2V is applied. In addition, a voltage of about 5 V, for example, is applied to the assist gate electrode 3 (AG0) for forming the source in the selected memory cell transistor, and a voltage of, for example, about 8 V is applied to the assist gate electrode 3 (AG2) for forming the drain. The As a result, an inversion layer serving as a source / drain is formed on the surface of the
一方、上述した以外のアシストゲート電極3(AG3)には、たとえば−2V程度の電圧が印加されており、これらのアシストゲート電極3の直下に位置する半導体基板1の表面には反転層は形成されず、選択メモリセルトランジスタと非選択メモリセルトランジスタとの間の電気的な分離が行なわれる。また、アシストゲート電極3(AG1)には、たとえば1V程度の電圧が印加される。さらに、選択メモリセルトランジスタにおけるドレインとなる反転層に接続されるビット線(GBL1,GBL3)に、たとえば4.5V程度の電圧が印加される。また、選択メモリセルトランジスタにおけるソースとなる反転層に接続されるビット線(GBL2)には、書き込み選択のためにたとえば0V程度の電圧が印加される一方、非選択メモリセルにおけるソースとなる反転層に接続されるビット線(GBL0)には、書き込みを阻止するためにたとえば2V程度の電圧が印加される。
On the other hand, a voltage of about −2 V, for example, is applied to the assist gate electrode 3 (AG3) other than those described above, and an inversion layer is formed on the surface of the
これにより、選択メモリセルトランジスタにおいてはドレインからソースに向かって書込み用の電流が流れ、ソース側の反転層に蓄積された電荷がゲート絶縁膜を介してフローティングゲート電極に注入される。一方、非選択メモリセルトランジスタにおいては、ドレインからソースに向かう電流は流れず(×印)、フローティングゲート電極への電荷の注入は行なわれない。以上のような動作により、所定のメモリセルトランジスタに選択的に情報の書込みが行なわれる。 Thereby, in the selected memory cell transistor, a write current flows from the drain to the source, and the charge accumulated in the inversion layer on the source side is injected into the floating gate electrode through the gate insulating film. On the other hand, in a non-selected memory cell transistor, no current flows from the drain to the source (marked by x), and no charge is injected into the floating gate electrode. By the operation as described above, information is selectively written into a predetermined memory cell transistor.
次に、情報の読み出し動作においては、上述した書込み動作と逆の動作が行なわれる。図3に示すように、選択メモリセルトランジスタが接続されるワード線(この場合、WL128)に、たとえば2〜5V程度の電圧が印加され、それ以外のワード線には、たとえば−2V程度の電圧が印加される。また、選択メモリセルトランジスタにおけるソース・ドレイン形成用のアシストゲート電極3(AG2,AG1)には、たとえば4V程度の電圧が印加される。これにより、選択メモリセルトランジスタにおけるソース・ドレインが形成される。一方、非選択メモリセルトランジスタにおけるソース・ドレイン形成用のアシストゲート電極3(AG3)には、たとえば−2V程度の電圧が印加される。これにより、非選択メモリセルトランジスタにおいては、ソース・ドレインとなる反転層が形成されない。この結果、選択メモリセルトランジスタと非選択メモリセルトランジスタとの電気的な分離が実現される。 Next, in the information reading operation, an operation opposite to the above-described writing operation is performed. As shown in FIG. 3, a voltage of about 2 to 5 V, for example, is applied to the word line (in this case, WL128) to which the selected memory cell transistor is connected, and a voltage of about −2 V, for example, is applied to the other word lines. Is applied. Further, for example, a voltage of about 4V is applied to the assist gate electrode 3 (AG2, AG1) for forming the source / drain in the selected memory cell transistor. Thereby, the source / drain in the selected memory cell transistor is formed. On the other hand, a voltage of about −2 V, for example, is applied to the assist gate electrode 3 (AG3) for source / drain formation in the unselected memory cell transistor. Thereby, in the non-selected memory cell transistor, the inversion layer serving as the source / drain is not formed. As a result, electrical separation between the selected memory cell transistor and the non-selected memory cell transistor is realized.
また、選択メモリセルトランジスタにおいてドレインとなる反転層が接続されるビット線(GBL1,GBL3)に、たとえば1.2V程度の電圧が印加される一方、他のビット線(GBL0,GBL2)には、たとえば0V程度の電圧が印加される。さらに、選択メモリセルトランジスタにおいてソースとなる反転層に接続されるビット線に、たとえば0V程度の電圧が印加される。ここで、フローティングゲート電極の蓄積電荷の状態によって選択メモリセルトランジスタのしきい値電圧が変化する。したがって、選択メモリセルのソース−ドレイン間に流れる電流の状況からそのメモリセルトランジスタのデータを判別することができる。以上のような動作によって、所定のメモリセルトランジスタの情報の読み出しが行なわれる。 In addition, for example, a voltage of about 1.2 V is applied to the bit lines (GBL1, GBL3) to which the inversion layer serving as the drain in the selected memory cell transistor is connected, while the other bit lines (GBL0, GBL2) For example, a voltage of about 0V is applied. Furthermore, a voltage of about 0 V, for example, is applied to the bit line connected to the inversion layer serving as the source in the selected memory cell transistor. Here, the threshold voltage of the selected memory cell transistor changes depending on the state of the charge stored in the floating gate electrode. Therefore, the data of the memory cell transistor can be determined from the state of the current flowing between the source and drain of the selected memory cell. With the above operation, information is read from a predetermined memory cell transistor.
次に、情報の消去動作においては、選択対象のワード線に負電圧(たとえば−16V程度)が印加される一方、半導体基板1には正の電圧が印加される。なお、アシストゲート電極3には0V程度の電圧が印加され、反転層は形成されない。これにより、フローティングゲート電極から半導体基板1に向かって、F−N(Fowlor Nordheim)トンネル放出により電荷が放出される。以上のような動作によって、複数のメモリセルの情報が一括で消去される。
Next, in the information erasing operation, a negative voltage (for example, about −16 V) is applied to the word line to be selected, while a positive voltage is applied to the
上述したAG−AND型フラッシュメモリでは、情報としての電荷が蓄積されるフローティングゲート電極9cにおいてONO膜11と接触する上端部分では角が丸められ、フローティングゲート電極9cの上面は、対向する両側面の一方の側面から他方の側面にわたってなだらかな凸状に形成されている。しかも、上面と両側面とがなだらかに繋がっている。これにより、後述するように、従来のAG−AND型フラッシュメモリと比べると、フローティングゲート電極9cに蓄積された情報としての電荷が集中する部分がなくなって、電荷がONO膜11に抜けるのを抑制することができる。その結果、電荷の保持特性が向上して半導体記憶装置としての信頼性を高めることができる。
In the above-described AG-AND type flash memory, corners are rounded at the upper end portion in contact with the
実施の形態2
次に、上述したAG−AND型のフラッシュメモリの製造方法について説明する。なお、ここではメモリセル領域の製造工程について説明し、周辺回路領域については説明を省略する。まず、図4に示すように、半導体基板1の主表面にゲート絶縁膜2が形成される。そのゲート絶縁膜2上にアシストゲート電極となるポリシリコン膜(図示せず)が形成される。そのポリシリコン膜上にシリコン窒化膜(図示せず)が形成される。そのシリコン窒化膜上に材料としてTEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)を用いたシリコン酸化膜(図示せず)が形成される。そのシリコン酸化膜上に所定の写真製版および加工を施すことによって、それぞれ間隔を隔てて複数のアシストゲート電極3が形成される。各アシストゲート電極3の上方には、シリコン窒化膜4とシリコン酸化膜5が残されている。
Next, a manufacturing method of the above-described AG-AND type flash memory will be described. Here, the manufacturing process of the memory cell region will be described, and the description of the peripheral circuit region will be omitted. First, as shown in FIG. 4, the
次に、図5に示すように、熱酸化処理を施すことによりアシストゲート電極3の側面に熱酸化膜6が形成される。次に、シリコン酸化膜5等を覆うように半導体基板1上にさらに所定の厚さのシリコン酸化膜(図示せず)が形成される。そのシリコン酸化膜に異方性エッチングを施すことにより、図6に示すように、アシストゲート電極3の側面、シリコン窒化膜4の側面およびシリコン酸化膜5の側面にサイドウォール絶縁膜7が形成される。次に、図7に示すように、熱酸化処理を施すことによって露出した半導体基板1の表面に熱酸化膜8が形成される。次に、図8に示すように、隣り合うサイドウォール絶縁膜7等に挟まれた半導体基板1の領域を充填するように、所定の膜厚のポリシリコン膜9が形成される。その後、メモリセル領域以外の所定の部分を覆うようにレジストパターン(図示せず)が形成される。
Next, as shown in FIG. 5, a thermal oxide film 6 is formed on the side surface of the
次に、図9に示すように、メモリセル領域に露出したポリシリコン膜9にエッチングを施すことにより、隣り合うサイドウォール絶縁膜7等に挟まれた領域に位置するポリシリコン膜9の部分(ポリシリコン膜9a)を残して、他のポリシリコン膜9の部分が除去される。このとき、当初形成されたポリシリコン膜9の表面形状が反映されて、残されたポリシリコン膜9aの上面における隣り合うサイドウォール絶縁膜7の間の中央付近に位置する部分に窪み10が生じている。次に、フロロカーボン系のガスを使用して、サイドウォール絶縁膜7およびシリコン酸化膜5にドライエッチングが施される。このとき、エッチング装置(図示せず)内において半導体基板1が載置される側に位置する電極のパワーを上げてスパッタリング効果を高めることによって、図10に示すように、ポリシリコン膜9aにおける窪み10の両側の突出した部分が徐々に削られることになる。つまり、サイドウォール絶縁膜7等を除去する際にスパッタエッチングが施される。
Next, as shown in FIG. 9, by etching the
図11に示すように、最終的に、シリコン窒化膜4の上方に位置するサイドウォール絶縁膜7およびシリコン酸化膜5が除去された状態では、窪み10の両側の突出したポリシリコン膜9aの部分が完全に削り取られる。これにより、フローティングゲート電極9cとなるポリシリコン膜9bの上端部分では角が丸められて、後述するように、フローティングゲート電極9cの上面はなだらかな凸状に形成されることになる。
As shown in FIG. 11, when the
次に、図12に示すように、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜およびシリコン酸化膜を順次積層させることによりONO膜11が形成される。そのONO膜11上にコントロールゲート電極となるポリシリコン膜12およびタングステンシリサイド膜13が形成される。そのタングステンシリサイド膜13上にシリコン酸化膜15が形成される。そのシリコン酸化膜15に所定の写真製版および加工を施すことによりコントロールゲート電極を形成するためのマスクが形成され、これをマスクとして所定のエッチングを施すことにより、図13および図14に示すように、コントロールゲート電極となるタングステンシリサイド膜13の部分(タングステンシリサイド膜13a)およびポリシリコン膜12の部分(ポリシリコン膜12a)を残して、隣り合うコントロールゲート電極の間に位置するタングステンシリサイド膜13およびポリシリコン膜12の部分が除去されて、ONO膜11が露出する。
Next, as shown in FIG. 12, the
次に、図15に示すように、露出したONO膜11に異方性エッチングを施すことによりポリシリコン膜9bが露出する。次に、図16に示すように、露出したポリシリコン膜9bに異方性エッチングを施すことにより、隣り合うコントロールゲート電極14の間に位置するポリシリコン膜9bの部分が除去される。これにより、コントロールゲート電極14の直下に残されたポリシリコン膜9bの部分が、フローティングゲート電極9cとなる(図1参照)。このようにして、メモリセル領域の主要部分が形成されることになる。
Next, as shown in FIG. 15, the exposed
次に、上述した半導体記憶装置の製造方法の効果について、従来の製造方法と比較して説明する。比較例としての従来の製造方法では、半導体記憶装置(メモリセル領域)は次のように形成される。まず、図9に示す工程の後、サイドウォール絶縁膜7およびシリコン酸化膜5を除去する際に、ポリシリコン膜9aを残した状態で実質的にサイドウォール絶縁膜7およびシリコン酸化膜5だけが除去される。したがって、ポリシリコン膜における窪みの両側には突出した部分が依然として存在する。次に、図17に示すように、露出したポリシリコン膜109aの表面にシリコン酸化膜、シリコン窒化膜およびシリコン酸化膜を順次積層させることによりONO膜111が形成される。このとき、ポリシリコン膜109aの窪みに位置する部分のONO膜111の厚さは他の部分の厚さよりも厚くなる。
Next, the effects of the semiconductor memory device manufacturing method described above will be described in comparison with a conventional manufacturing method. In the conventional manufacturing method as a comparative example, the semiconductor memory device (memory cell region) is formed as follows. First, after the step shown in FIG. 9, when the
次に、図18に示すように、ONO膜111上にポリシリコン膜112、タングステンシリサイド膜113およびシリコン酸化膜114がそれぞれ形成される。その後、コントロールゲート電極を形成する際に、隣り合うコントロールゲート電極の間に位置するタングステンシリサイド膜113の部分とポリシリコン膜112の部分が除去されて、図19に示すように、ONO膜111が露出する。
Next, as shown in FIG. 18, a
次に、図20に示すように、露出したONO膜111に異方性エッチングを施すことによりポリシリコン膜109bが露出する。このとき、ポリシリコン膜109aの窪み110に位置する部分のONO膜111の厚さは他の部分の厚さよりも厚いために、ONO膜111bが残渣として残ることがある。このようなONO膜111bが残された状態で隣り合うコントロールゲート電極の間に位置するポリシリコン膜109aの部分に異方性エッチングが施されると、図21に示すように、残されたONO膜111bがマスクとなって、その直下に位置するポリシリコン膜109aの部分がエッチングされずに残ってしまうことになる。
Next, as shown in FIG. 20, the exposed
そのため、残されたポリシリコン膜109aの部分によって、隣接するメモリトランジスタのフローティングゲート電極同士が電気的に短絡してしまい、半導体記憶装置として所望の機能を果たさなくなることがあった。また、フローティングゲート電極のポリシリコン膜の上面に生じた窪みにより、その窪みの両側に突出したポリシリコン膜の部分に電荷が集中してその部分からONO膜へ情報としての電荷が抜けてしまい、半導体記憶装置としての信頼性が損なわれることがあった。
For this reason, the floating gate electrodes of adjacent memory transistors are electrically short-circuited by the remaining portion of the
これに対して、上述した本発明に係る半導体記憶装置の製造方法では、アシストゲート電極3を覆うサイドウォール絶縁膜7およびシリコン酸化膜5をエッチング(スパッタエッチング)により除去する際に、スパッタリング効果が高められて、露出したポリシリコン膜9aにおける窪み10の両側の突出した部分を徐々に削り取ることができる。これにより、最終的に、フローティングゲート電極となるポリシリコン膜9bがなだらかな凸状に形成される。これにより、フローティングゲート電極9bに蓄積された電荷が集中する部分がなくなって、電荷がONO膜11に抜けるのを抑制することができる。その結果、電荷の保持特性が向上して半導体記憶装置としての信頼性を高めることができる。
On the other hand, in the method for manufacturing the semiconductor memory device according to the present invention described above, the sputtering effect is obtained when the
また、ポリシリコン膜9bがなだらかな凸状に形成されることで、そのポリシリコン膜9b上には厚さの均一なONO膜11が形成されて、隣り合うコントロールゲート電極の間に位置して露出したONO膜11に異方性エッチングを施してポリシリコン膜9bを露出させる際に、ポリシリコン膜9bの残渣が生じることがなくなる。これにより、ポリシリコン膜9bを除去する際に、従来の場合のように、エッチングされずに残される部分がなくなって、隣り合うフローティングゲート電極同士が電気的に短絡するのを防止することができる。その結果、半導体記憶装置として所望の機能を確保することができて信頼性を向上することができる。
Further, since the
なお、上述した製造方法では、サイドウォール絶縁膜等をエッチングにより除去する際に、スパッタリング効果を高めてポリシリコン膜9aの突出した部分を徐々に削り取ることによって、最終的に、丸みを帯びたなだらかな凸状のフローティングゲート電極を形成する場合を例に挙げて説明したが、この他に、次のような変形例に係る手法によってもフローティングゲート電極となるポリシリコン膜の角(上端部分)を丸めることができる。
In the above-described manufacturing method, when the sidewall insulating film or the like is removed by etching, the protruding effect of the
変形例1
まず、図9に示す工程の後、サイドウォール絶縁膜7およびシリコン酸化膜5を除去する際に、前述した対応する条件と比べて圧力を上げたり基板側の電極に印加するパワーを下げることによって、フローティングゲート電極となるポリシリコン膜9aにスパッタリングを施すことなく、実質的にサイドウォール絶縁膜7等だけにエッチングを施すことによって、図22に示すように、窪み10を有するポリシリコン膜9aが露出する。次に、アルゴンガス(Ar)を用いて露出したポリシリコン膜9aにスパッタリングを施すことによって、図23に示すように、ポリシリコン膜9aの角を容易に丸めることができる。
First, after removing the
変形例2
変形例1と同様にして、図22に示すように、窪み10を有するポリシリコン膜9aを露出させた後に、フッ硝酸または酸アルカリ薬液に半導体基板1を浸漬することによって、図23に示すように、ポリシリコン膜9aの角を比較的容易に丸めることができる。
As shown in FIG. 22, the
実施の形態3
前述した実施の形態では、半導体記憶装置としてAG−AND型のフラッシュメモリを例に挙げて説明した。ここでは、フラッシュメモリの他の形態として、AND型、NAND型およびNOR型のフラッシュメモリを例に挙げて説明する。まず、図24に示すように、AND型のフラッシュメモリのメモリセルでは、行方向に配列されるメモリセルトランジスタのコントロールゲート電極がワード線WLとなる。また、列方向に配列される複数のメモリセルトランジスタT1,T2等が並列に接続され、各メモリセルトランジスタのドレインがサブビット線に接続され、ソースがソース線に接続されている。サブビット線は選択トランジスタを介してメインビット線BLに接続され、ソース線は選択トランジスタを介して共通ソース線に接続されている。
In the above-described embodiment, the AG-AND type flash memory has been described as an example of the semiconductor memory device. Here, as another form of flash memory, an AND type, NAND type and NOR type flash memory will be described as an example. First, as shown in FIG. 24, in the memory cell of the AND type flash memory, the control gate electrode of the memory cell transistor arranged in the row direction becomes the word line WL. A plurality of memory cell transistors T1, T2, etc. arranged in the column direction are connected in parallel, the drain of each memory cell transistor is connected to the sub-bit line, and the source is connected to the source line. The sub bit line is connected to the main bit line BL via a selection transistor, and the source line is connected to a common source line via a selection transistor.
次に、図25に示すように、NAND型のフラッシュメモリのメモリセルでは、行方向に配列されるメモリセルトランジスタのコントロールゲート電極がワード線WLとなる。列方向に隣り合うメモリセルトランジスタのソースとドレインとを接続させて列方向に複数配列されるメモリセルトランジスタが直列に接続されている。直列に接続された一連のメモリセルトランジスタのうち一端側に位置するメモリセルトランジスタのソースは、選択トランジスタを介して共通ソース線に接続されている。一方、一連のメモリセルトランジスタのうち他端側に位置するメモリセルトランジスタのドレインは、選択トランジスタを介してビット線BLに接続されている。 Next, as shown in FIG. 25, in the memory cell of the NAND flash memory, the control gate electrode of the memory cell transistor arranged in the row direction becomes the word line WL. A plurality of memory cell transistors arranged in the column direction are connected in series by connecting the sources and drains of memory cell transistors adjacent in the column direction. Of the series of memory cell transistors connected in series, the source of the memory cell transistor located on one end side is connected to the common source line via the selection transistor. On the other hand, the drain of the memory cell transistor located on the other end side of the series of memory cell transistors is connected to the bit line BL via the selection transistor.
次に、図26に示すように、NOR型のフラッシュメモリのメモリセルでは、行方向に配列されるメモリセルトランジスタのコントロールゲート電極がワード線となる。列方向に配列されるメモリセルトランジスタT1,T2等のドレインが共通ビット線に接続されている。行方向に配列されるメモリセルトランジスタのソースが共通ソース線に接続されている。 Next, as shown in FIG. 26, in the memory cell of the NOR type flash memory, the control gate electrode of the memory cell transistor arranged in the row direction becomes a word line. The drains of the memory cell transistors T1, T2, etc. arranged in the column direction are connected to the common bit line. The sources of the memory cell transistors arranged in the row direction are connected to a common source line.
これらのフラッシュメモリでは、特定のメモリセルトランジスタへの情報の書き込み動作は、メモリセルトランジスタのソース、ドレイン、コントロールゲート電極および半導体基板にそれぞれ所定の電圧を印加して、フローティングゲート電極に電子を注入することによって行なわれる。また、読み出し動作は、メモリセルトランジスタのソース、ドレイン、コントロールゲート電極および半導体基板にそれぞれ所定の電圧を印加して、ドレイン・ソース間を流れる電流の大小を判断することによって行なわれる。そして、消去動作は、メモリセルトランジスタのソース、ドレイン、コントロールゲート電極および半導体基板にそれぞれ所定の電圧を印加して、フローティングゲート電極に注入された電荷を引き抜くことによって行なわれる。 In these flash memories, information is written to a specific memory cell transistor by applying predetermined voltages to the source, drain, control gate electrode and semiconductor substrate of the memory cell transistor, and injecting electrons into the floating gate electrode. It is done by doing. The read operation is performed by applying a predetermined voltage to the source, drain, control gate electrode and semiconductor substrate of the memory cell transistor and determining the magnitude of the current flowing between the drain and source. The erasing operation is performed by applying predetermined voltages to the source, drain, control gate electrode and semiconductor substrate of the memory cell transistor to draw out the charge injected into the floating gate electrode.
その情報としての電荷を蓄積するフローティングゲート電極においても角が丸められていることで、フローティングゲート電極から電荷がONO膜へ抜けるのを抑制することができる。その結果、電荷の保持特性が向上して半導体記憶装置としての信頼性を高めることができる。 Also in the floating gate electrode that accumulates the charge as the information, the corners are rounded, so that it is possible to prevent the charge from escaping from the floating gate electrode to the ONO film. As a result, the charge retention characteristics can be improved and the reliability of the semiconductor memory device can be improved.
次に、そのようなフラッシュメモリの製造方法として、まず、AND型のフラッシュメモリの製造方法について説明する。図27に示すように、半導体基板1の所定の領域に素子分離のためのトレンチ分離領域21が形成される。その後、半導体基板1の主表面にゲート絶縁膜20が形成される。次に、図28に示すように、半導体基板1上にポリシリコン膜22が形成される。次に、図29に示すように、ポリシリコン膜22に所定の写真製版および加工を施すことにより、半導体基板1の所定の領域の表面を露出させてフローティングゲート電極の一部(ポリシリコン膜22a)が形成される。露出した半導体基板1の表面にソース・ドレイン領域27a,27bが形成される。
Next, as a method for manufacturing such a flash memory, first, a method for manufacturing an AND type flash memory will be described. As shown in FIG. 27, a
次に、図30に示すように、露出した半導体基板1の表面を覆うようにシリコン酸化膜などの絶縁膜28が形成される。次に、図31に示すように、ポリシリコン膜22aを覆うように、ポリシリコン膜23がさらに形成される。次に、図32に示すように、ポリシリコン膜23に所定の写真製版および加工を施すことにより、フローティングゲート電極となる残りの部分(ポリシリコン膜23a)が形成される。次に、フッ素(F)系のガスを用いてパワーを印加させずにポリシリコン膜23aに等方性エッチングを施すことにより、図33に示すように、ポリシリコン膜23aの角が丸められる。
Next, as shown in FIG. 30, an insulating
次に、角が丸められたポリシリコン膜23aを覆うようにONO膜が形成される。そのONO膜を覆うように、半導体基板1上にコントロールゲート電極となるポリシリコン膜が形成される。その後、そのポリシリコン膜、ONO膜およびポリシリコン膜に加工を施すことにより、図34および図35に示すように、ポリシリコン膜22a,23aからなるフローティングゲート電極24と、ポリシリコン膜からなるコントロールゲート電極26が形成される。このようにして、AND型のフラッシュメモリにおける、ソース・ドレイン27a,27b、フローティングゲート電極24およびコントロールゲート電極26を有するメモリセルトランジスタが形成される。
Next, an ONO film is formed so as to cover the
上述した製造方法では、フローティングゲート電極となるポリシリコン膜23aに等方性エッチングを施すことによってポリシリコン膜23aの角が丸められる。これにより、ポリシリコン膜23a等のエッチング後に、エッチング装置から半導体基板1を取り出すことなく引き続いてポリシリコン膜23aの角を丸めることができ、酸化処理を施す従来の製造方法と比較すると、容易にフローティングゲート電極24の角を丸めることができる。
In the manufacturing method described above, the corners of the
次に、NAND型のフラッシュメモリとNOR型のフラッシュメモリについては、メモリセルに接続される配線パターン等が異なるだけで、メモリセルのプロセスは基本的に同じであるので、そのNAND型のフラッシュメモリとNOR型のフラッシュメモリの製造方法をあわせて説明する。まず、図36に示すように、半導体基板1の所定の領域に素子分離のためのトレンチ分離領域21が形成される。その後、半導体基板1の主表面にゲート絶縁膜30が形成される。次に、図37に示すように、半導体基板1上にポリシリコン膜31が形成される。次に、図38に示すように、ポリシリコン膜31に所定の写真製版および加工を施すことにより、フローティングゲート電極の一部(ポリシリコン膜31a)が形成される。次に、フッ素(F)系のガスを用いてパワーを印加させずにポリシリコン膜31aに等方性エッチングを施すことにより、図39に示すように、ポリシリコン膜31aの角が丸められる。
Next, the NAND type flash memory and the NOR type flash memory are basically the same in the process of the memory cell except that the wiring pattern connected to the memory cell is different. And a method for manufacturing a NOR type flash memory will be described together. First, as shown in FIG. 36, a
次に、角が丸められたポリシリコン膜31aを覆うようにONO膜が形成される。そのONO膜を覆うように、半導体基板1上にコントロールゲート電極となるポリシリコン膜が形成される。その後、そのポリシリコン膜、ONO膜およびポリシリコン膜に加工を施すことにより、図40および図41に示すように、ポリシリコン膜31aからなるフローティングゲート電極32と、ポリシリコン膜からなるコントロールゲート電極34が形成される。その後、メモリセルに接続される所定の配線等をそれぞれ形成することによって、NAND型またはNOR型のフラッシュメモリがそれぞれ形成される。
Next, an ONO film is formed so as to cover the
上述した製造方法においても、AND型のフラッシュメモリの場合と同様に、フローティングゲート電極となるポリシリコン膜31aに等方性エッチングを施すことによってポリシリコン膜31aの角が丸められる。これにより、ポリシリコン膜31a等のエッチング後に、エッチング装置から半導体基板1を取り出すことなく引き続いてポリシリコン膜31aの角を丸めることができ、酸化処理を施す従来の製造方法と比較すると、容易にフローティングゲート電極32の角を丸めることができる。
Also in the manufacturing method described above, as in the case of the AND type flash memory, the corners of the
上述したAND型、NAND型およびNOR型のフラッシュメモリの製造方法では、フローティングゲート電極となるポリシリコン膜の角を丸めるのにフッ素系のガスを用いた等方性エッチングを例に挙げて説明した。これ以外に、次のような変形例に係る手法によってもポリシリコン膜の角を丸めることが可能である。 In the above-described method for manufacturing AND, NAND, and NOR flash memories, an example of isotropic etching using a fluorine-based gas to round the corners of the polysilicon film to be the floating gate electrode has been described. . In addition to this, the corners of the polysilicon film can be rounded by a method according to the following modification.
変形例1
フローティングゲート電極となるポリシリコン膜23a,31aをパターニングした後に、そのポリシリコン膜23a,31aにアルゴンガス(Ar)を用いてスパッタリングを施すことによってポリシリコン膜23a,31aの角を容易に丸めることができる。
After patterning the
変形例2
また、フローティングゲート電極となるポリシリコン膜23a,31aをパターニングした後に、そのポリシリコン膜23a,31aを覆うように比較的薄いポリシリコン膜を形成し、これにエッチング(エッチバック)を施すことによってポリシリコン膜23a,31aの角を丸めることができる。
Further, after patterning the
変形例3
あるいは、フローティングゲート電極となるポリシリコン膜23a,31aをパターニングした後に、フッ硝酸または酸アルカリ薬液に半導体基板を浸漬することによって、ポリシリコン膜23a,31aの角を比較的容易に丸めることもできる。
Alternatively, the corners of the
上述した各実施の形態では、半導体記憶装置として不揮発性半導体記憶装置であるフラッシュメモリを例に挙げて説明した。半導体記憶装置には不揮発性半導体記憶装置のほかに、DRAMに代表される揮発性半導体記憶装置がある。図42に示すように、DRAMのメモリセルは、キャパシタCとスイッチングトランジスタTによって構成される。スイッチングトランジスタTは、ゲート電極41および1対のソース・ドレイン領域41a,41bによって構成され、素子分離絶縁膜40によって区切られた半導体基板の表面に形成されている。そのスイッチングトランジスタTを覆うように層間絶縁膜が43が形成され、その層間絶縁膜43上にキャパシタCが形成されている。
In each of the above-described embodiments, the flash memory which is a nonvolatile semiconductor memory device is described as an example of the semiconductor memory device. Semiconductor memory devices include volatile semiconductor memory devices typified by DRAM in addition to nonvolatile semiconductor memory devices. As shown in FIG. 42, the memory cell of the DRAM is composed of a capacitor C and a switching transistor T. The switching transistor T includes a
キャパシタCはストレージノード45、誘電体膜46およびセルプレート47によって構成され、情報としての電荷はキャパシタCのストレージノード45に蓄積される。そのストレージノード45がストレージノードプラグ44を介して、スイッチングトランジスタの1対のソース・ドレイン領域41a,41bのうちの一方の領域に電気的に接続されている。
The capacitor C includes a
ストレージノード45は、フラッシュメモリのフローティングゲート電極と同様に、半導体基板上に形成されたポリシリコン膜に所定の写真製版と加工を施すことにより形成される。したがって、上述したように、フッ素(F)系のガスを用いた等方性エッチング、アルゴンガスを用いたスパッタリング、エッチバック、あるいは、ウェットエッチングを施すことによってストレージノード45の角を容易に丸めることができる。その結果、蓄積された情報としての電荷がストレージノード45から誘電体膜46へ抜けるのを防止して、記憶保持特性を向上することができる。
Similar to the floating gate electrode of the flash memory, the
なお、今回開示された実施の形態は例示にすぎず、これに制限されるものではない。本発明は上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time is merely an example, and the present invention is not limited to this. The present invention is defined by the terms of the claims, rather than the scope described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 半導体基板、2,20 ゲート絶縁膜、3,9,9a,9b,12,22,22a,23,31 ポリシリコン膜、4 シリコン窒化膜、5,15 シリコン酸化膜、6,8 熱酸化膜、7 サイドウォール絶縁膜、9c,24,32 フローティングゲート電極、10 窪み、11,25,33 ONO膜、13 タングステンシリサイド膜、14,26,34 コントロールゲート電極、21 トレンチ分離領域、27a,27b,42a,42b ソース・ドレイン領域、28 絶縁膜、40 素子分離領域、41 ゲート電極、43 層間絶縁膜、44 ストレージノードプラグ、45 ストレージノード、46 誘電体膜、47 セルプレート。
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記メモリセルは、
半導体基板の主表面上に第1ゲート絶縁膜を介在させ互いに間隔を隔てて形成された複数のアシストゲート電極と、
隣り合う前記アシストゲート電極によって挟まれた前記半導体基板の領域上にそれぞれ第2ゲート絶縁膜を介在させて形成され、対向する両側面と上面を有する柱状のフローティングゲート電極と、
前記フローティングゲート電極を覆うように形成された絶縁膜と、
前記フローティングゲート電極上に前記絶縁膜を介在させて形成されたコントロールゲート電極と
を備え、
前記フローティングゲート電極の上端部では角が丸められている、半導体記憶装置。 A semiconductor memory device in which memory cells are arranged in a matrix,
The memory cell is
A plurality of assist gate electrodes formed on the main surface of the semiconductor substrate and spaced apart from each other by interposing a first gate insulating film;
A columnar floating gate electrode formed on a region of the semiconductor substrate sandwiched between adjacent assist gate electrodes with a second gate insulating film interposed therebetween and having opposite side surfaces and an upper surface;
An insulating film formed to cover the floating gate electrode;
A control gate electrode formed on the floating gate electrode with the insulating film interposed therebetween,
A semiconductor memory device in which corners are rounded at an upper end portion of the floating gate electrode.
半導体基板の主表面上に、互いに間隔を隔てて複数のアシストゲート電極を形成する工程と、
隣り合う前記アシストゲート電極によって挟まれた前記半導体基板の領域に、フローティングゲート電極となる柱状の第2導電層を形成する工程と、
柱状の前記第2導電層を覆うように第1絶縁膜を形成する工程と、
前記第1絶縁膜上にコントロールゲート電極となる第3導電層を形成する工程と
前記第3導電層および前記第2導電層に所定の加工を施すことにより、コントロールゲート電極およびフローティングゲート電極をそれぞれ形成する工程と
を備え、
前記柱状の第2導電層を形成する工程では、エッチングを施すことによって前記柱状の第2導電層の上端部が丸められる、半導体記憶装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor memory device in which memory cells are arranged in a matrix,
Forming a plurality of assist gate electrodes spaced apart from each other on a main surface of the semiconductor substrate;
Forming a columnar second conductive layer to be a floating gate electrode in a region of the semiconductor substrate sandwiched between adjacent assist gate electrodes;
Forming a first insulating film so as to cover the columnar second conductive layer;
Forming a third conductive layer to be a control gate electrode on the first insulating film; and applying predetermined processing to the third conductive layer and the second conductive layer to thereby form a control gate electrode and a floating gate electrode, respectively. Forming a process,
In the step of forming the columnar second conductive layer, an upper end portion of the columnar second conductive layer is rounded by performing etching.
アシストゲート電極となる第1導電層を形成する工程と、
前記第1導電層上に所定の厚さの第2絶縁膜を形成する工程と、
前記第2絶縁膜および前記第1導電層に所定の加工を施すことにより前記半導体基板の表面を露出させて、互いに間隔を隔てて複数のアシストゲート電極を形成する工程と、
前記アシストゲート電極の上に位置する前記第2絶縁膜の部分を除去する工程と
を含み、
前記柱状の第2導電層を形成する工程では、前記エッチングとして、前記アシストゲート電極の上に位置する前記第2絶縁膜の部分を除去する工程と同時にスパッタエッチングが施される、請求項4記載の半導体記憶装置の製造方法。 The step of forming the assist gate electrode includes:
Forming a first conductive layer to be an assist gate electrode;
Forming a second insulating film having a predetermined thickness on the first conductive layer;
Forming a plurality of assist gate electrodes spaced apart from each other by exposing the surface of the semiconductor substrate by performing predetermined processing on the second insulating film and the first conductive layer;
Removing a portion of the second insulating film located on the assist gate electrode,
5. The step of forming the columnar second conductive layer is sputter-etched simultaneously with the step of removing the portion of the second insulating film located on the assist gate electrode as the etching. Manufacturing method of the semiconductor memory device of FIG.
半導体基板の主表面上に第1電極となる第1導電層を形成する工程と、
前記第1導電層に加工を施すことにより第1電極を形成する工程と、
前記第1電極上に絶縁膜を形成する工程と、
前記第1電極上に前記絶縁膜を介在させて第2電極を形成する工程と
を有し、
前記第1電極を形成する工程は、
前記第1導電層を所定の形状に形成するパターニング工程と、
所定の形状にパターニングされた前記第1導電層の部分にエッチングを施すことにより角を丸める工程と
を備えた、半導体記憶装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor memory device including a memory cell including a first electrode for accumulating charge as information,
Forming a first conductive layer to be a first electrode on a main surface of a semiconductor substrate;
Forming a first electrode by processing the first conductive layer;
Forming an insulating film on the first electrode;
Forming a second electrode with the insulating film interposed on the first electrode,
The step of forming the first electrode includes:
A patterning step of forming the first conductive layer into a predetermined shape;
And a step of rounding corners by etching a portion of the first conductive layer patterned into a predetermined shape.
前記第2電極は前記メモリセルトランジスタのコントロールゲート電極として形成される、請求項7〜9のいずれかに記載の半導体記憶装置の製造方法。 The first electrode is formed as a floating gate electrode of a memory cell transistor in the memory cell;
The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 7, wherein the second electrode is formed as a control gate electrode of the memory cell transistor.
前記第2電極は前記キャパシタのセルプレートとして形成される、請求項7〜9のいずれかに記載の半導体記憶装置の製造方法。 The first electrode is formed as a storage node of a capacitor of a dynamic random access memory in a memory cell;
The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 7, wherein the second electrode is formed as a cell plate of the capacitor.
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007073804A (en) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Nec Electronics Corp | Semiconductor memory device and its manufacturing method |
US9891539B2 (en) | 2005-05-12 | 2018-02-13 | Nikon Corporation | Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62115767A (en) * | 1985-11-14 | 1987-05-27 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Manufacture of semiconductor device |
JPH01241177A (en) * | 1988-03-23 | 1989-09-26 | Toshiba Corp | Nonvolatile semiconductor storage device and manufacture thereof |
JPH08181231A (en) * | 1994-12-27 | 1996-07-12 | Hitachi Ltd | Nonvolatile semiconductor storage device and manufacture thereof |
JP2001028428A (en) * | 1999-07-14 | 2001-01-30 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated circuit device, and manufacture and operation thereof |
JP2001085541A (en) * | 1999-09-10 | 2001-03-30 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof |
JP2003051536A (en) * | 2001-08-06 | 2003-02-21 | Sony Corp | Wafer treatment method and production method for semiconductor device |
JP2004022819A (en) * | 2002-06-17 | 2004-01-22 | Toshiba Corp | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2004193598A (en) * | 2002-11-28 | 2004-07-08 | Renesas Technology Corp | Nonvolatile semiconductor memory device and its manufacturing method |
-
2004
- 2004-10-25 JP JP2004309969A patent/JP2006121009A/en active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62115767A (en) * | 1985-11-14 | 1987-05-27 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Manufacture of semiconductor device |
JPH01241177A (en) * | 1988-03-23 | 1989-09-26 | Toshiba Corp | Nonvolatile semiconductor storage device and manufacture thereof |
JPH08181231A (en) * | 1994-12-27 | 1996-07-12 | Hitachi Ltd | Nonvolatile semiconductor storage device and manufacture thereof |
JP2001028428A (en) * | 1999-07-14 | 2001-01-30 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated circuit device, and manufacture and operation thereof |
JP2001085541A (en) * | 1999-09-10 | 2001-03-30 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof |
JP2003051536A (en) * | 2001-08-06 | 2003-02-21 | Sony Corp | Wafer treatment method and production method for semiconductor device |
JP2004022819A (en) * | 2002-06-17 | 2004-01-22 | Toshiba Corp | Semiconductor device and its manufacturing method |
JP2004193598A (en) * | 2002-11-28 | 2004-07-08 | Renesas Technology Corp | Nonvolatile semiconductor memory device and its manufacturing method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9891539B2 (en) | 2005-05-12 | 2018-02-13 | Nikon Corporation | Projection optical system, exposure apparatus, and exposure method |
JP2007073804A (en) * | 2005-09-08 | 2007-03-22 | Nec Electronics Corp | Semiconductor memory device and its manufacturing method |
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