JP2010056221A - Method of manufacturing semiconductor device, and semiconductor device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which allows the formation of an oxide film and a charge storage layer without damage and control of the thicknesses thereof, and also to provide a method of manufacturing the same. <P>SOLUTION: A masking nitride film 2, a first nitride film 12, and a second oxide film 13 are separated from each other by anisotropic etching such as RIE. At this point, the masking oxide film 1 on the bottom of a trench 3 is left without being etched, and the masking oxide film 1 thus left serves as a defense layer against etching and prevents a substrate 10 from damage. The portion of the separated first nitride film 12, which covers the side wall of the trench 3, is protected by a sacrificial oxide film 13, there is no damage to that part by etching. Then, the second oxide film 13 and the first oxide film 11 on the bottom of the trench 3, which have been damaged by the anisotropic etching, are completely removed by isotropic etching. Thereafter, a third oxide film 14 and a gate oxide film 15 are formed by oxidation treatment such as plasma oxidation or radical oxidation. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えばONO(Oxide-Nitride-Oxide)膜等の電荷蓄積層を有する半導体装置の製造方法及びこの方法で製造された半導体記憶装置に関する。   The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device having a charge storage layer such as an ONO (Oxide-Nitride-Oxide) film, and a semiconductor memory device manufactured by this method.

書き換え可能な不揮発性の半導体記憶装置では、例えば酸化膜−窒化膜−酸化膜からなるONO(Oxide-Nitride-Oxide)膜を用いたものがある。窒化膜が電荷蓄積層となって、窒化膜中に電荷を保持することにより情報が記憶される。ソース−ドレイン間に印加する電圧を入れ替えて使用すると、電荷蓄積層のソース側、ドレイン側にそれぞれ電荷を保持することが可能になる。これにより、1つの半導体記憶装置に2ビット記憶が可能になる。   Some rewritable nonvolatile semiconductor memory devices use, for example, an ONO (Oxide-Nitride-Oxide) film made of an oxide film-nitride film-oxide film. The nitride film becomes a charge storage layer, and information is stored by holding charges in the nitride film. When the voltage applied between the source and the drain is switched, it is possible to hold charges on the source side and the drain side of the charge storage layer. As a result, two bits can be stored in one semiconductor memory device.

2ビット記憶が可能な半導体記憶装置では、同じセル数であれば記憶容量が単純に2倍になり、逆に同じ記憶容量でもチップ面積が単純に半分になる。そのために、高集積化と低コスト化の要求を同時に満たすことができる。
また、このような半導体記憶装置のセルサイズを小さくすると、チャネル長、ビット線幅、ワード線幅等が縮小される。しかし、チャネル長が短くなると、電荷蓄積層内の2つの電荷保持領域を分離することが困難になる。そのために、物理的に電荷保持領域を2つに分離する構成が提供されている。
In a semiconductor memory device capable of 2-bit storage, the storage capacity is simply doubled for the same number of cells, and conversely, the chip area is simply halved for the same storage capacity. Therefore, the demand for high integration and low cost can be satisfied at the same time.
Further, when the cell size of such a semiconductor memory device is reduced, the channel length, bit line width, word line width, etc. are reduced. However, when the channel length is shortened, it becomes difficult to separate the two charge holding regions in the charge storage layer. For this purpose, a configuration is provided in which the charge retention region is physically separated into two.

例えば、不揮発性の半導体記憶装置では、従来から、NO(Nitride-Oxide)膜やONO膜をU字型トレンチの側壁及び底部を覆うように形成した後に、RIE(Reactive Ion Etching)装置等による異方性エッチングによって、U字型トレンチの側壁に電荷蓄積層が側壁スペーサーの形状となるように、電荷蓄積層の分離構造を形成する製造方法が知られている。しかし、この電荷蓄積層の分離構造の形成過程において、エッチング等によってONO膜を構成する基板側の酸化膜(以下、「下側酸化膜」という。)、電荷蓄積層である窒化膜、及びゲート電極側の酸化膜(以下、「上側酸化膜」という。)が物理的損傷を受ける。これらの損傷は、操作特性を低下させることになる。   For example, in a non-volatile semiconductor memory device, conventionally, a NO (Nitride-Oxide) film or an ONO film is formed so as to cover the side wall and bottom of a U-shaped trench, and then different from an RIE (Reactive Ion Etching) apparatus or the like. A manufacturing method is known in which a charge storage layer isolation structure is formed on a side wall of a U-shaped trench so that the charge storage layer has a side wall spacer shape by isotropic etching. However, in the process of forming the charge storage layer separation structure, an oxide film on the substrate side (hereinafter referred to as a “lower oxide film”) constituting the ONO film by etching or the like, a nitride film that is a charge storage layer, and a gate The oxide film on the electrode side (hereinafter referred to as “upper oxide film”) is physically damaged. These damages will degrade the operating characteristics.

例えば、特許文献1には、電荷蓄積層の分離構造の形成過程の一例が示されている。特許文献1では、まずNO膜(下側酸化膜、及び窒化膜)が形成された後にエッチングされて、電荷蓄積層(窒化膜)が側壁スペーサーの形状になり、トレンチの底部では第1酸化膜が露出する。このとき、露出したトレンチの底部の下部酸化膜はエッチングによって損傷を受けており、同様にトレンチの側壁を覆う窒化膜も損傷を受けている。その後、この損傷した下側酸化膜及び窒化膜の上に上側酸化膜を形成する。特許文献1には、等方性エッチングにより窒化膜の表面を除去することによって窒化膜の損傷部分を除去するという、窒化膜の損傷に対する対策が記載されているが、下側酸化膜の損傷に対する対策は記載されていない。   For example, Patent Document 1 shows an example of a process for forming a charge storage layer separation structure. In Patent Document 1, first, a NO film (lower oxide film and nitride film) is formed and then etched to form a charge storage layer (nitride film) in the shape of a side wall spacer, and the first oxide film is formed at the bottom of the trench. Is exposed. At this time, the lower oxide film at the bottom of the exposed trench is damaged by etching, and the nitride film covering the sidewall of the trench is also damaged. Thereafter, an upper oxide film is formed on the damaged lower oxide film and nitride film. Patent Document 1 describes a countermeasure against damage to the nitride film by removing the damaged portion of the nitride film by removing the surface of the nitride film by isotropic etching. No measures are described.

また、特許文献2では、まず、ONO膜(下側酸化膜、窒化膜、上側酸化膜)が形成される。次いで、ONO膜が側壁スペーサーの形状にエッチングされ、トレンチの底部が露出する。このとき、上側酸化膜及びトレンチの底部のシリコン基板は損傷を受ける。次いで、露出したシリコン基板及びビット線が熱酸化によって酸化され、その上からゲート電極が形成されるが、上側酸化膜には損傷が残ったままとなる。また、このときに損傷を除去するために、熱酸化の前に上側酸化膜を除去する場合には、改めて熱酸化するために窒化膜の膜厚をかなり大きくする必要があり、所望の窒化膜の膜厚及び上側酸化膜の膜厚を得ることができないことになる。
特表2005−517301号公報 特開2005−116964号公報
In Patent Document 2, first, an ONO film (a lower oxide film, a nitride film, and an upper oxide film) is formed. Next, the ONO film is etched into the shape of the sidewall spacer, and the bottom of the trench is exposed. At this time, the upper oxide film and the silicon substrate at the bottom of the trench are damaged. Next, the exposed silicon substrate and bit line are oxidized by thermal oxidation, and a gate electrode is formed thereon, but the upper oxide film remains damaged. Further, in order to remove the damage at this time, when removing the upper oxide film before the thermal oxidation, it is necessary to considerably increase the thickness of the nitride film in order to perform the thermal oxidation again. Thus, it is impossible to obtain the thickness of the upper oxide film and the thickness of the upper oxide film.
JP-T-2005-517301 JP 2005-116964 A

特許文献1や特許文献2に開示されている発明によって、電荷蓄積層の分離構造を形成することは可能である。しかし、これらの開示では、エッチングによる酸化膜や電荷蓄積層となる窒化膜への損傷が生じ、その膜厚も損傷を除去するために変更せざるをえない場合がある。また、トレンチの底部には、例えば10nm以上の膜厚を有する酸化膜を形成して電荷蓄積層を分離することが望ましいが、そのような膜厚を有する酸化膜をトレンチの底部に形成することは困難である。   According to the invention disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, it is possible to form a charge storage layer separation structure. However, in these disclosures, damage to the oxide film or the nitride film serving as the charge storage layer due to etching may occur, and the film thickness may have to be changed to remove the damage. Further, it is desirable to form an oxide film having a thickness of, for example, 10 nm or more at the bottom of the trench to separate the charge storage layer. However, an oxide film having such a thickness is formed at the bottom of the trench. It is difficult.

本発明は、上記の問題に鑑み、損傷のない酸化膜及び電荷蓄積層の形成とその膜厚の制御を可能とする半導体装置及びその製造方法を提供することを課題とする。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same that enable formation of an oxide film and a charge storage layer without damage and control of the film thickness.

上記の課題を解決する本発明の半導体装置の製造方法は、シリコン基板(10)に設けられたトレンチの側壁及び底部を覆うように、第1シリコン酸化膜(11)、電荷蓄積層(12)、及び第2シリコン酸化膜(13)をこの順に形成する第1の工程と、前記底部に形成された前記第2シリコン酸化膜(13)及び前記電荷蓄積層(12)を除去することにより、前記第2シリコン酸化膜(13)及び前記電荷蓄積層(12)をそれぞれ2つに分離して、前記底部に形成された第1シリコン酸化膜(11)を露出させる第2の工程と、前記側壁を覆う前記第2シリコン酸化膜(13)及び前記露出した底部を覆う前記第1シリコン酸化膜(11)を除去して、前記トレンチの前記底部を露出させる第3の工程と、前記側壁を覆う前記電荷蓄積層(12)の上に第3シリコン酸化膜(14、23)を形成する第4の工程と、露出した前記トレンチの底部にゲート酸化膜(15、24)を形成する第5の工程と、を含む。
このような半導体装置の製造方法では、トレンチの側壁及び底部を覆うように形成された電荷蓄積層を分離する際に、側壁の第2シリコン酸化膜を残すようにしているため、側壁の第2シリコン酸化膜が保護となり、電荷蓄積層の分離時のエッチング等によって電荷蓄積層が損傷を受けないようになっている。同様に、電荷蓄積層を分離する際に、トレンチの底部には第1シリコン酸化膜を残すようにしているため、電荷蓄積層の分離時に、トレンチの底部は第1シリコン酸化膜に保護され、シリコン基板が損傷を受けないようになっている。
In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention that solves the above-described problems, the first silicon oxide film (11) and the charge storage layer (12) are formed so as to cover the side walls and bottom of the trench provided in the silicon substrate (10). And a first step of forming a second silicon oxide film (13) in this order, and removing the second silicon oxide film (13) and the charge storage layer (12) formed on the bottom, A second step of separating the second silicon oxide film (13) and the charge storage layer (12) into two parts to expose the first silicon oxide film (11) formed on the bottom; Removing the second silicon oxide film (13) covering the side wall and the first silicon oxide film (11) covering the exposed bottom to expose the bottom of the trench; and Covering the charge storage A fourth step of forming a third silicon oxide film (14, 23) on the layer (12); a fifth step of forming a gate oxide film (15, 24) on the exposed bottom of the trench; including.
In such a method for manufacturing a semiconductor device, the second silicon oxide film on the side wall is left when the charge storage layer formed so as to cover the side wall and the bottom of the trench is separated. The silicon oxide film is protected, and the charge storage layer is not damaged by etching or the like during separation of the charge storage layer. Similarly, since the first silicon oxide film is left at the bottom of the trench when the charge storage layer is separated, the bottom of the trench is protected by the first silicon oxide film when the charge storage layer is separated. The silicon substrate is not damaged.

この半導体装置の製造方法では、例えば、前記第2の工程では、異方性エッチングにより前記底部に積層された前記第2シリコン酸化膜(13)及び前記電荷蓄積層(12)を除去し、前記第3の工程では、等方性エッチングにより前記側壁を覆う前記第2シリコン酸化膜(13)及び前記底部を覆う前記第1シリコン酸化膜(11)を除去してもよい。
異方性エッチングによる電荷蓄積層及びトレンチの底部への損傷は、それぞれ第2シリコン酸化膜及び第1シリコン酸化膜によって防止することができる。そして、異方性エッチングによって損傷を受けた第2シリコン酸化膜及び第1シリコン酸化膜は、それに続く等方性エッチングにより除去されることで、損傷のない電荷蓄積層及びトレンチの底部が露出される。
In this method for manufacturing a semiconductor device, for example, in the second step, the second silicon oxide film (13) and the charge storage layer (12) stacked on the bottom are removed by anisotropic etching, In the third step, the second silicon oxide film (13) covering the side wall and the first silicon oxide film (11) covering the bottom may be removed by isotropic etching.
Damage to the charge storage layer and the bottom of the trench due to anisotropic etching can be prevented by the second silicon oxide film and the first silicon oxide film, respectively. Then, the second silicon oxide film and the first silicon oxide film damaged by the anisotropic etching are removed by the subsequent isotropic etching, so that the undamaged charge storage layer and the bottom of the trench are exposed. The

前記第4の工程では、前記第3シリコン酸化膜(14、23)が、プラズマ酸化或いはラジカル酸化によって形成されてもよい。   In the fourth step, the third silicon oxide film (14, 23) may be formed by plasma oxidation or radical oxidation.

前記第5の工程では、前記ゲート酸化膜(15、24)が、前記第4の工程における前記第3シリコン酸化膜(14)の形成と同時に、プラズマ酸化或いはラジカル酸化によって形成されてもよい。
前記第5の工程では、前記ゲート酸化膜(15、24)が、熱酸化及びプラズマ酸化の組合わせ、或いは熱酸化のみにより形成されてもよい。
また、前記第5の工程では、最初に熱酸化を行い、次にプラズマ酸化を行うことで前記ゲート酸化膜(15、24)が形成されてもよい。熱酸化では、シリコン窒化膜等で形成された電荷蓄積層はほとんど酸化されず、トレンチの底部の露出したシリコン基板のみが酸化される。したがって、まず熱酸化によって、ある程度の膜厚を有するゲート酸化膜を形成し、その後にプラズマ酸化を行うことでゲート酸化膜の膜厚の制御をより容易にすることができる。
In the fifth step, the gate oxide films (15, 24) may be formed by plasma oxidation or radical oxidation simultaneously with the formation of the third silicon oxide film (14) in the fourth step.
In the fifth step, the gate oxide film (15, 24) may be formed by a combination of thermal oxidation and plasma oxidation, or only thermal oxidation.
In the fifth step, the gate oxide films (15, 24) may be formed by first performing thermal oxidation and then performing plasma oxidation. In thermal oxidation, the charge storage layer formed of a silicon nitride film or the like is hardly oxidized, and only the silicon substrate exposed at the bottom of the trench is oxidized. Therefore, the gate oxide film having a certain film thickness is first formed by thermal oxidation, and then the plasma oxidation is performed, thereby making it easier to control the film thickness of the gate oxide film.

他の本発明の半導体装置の製造方法では、シリコン基板(10)に設けられたトレンチの側壁及び底部を覆うように、第1シリコン酸化膜(11)、電荷蓄積層(12)、及び非晶質シリコン層(32)をこの順に形成する第1の工程と、前記底部に積層した前記非晶質シリコン層(32)及び前記電荷蓄積層(12)を除去することにより、前記第2シリコン酸化膜(13)及び前記電荷蓄積層(12)をそれぞれ2つに分離して、前記底部に形成された第1シリコン酸化膜(11)を露出させる第2の工程と、前記側壁上の前記非晶質シリコン層(32)を熱酸化して前記電荷蓄積層(12)を覆う第3シリコン酸化膜(33)を形成する第3の工程と、露出した前記第1シリコン酸化膜(11)上にゲート酸化膜(34)を形成する第4の工程と、を含む。
このような半導体装置の製造方法では、電荷蓄積層を分離した後に、電荷蓄積層の上の非晶質シリコン層を熱酸化することで上側酸化膜を形成する。熱酸化では、シリコン窒化膜等で形成された電荷蓄積層はほとんど酸化されないため、非晶質シリコン層を全て酸化しても、その下にある電荷蓄積層は酸化されない。一方、トレンチの底部の露出したシリコン基板は酸化速度が速いため、ゲート酸化膜の膜厚の制御をより容易にすることができる。
In another method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a first silicon oxide film (11), a charge storage layer (12), and an amorphous film are formed so as to cover the sidewall and bottom of a trench provided in the silicon substrate (10). A first step of forming a porous silicon layer (32) in this order, and removing the amorphous silicon layer (32) and the charge storage layer (12) stacked on the bottom, thereby providing the second silicon oxide layer. A second step of separating the film (13) and the charge storage layer (12) into two parts to expose the first silicon oxide film (11) formed on the bottom; A third step of thermally oxidizing the crystalline silicon layer (32) to form a third silicon oxide film (33) covering the charge storage layer (12), and on the exposed first silicon oxide film (11) Forming a gate oxide film (34) on Including of a step.
In such a method of manufacturing a semiconductor device, after the charge storage layer is separated, the upper oxide film is formed by thermally oxidizing the amorphous silicon layer on the charge storage layer. In thermal oxidation, the charge storage layer formed of a silicon nitride film or the like is hardly oxidized. Therefore, even if the entire amorphous silicon layer is oxidized, the charge storage layer underneath is not oxidized. On the other hand, since the silicon substrate exposed at the bottom of the trench has a high oxidation rate, the thickness of the gate oxide film can be controlled more easily.

上記のような半導体装置の製造方法により製造された半導体装置は、酸化膜や電荷蓄積層の損傷がないために、所望の膜厚で形成できる。   The semiconductor device manufactured by the semiconductor device manufacturing method as described above can be formed with a desired film thickness because there is no damage to the oxide film and the charge storage layer.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
なお、各実施形態の説明では、共通するものには共通の符号を用いることとし、重複する説明は場合により省略するものとする。
また、以下の各実施形態は、電荷蓄積層の分離構造を形成する工程についてのみであり、それ以前に行われる下地工程、電荷蓄積層の分離構造の形成後に行われる配線形成等の上地工程については省略している。電荷蓄積層の分離構造の形成以外の他の工程については、従来と同じ方法により行われる。また、以下の各実施形態では、基板が従来のシリコン等のシリコン基板、酸化膜がシリコン酸化膜等のシリコン酸化膜、窒化膜がシリコン窒化膜等のシリコン窒化膜、ゲート電極がポリシリコンにより形成される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
In the description of each embodiment, common symbols are used for common items, and redundant descriptions are omitted depending on circumstances.
In addition, each of the following embodiments is only for the step of forming the charge storage layer separation structure, and a grounding step performed before that, a grounding step such as wiring formation performed after the formation of the charge storage layer separation structure, etc. Is omitted. Other processes other than the formation of the charge storage layer separation structure are performed by the same method as in the prior art. In the following embodiments, the substrate is formed of a silicon substrate such as conventional silicon, the oxide film is formed of a silicon oxide film such as a silicon oxide film, the nitride film is formed of a silicon nitride film such as a silicon nitride film, and the gate electrode is formed of polysilicon. Is done.

≪第1実施形態≫
図1a〜図1kは、本発明の第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図である。
第1実施形態の半導体装置の製造方法では、まず、基板10上にマスク用酸化膜1及びマスク用窒化膜2を、基板10側からこの順に積層し、図1aに示すように、パターニングすることでトレンチ3を形成する。マスク用窒化膜2は、ハードマスクとして機能する。マスク用酸化膜1の膜厚は例えば5nmであり、マスク用窒化膜2の膜厚は例えば50nmである。また、トレンチ3の深さは例えば50nmであり、幅は例えば90nmである。トレンチを複数形成する場合には、間隔を例えば70nmあける。
<< First Embodiment >>
1a to 1k are views for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
In the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment, first, the mask oxide film 1 and the mask nitride film 2 are stacked in this order from the substrate 10 on the substrate 10 and patterned as shown in FIG. 1a. Then, the trench 3 is formed. The mask nitride film 2 functions as a hard mask. The thickness of the mask oxide film 1 is, for example, 5 nm, and the thickness of the mask nitride film 2 is, for example, 50 nm. The depth of the trench 3 is, for example, 50 nm and the width is, for example, 90 nm. In the case where a plurality of trenches are formed, the interval is set to 70 nm, for example.

次いで、熱酸化処理により、トレンチ3の側壁及び底部を酸化して、基板10上に第1酸化膜11を形成する(図1b)。第1酸化膜11の膜厚は例えば5nmである。
次いで、トレンチ3の側壁及び底部に沿って第1窒化膜12を形成する(図1c)。第1窒化膜12は、第1酸化膜11上に形成される。第1窒化膜は、後述するように分離構造を形成することで、電荷蓄積層となる。第1窒化膜12の膜厚は所望する電荷蓄積層としての厚さより厚めに形成しておき、例えば12nmである。第1窒化膜12のうちマスク用窒化膜2上に形成された部分はマスク用窒化膜2と一体化して1つの窒化膜となる。
Next, the first oxide film 11 is formed on the substrate 10 by oxidizing the side walls and bottom of the trench 3 by thermal oxidation (FIG. 1b). The film thickness of the first oxide film 11 is, for example, 5 nm.
Next, a first nitride film 12 is formed along the sidewall and bottom of the trench 3 (FIG. 1c). The first nitride film 12 is formed on the first oxide film 11. The first nitride film becomes a charge storage layer by forming an isolation structure as will be described later. The first nitride film 12 is formed thicker than the desired charge storage layer, for example, 12 nm. A portion of the first nitride film 12 formed on the mask nitride film 2 is integrated with the mask nitride film 2 to form one nitride film.

次いで、CVD(Chemical Vapor Deposition)法やALD(Atomic-Layer Deposition)法等の酸化処理により、マスク用窒化膜2及び第1窒化膜12を覆って第2酸化膜13を形成する(図1d)。第2酸化膜13の膜厚は例えば10nmであるが、この膜厚はこの後に行われるエッチングの状況に応じて決められる。
次いで、RIE等の異方性エッチングによって、マスク用窒化膜2、第1窒化膜12、及び犠牲酸化膜13を分離する(図1e)。異方性エッチングは、加工すべき材料膜表面に垂直な方向、つまり、トレンチ3に平行な方向にのみエッチングが進行する。したがって、第2酸化膜13及び第1窒化膜12のうち、トレンチ3の底部及びマスク用窒化膜2の表面に形成された部分のみが除去される。このとき、トレンチ3の底部の第1酸化膜11がエッチングされずに残り、エッチングに対する防御層としての役割を果たすために基板10への損傷はない。また、トレンチ3の側壁を覆う分離した第1窒化膜12は、第2酸化膜13に保護されているためエッチングによる損傷はない。
次いで、等方性エッチングによって、異方性エッチングにより損傷した第2酸化膜13及びトレンチ3の底部の第1酸化膜11を完全に除去する(図1f)。犠牲酸化膜13及びトレンチ3底部の第1酸化膜11を同時に除去することで、この後に実行される酸化処理によって、上側酸化膜とトレンチ3の底部の酸化膜(ゲート酸化膜)を同時に形成することができる。
Next, a second oxide film 13 is formed so as to cover the mask nitride film 2 and the first nitride film 12 by an oxidation process such as a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or an ALD (Atomic-Layer Deposition) method (FIG. 1d). . The film thickness of the second oxide film 13 is, for example, 10 nm, and this film thickness is determined according to the state of etching performed thereafter.
Next, the mask nitride film 2, the first nitride film 12, and the sacrificial oxide film 13 are separated by anisotropic etching such as RIE (FIG. 1e). In anisotropic etching, etching proceeds only in a direction perpendicular to the surface of the material film to be processed, that is, in a direction parallel to the trench 3. Therefore, only the portions formed on the bottom of the trench 3 and the surface of the mask nitride film 2 are removed from the second oxide film 13 and the first nitride film 12. At this time, the first oxide film 11 at the bottom of the trench 3 remains without being etched, and the substrate 10 is not damaged because it serves as a protective layer against etching. Further, the separated first nitride film 12 covering the side wall of the trench 3 is protected by the second oxide film 13 and thus is not damaged by etching.
Next, the second oxide film 13 damaged by the anisotropic etching and the first oxide film 11 at the bottom of the trench 3 are completely removed by isotropic etching (FIG. 1f). By simultaneously removing the sacrificial oxide film 13 and the first oxide film 11 at the bottom of the trench 3, an upper oxide film and an oxide film (gate oxide film) at the bottom of the trench 3 are simultaneously formed by an oxidation process performed thereafter. be able to.

次いで、プラズマ酸化やラジカル酸化等の酸化処理により、第3酸化膜14及びゲート酸化膜15が形成される(図1g)。第3酸化膜14はマスク用窒化膜2及び第1窒化膜12の酸化によって形成され、ゲート酸化膜15はトレンチ3の底部に露出した基板10の酸化によって形成される。電荷蓄積層となる第1窒化膜12の膜厚は、この酸化処理の時間によって調整することができる。また、シリコン基板の酸化率は窒化膜の酸化率よりも高いため、ゲート酸化膜15の膜厚は第3酸化膜14の膜厚よりも厚くすることができ、トレンチ3の底部に所望の膜厚の酸化膜を容易に形成することができる。第3酸化膜14の膜厚は例えば10nmであり、ゲート酸化膜15の膜厚は例えば13nmであり、第1窒化膜12の膜厚は例えば5nmとなる。   Next, a third oxide film 14 and a gate oxide film 15 are formed by an oxidation process such as plasma oxidation or radical oxidation (FIG. 1g). The third oxide film 14 is formed by oxidizing the mask nitride film 2 and the first nitride film 12, and the gate oxide film 15 is formed by oxidizing the substrate 10 exposed at the bottom of the trench 3. The film thickness of the first nitride film 12 serving as a charge storage layer can be adjusted by the time of this oxidation treatment. Further, since the oxidation rate of the silicon substrate is higher than the oxidation rate of the nitride film, the thickness of the gate oxide film 15 can be made larger than the thickness of the third oxide film 14, and a desired film is formed at the bottom of the trench 3. A thick oxide film can be easily formed. The film thickness of the third oxide film 14 is, for example, 10 nm, the film thickness of the gate oxide film 15 is, for example, 13 nm, and the film thickness of the first nitride film 12 is, for example, 5 nm.

次いで、非晶質シリコン16を堆積することで、トレンチ3を埋める(図1h)。
次いで、マスク用窒化膜2上の第3酸化膜14及びマスク用窒化膜2を除去する。その後、ビット線17を形成する(図1i)。ビット線17は例えば注入量2E15/cm、注入エネルギー50keVの砒素イオン(As+)を注入することで形成する。
Next, the trench 3 is filled by depositing amorphous silicon 16 (FIG. 1h).
Next, the third oxide film 14 and the mask nitride film 2 on the mask nitride film 2 are removed. Thereafter, the bit line 17 is formed (FIG. 1i). For example, the bit line 17 is formed by implanting arsenic ions (As +) with an implantation amount of 2E15 / cm 2 and an implantation energy of 50 keV.

次いで、第4酸化膜18を堆積させ、その後CMP(Chemical Mechanical Polishing)法によって平坦化をする(図1j)。最後に、ポリシリコンを堆積し、不純物を導入し、パターニングすることによりワード線19を形成する(図1k)。   Next, a fourth oxide film 18 is deposited, and then planarized by a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method (FIG. 1j). Finally, polysilicon is deposited, impurities are introduced, and patterning is performed to form word lines 19 (FIG. 1k).

これらの工程によって、上側酸化膜となる第3酸化膜14、下側酸化膜となる第1酸化膜11、及び電荷蓄積層となる第1窒化膜12を、損傷が生じないように形成することができる。また、電荷蓄積層の分離のために十分な膜厚を有するように、ゲート酸化膜15を形成することができる。   Through these steps, the third oxide film 14 serving as the upper oxide film, the first oxide film 11 serving as the lower oxide film, and the first nitride film 12 serving as the charge storage layer are formed so as not to be damaged. Can do. Further, the gate oxide film 15 can be formed so as to have a film thickness sufficient for the separation of the charge storage layer.

≪第2実施形態≫
図2a〜図2iは、本発明の第2実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図である。第2実施形態では、第1実施形態と基本的には同じであるが、U字型のトレンチ3の底部の酸化処理において、プラズマ酸化又はラジカル酸化のどちらか一方と熱酸化を組合わせている点で異なる。第2実施形態の図2a以前の工程は、第1実施形態の図1a〜図1cまでの工程と同じであるので、説明を省略する。
<< Second Embodiment >>
2a to 2i are views for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment is basically the same as the first embodiment, but in the oxidation treatment of the bottom of the U-shaped trench 3, either plasma oxidation or radical oxidation is combined with thermal oxidation. It is different in point. Since the process before FIG. 2a of 2nd Embodiment is the same as the process to FIG. 1a-1c of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.

図1cまでの工程によりトレンチ3の側壁及び底部に沿って第1窒化膜12が形成された後に、第2実施形態では、CVD法やALD法等の酸化処理により、マスク用窒化膜2及び第1窒化膜12を覆って第2酸化膜21を形成する(図2a)。第2酸化膜21の膜厚は例えば20nmであるが、この膜厚はこの後に行われるエッチングの状況に応じて決められる。したがって、この膜厚は第1実施形態の第2酸化膜13と同じ10nmであってもよい。
次いで、RIE等の異方性エッチングによって、マスク用窒化膜2、第1窒化膜12、及び犠牲酸化膜21を分離する(図2b)。このとき、トレンチ3の底部の第1酸化膜11がエッチングされずに残り、エッチングに対する防御層としての役割を果たすために基板10への損傷はない。また、トレンチ3の側壁を覆う分離した第1窒化膜12は、犠牲酸化膜21に保護されているためエッチングによる損傷はない。また、この実施形態では、犠牲酸化膜21の膜厚を20nmとしているため、犠牲酸化膜による保護の程度が第1実施形態よりも大きい。
次いで、等方性エッチングによって、異方性エッチングにより損傷した第2酸化膜21及びトレンチ3の底部の第1酸化膜11を完全に除去する(図2c)。第2酸化膜21及びトレンチ3の底部の第1酸化膜11を同時に除去することで、この後に実行される酸化処理によって、上側酸化膜とトレンチ3の底部の酸化膜を同時に形成することができる。
After the first nitride film 12 is formed along the side wall and bottom of the trench 3 by the steps up to FIG. 1c, in the second embodiment, the mask nitride film 2 and the first nitride film 2 are formed by oxidation treatment such as CVD or ALD. A second oxide film 21 is formed covering the first nitride film 12 (FIG. 2a). The film thickness of the second oxide film 21 is, for example, 20 nm, and this film thickness is determined according to the state of etching performed thereafter. Therefore, this film thickness may be 10 nm, which is the same as the second oxide film 13 of the first embodiment.
Next, the mask nitride film 2, the first nitride film 12, and the sacrificial oxide film 21 are separated by anisotropic etching such as RIE (FIG. 2b). At this time, the first oxide film 11 at the bottom of the trench 3 remains without being etched, and the substrate 10 is not damaged because it serves as a protective layer against etching. Further, the separated first nitride film 12 covering the side wall of the trench 3 is protected by the sacrificial oxide film 21 and thus is not damaged by etching. In this embodiment, since the thickness of the sacrificial oxide film 21 is 20 nm, the degree of protection by the sacrificial oxide film is greater than that of the first embodiment.
Next, the second oxide film 21 damaged by the anisotropic etching and the first oxide film 11 at the bottom of the trench 3 are completely removed by isotropic etching (FIG. 2c). By removing the second oxide film 21 and the first oxide film 11 at the bottom of the trench 3 at the same time, the upper oxide film and the oxide film at the bottom of the trench 3 can be formed simultaneously by the subsequent oxidation process. .

次いで、熱酸化処理によって、露出したトレンチ3の底部に薄い付加酸化膜22を形成する(図2d)。このとき、第1窒化膜12は、熱酸化処理ではほとんど酸化されない。付加酸化膜22の膜厚は例えば2nmである。
次いで、プラズマ酸化やラジカル酸化等の酸化処理により、第3酸化膜23及びゲート酸化膜24が形成される(図2e)。第3酸化膜23はマスク用窒化膜2及び第1窒化膜12の酸化によって形成され、ゲート酸化膜24は付加酸化膜22に加えて、露出したトレンチ3の底部の基板10を酸化することによって形成される。電荷蓄積層となる第1窒化膜12の膜厚は、この酸化処理の時間によって調整することができる。また、シリコン基板の酸化率は窒化膜の酸化率よりも高いため、ゲート酸化膜24の膜厚は第3酸化膜23の膜厚よりも厚くすることができ、トレンチ3の底部に所望の膜厚のゲート酸化膜を容易に形成することができる。プラズマ酸化やラジカル酸化の酸化処理のみでトレンチ3の底部のゲート酸化膜24を形成する場合には、第1窒化膜12が過剰に酸化されることがあるが、あらかじめ熱酸化の酸化処理によって付加酸化膜22を形成しておくことで、第1窒化膜12の過剰な酸化を防止することができる。第3酸化膜23の膜厚は例えば10nmであり、ゲート酸化膜24の膜厚は例えば13nmであり、第1窒化膜12の膜厚は例えば5nmとなる。
Next, a thin additional oxide film 22 is formed on the exposed bottom of the trench 3 by thermal oxidation (FIG. 2d). At this time, the first nitride film 12 is hardly oxidized by the thermal oxidation process. The film thickness of the additional oxide film 22 is 2 nm, for example.
Next, a third oxide film 23 and a gate oxide film 24 are formed by an oxidation process such as plasma oxidation or radical oxidation (FIG. 2e). The third oxide film 23 is formed by oxidizing the mask nitride film 2 and the first nitride film 12, and the gate oxide film 24 is formed by oxidizing the substrate 10 at the bottom of the exposed trench 3 in addition to the additional oxide film 22. It is formed. The film thickness of the first nitride film 12 serving as a charge storage layer can be adjusted by the time of this oxidation treatment. Further, since the oxidation rate of the silicon substrate is higher than the oxidation rate of the nitride film, the gate oxide film 24 can be made thicker than the third oxide film 23, and a desired film is formed at the bottom of the trench 3. A thick gate oxide film can be easily formed. When the gate oxide film 24 at the bottom of the trench 3 is formed only by plasma oxidation or radical oxidation, the first nitride film 12 may be excessively oxidized. By forming the oxide film 22, excessive oxidation of the first nitride film 12 can be prevented. The film thickness of the third oxide film 23 is, for example, 10 nm, the film thickness of the gate oxide film 24 is, for example, 13 nm, and the film thickness of the first nitride film 12 is, for example, 5 nm.

以降の図2f〜図2iの工程は、第1実施形態の図1h以降と同じ工程であるので説明を省略する。   The subsequent steps of FIG. 2f to FIG. 2i are the same as those of FIG.

これらの工程によって、上側酸化膜となる第3酸化膜23、下側酸化膜となる第1酸化膜11、及び電荷蓄積層となる第1窒化膜12を、損傷が生じないように形成することができる。また、電荷蓄積層の分離のために十分な膜厚を有するように、ゲート酸化膜24を形成することができる。   Through these steps, the third oxide film 23 serving as the upper oxide film, the first oxide film 11 serving as the lower oxide film, and the first nitride film 12 serving as the charge storage layer are formed so as not to be damaged. Can do. Further, the gate oxide film 24 can be formed so as to have a film thickness sufficient for the separation of the charge storage layer.

≪第3実施形態≫
図3a〜図3hは、本発明の第3実施形態の半導体装置の製造方法を説明するための図である。第3実施形態の工程では、第1実施形態の工程と基本的には同じであるが、犠牲酸化膜を用いる代わりに非晶質シリコンを用いている点で異なる。第3実施形態の図3a以前の工程は、第1実施形態の図1a〜図1bまでの工程と同じであるので、説明を省略する。
<< Third Embodiment >>
3a to 3h are views for explaining a method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. The process of the third embodiment is basically the same as the process of the first embodiment, but differs in that amorphous silicon is used instead of using a sacrificial oxide film. Since the process before FIG. 3a of 3rd Embodiment is the same as the process to FIG. 1a-1b of 1st Embodiment, description is abbreviate | omitted.

図1bまでの工程によりトレンチ3の側壁及び底部に沿って第1酸化膜11が形成された後に、第3実施形態では、トレンチ3上に第1窒化膜31を形成する(図3a)。第1窒化膜31は、第1酸化膜11上に形成される。第1実施形態や第2実施形態の第1窒化膜12は、上側酸化膜の形成のために、この後に続く工程において酸化処理が行われるため、酸化される分の厚みが余分に必要であったが、第3実施形態では、第1窒化膜31に対しては酸化処理が行われないので、第1窒化膜31の膜厚は第1実施形態や第2実施形態の第1窒化膜12の膜厚よりも薄くてよい。第1窒化膜12の膜厚は例えば5nmである。第1窒化膜12のうちマスク用窒化膜2上に形成された部分はマスク用窒化膜2と一体化して1つの窒化膜となる。   After the first oxide film 11 is formed along the side wall and bottom of the trench 3 by the steps up to FIG. 1b, in the third embodiment, the first nitride film 31 is formed on the trench 3 (FIG. 3a). The first nitride film 31 is formed on the first oxide film 11. The first nitride film 12 of the first embodiment and the second embodiment is subjected to an oxidation process in the subsequent process for forming the upper oxide film, so that an extra thickness is required for the oxidation. However, in the third embodiment, since the oxidation process is not performed on the first nitride film 31, the film thickness of the first nitride film 31 is the first nitride film 12 of the first embodiment or the second embodiment. It may be thinner than the film thickness. The film thickness of the first nitride film 12 is, for example, 5 nm. A portion of the first nitride film 12 formed on the mask nitride film 2 is integrated with the mask nitride film 2 to form one nitride film.

次いで、マスク用窒化膜2及び第1窒化膜31上に非晶質シリコン層32を形成する(図3b)。非晶質シリコン層32の厚さは例えば5nmである。
次いで、RIE等の異方性エッチングによって、マスク用窒化膜2、第1窒化膜31、及び非晶質シリコン層32を分離する(図3c)。このとき、トレンチ3の底部の第1酸化膜11がエッチングされずに残り、エッチングに対する防御層としての役割を果たすために基板10への損傷はない。また、トレンチ3の側壁を覆う分離した第1窒化膜31は、非晶質シリコン層32に保護されているためエッチングによる損傷はない。
Next, an amorphous silicon layer 32 is formed on the masking nitride film 2 and the first nitride film 31 (FIG. 3b). The thickness of the amorphous silicon layer 32 is 5 nm, for example.
Next, the mask nitride film 2, the first nitride film 31, and the amorphous silicon layer 32 are separated by anisotropic etching such as RIE (FIG. 3c). At this time, the first oxide film 11 at the bottom of the trench 3 remains without being etched, and the substrate 10 is not damaged because it serves as a protective layer against etching. Further, the separated first nitride film 31 covering the side wall of the trench 3 is protected by the amorphous silicon layer 32 and thus is not damaged by etching.

次いで、熱酸化処理によって、第3酸化膜33及びゲート酸化膜34が形成される(図3d)。第3酸化膜33は非晶質シリコン層32の酸化によって形成される。ゲート酸化膜34は、トレンチ3の底部の第1酸化膜11をウェットエッチングにより除去した後、露出したトレンチ3の底部の基板10の酸化によって形成される。熱酸化処理を行う場合、非晶質シリコン層32の全てが酸化された場合でも、電荷蓄積層となる第1窒化膜31はほとんど酸化されない。そのため、トレンチ3の底部のゲート酸化膜34の膜厚は、第1窒化膜31の膜厚に関係なく制御することができる。第3酸化膜33の膜厚は例えば5nmであり、ゲート酸化膜34の膜厚は例えば13nmであり、第1窒化膜31の膜厚は例えば5nmとなる。   Next, a third oxide film 33 and a gate oxide film 34 are formed by thermal oxidation (FIG. 3d). The third oxide film 33 is formed by oxidizing the amorphous silicon layer 32. The gate oxide film 34 is formed by removing the first oxide film 11 at the bottom of the trench 3 by wet etching and then oxidizing the substrate 10 at the bottom of the exposed trench 3. When the thermal oxidation process is performed, even when the entire amorphous silicon layer 32 is oxidized, the first nitride film 31 serving as the charge storage layer is hardly oxidized. Therefore, the thickness of the gate oxide film 34 at the bottom of the trench 3 can be controlled regardless of the thickness of the first nitride film 31. The film thickness of the third oxide film 33 is, for example, 5 nm, the film thickness of the gate oxide film 34 is, for example, 13 nm, and the film thickness of the first nitride film 31 is, for example, 5 nm.

以降の図3e〜図3hの工程は、第1実施形態の図1h以降と同じ工程であるので説明を省略する。   The subsequent steps of FIG. 3e to FIG. 3h are the same as those of FIG.

これらの工程によって、上側酸化膜となる第3酸化膜33、下側酸化膜となる第1酸化膜11、及び電荷蓄積層となる第1窒化膜31を、損傷が生じないように形成することができる。また、電荷蓄積層の分離のために十分な膜厚を有するように、ゲート酸化膜34を形成することができる。   By these steps, the third oxide film 33 serving as the upper oxide film, the first oxide film 11 serving as the lower oxide film, and the first nitride film 31 serving as the charge storage layer are formed so as not to be damaged. Can do. Further, the gate oxide film 34 can be formed so as to have a film thickness sufficient for the separation of the charge storage layer.

本発明の第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3実施形態の半導体装置の製造方法を説明する図。The figure explaining the manufacturing method of the semiconductor device of 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 マスク用酸化膜
2 マスク用窒化膜
3 トレンチ
10 基板
11 第1酸化膜
12 第1窒化膜
13、21 第2酸化膜
14、23、33 第3酸化膜
15、24、34 ゲート酸化膜
16、25、35 非晶質シリコン
17、26、36 ビット線
18、27、37 第4酸化膜
19、28、38 ワード線
22 付加酸化膜
32 非晶質シリコン層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Mask oxide film 2 Mask nitride film 3 Trench 10 Substrate 11 1st oxide film 12 1st nitride film 13, 21 2nd oxide film 14, 23, 33 3rd oxide film 15, 24, 34 Gate oxide film 16, 25, 35 Amorphous silicon 17, 26, 36 Bit lines 18, 27, 37 Fourth oxide film 19, 28, 38 Word line 22 Additional oxide film 32 Amorphous silicon layer

Claims (8)

シリコン基板(10)に設けられたトレンチの側壁及び底部を覆うように、第1シリコン酸化膜(11)、電荷蓄積層(12)、及び第2シリコン酸化膜(13)をこの順に形成する第1の工程と、
前記底部に形成された前記第2シリコン酸化膜(13)及び前記電荷蓄積層(12)を除去することにより、前記第2シリコン酸化膜(13)及び前記電荷蓄積層(12)をそれぞれ2つに分離して、前記底部に形成された第1シリコン酸化膜(11)を露出させる第2の工程と、
前記側壁に形成された前記第2シリコン酸化膜(13)及び前記底部に形成された前記第1シリコン酸化膜(11)を除去して、前記トレンチの前記底部を露出させる第3の工程と、
前記側壁に形成された前記電荷蓄積層(12)の上に第3シリコン酸化膜(14、23)を形成する第4の工程と、
露出された前記トレンチの底部にゲート酸化膜(15、24)を形成する第5の工程と、を含む、
半導体装置の製造方法。
A first silicon oxide film (11), a charge storage layer (12), and a second silicon oxide film (13) are formed in this order so as to cover the side walls and bottom of the trench provided in the silicon substrate (10). 1 process,
By removing the second silicon oxide film (13) and the charge storage layer (12) formed on the bottom, two second silicon oxide films (13) and two charge storage layers (12) are provided. And a second step of exposing the first silicon oxide film (11) formed on the bottom,
Removing the second silicon oxide film (13) formed on the sidewall and the first silicon oxide film (11) formed on the bottom to expose the bottom of the trench;
A fourth step of forming a third silicon oxide film (14, 23) on the charge storage layer (12) formed on the sidewall;
A fifth step of forming a gate oxide film (15, 24) at the exposed bottom of the trench,
A method for manufacturing a semiconductor device.
前記第2の工程では、異方性エッチングにより前記底部に形成された前記第2シリコン酸化膜(13)及び前記電荷蓄積層(12)を除去し、
前記第3の工程では、等方性エッチングにより前記側壁に形成された前記第2シリコン酸化膜(13)及び前記底部に形成された前記第1シリコン酸化膜(11)を除去する、
請求項1記載の半導体装置の製造方法。
In the second step, the second silicon oxide film (13) and the charge storage layer (12) formed on the bottom by anisotropic etching are removed,
In the third step, the second silicon oxide film (13) formed on the side wall and the first silicon oxide film (11) formed on the bottom are removed by isotropic etching.
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
前記第4の工程では、前記第3シリコン酸化膜(14、23)を、プラズマ酸化或いはラジカル酸化によって形成する、
請求項1又は2記載の半導体装置の製造方法。
In the fourth step, the third silicon oxide film (14, 23) is formed by plasma oxidation or radical oxidation.
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1.
前記第5の工程では、前記ゲート酸化膜(15、24)を、前記第4の工程における前記第3シリコン酸化膜(14、23)の形成と同時に、プラズマ酸化或いはラジカル酸化によって形成する、
請求項3記載の半導体装置の製造方法。
In the fifth step, the gate oxide films (15, 24) are formed by plasma oxidation or radical oxidation simultaneously with the formation of the third silicon oxide films (14, 23) in the fourth step.
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3.
前記第5の工程では、前記ゲート酸化膜(15、24)を、熱酸化及びプラズマ酸化の組合わせ、或いは熱酸化のみにより形成する、
請求項3記載の半導体装置の製造方法。
In the fifth step, the gate oxide film (15, 24) is formed by a combination of thermal oxidation and plasma oxidation or only thermal oxidation.
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 3.
前記第5の工程では、最初に熱酸化を行い、次にプラズマ酸化を行うことで前記ゲート酸化膜(15)が形成される、
請求項5記載の半導体装置の製造方法。
In the fifth step, the gate oxide film (15) is formed by first performing thermal oxidation and then performing plasma oxidation.
A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 5.
シリコン基板(10)に設けられたトレンチの側壁及び底部を覆うように、第1シリコン酸化膜(11)、電荷蓄積層(12)、及び非晶質シリコン層(32)をこの順に形成する第1の工程と、
前記底部に積層した前記非晶質シリコン層(32)及び前記電荷蓄積層(12)を除去することにより、前記第2シリコン酸化膜(13)及び前記電荷蓄積層(12)をそれぞれ2つに分離して、前記底部に形成された第1シリコン酸化膜(11)を露出させる第2の工程と、
前記側壁上の前記非晶質シリコン層(32)を熱酸化して前記電荷蓄積層(12)を覆う第3シリコン酸化膜(33)を形成する第3の工程と、
前記底部に形成された前記第1シリコン酸化膜(11)上にゲート酸化膜(34)を形成する第4の工程と、を含む、
半導体装置の製造方法。
A first silicon oxide film (11), a charge storage layer (12), and an amorphous silicon layer (32) are formed in this order so as to cover the side walls and bottom of the trench provided in the silicon substrate (10). 1 process,
By removing the amorphous silicon layer (32) and the charge storage layer (12) stacked on the bottom, each of the second silicon oxide film (13) and the charge storage layer (12) becomes two. A second step of separating and exposing the first silicon oxide film (11) formed on the bottom;
A third step of thermally oxidizing the amorphous silicon layer (32) on the sidewall to form a third silicon oxide film (33) covering the charge storage layer (12);
And a fourth step of forming a gate oxide film (34) on the first silicon oxide film (11) formed on the bottom,
A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項1ないし7のいずれか1つの製造方法によって製造された、
半導体装置。
It was manufactured by the manufacturing method according to any one of claims 1 to 7.
Semiconductor device.
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