JP2012119706A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シリコン基板上に、トンネル酸化膜、チャージトラップ膜、ブロッキング酸化膜、ゲート電極が、下側からこの順で形成された積層構造を有する半導体装置を製造する方法であって、前記ブロッキング酸化膜を形成する工程が、前記チャージトラップ膜上に結晶質膜を形成する結晶質膜形成工程と、前記結晶質膜の上層にアモルファス膜を形成するアモルファス膜形成工程とを具備し、前記結晶質膜形成工程と、前記アモルファス膜形成工程とを同一の処理容器内で連続的に行う。
【選択図】図1
Description
のプロットがイレース(消去)を示している。図3に示すように、結晶質膜をブロッキング酸化膜113として使用した場合、図2に示すアモルファス膜の場合(ΔV=3.4V)に比べ、消去(Erase)側のウィンドウ特性が改善され、ウィンドウ特性が、ΔV=8.2Vと良好になる。これは、結晶化により膜中にホールトラップが形成されるためである。
Claims (19)
- シリコン基板上に、トンネル酸化膜、チャージトラップ膜、ブロッキング酸化膜、ゲート電極が、下側からこの順で形成された積層構造を有する半導体装置を製造する方法であって、
前記ブロッキング酸化膜を形成する工程が、
前記チャージトラップ膜上に結晶質膜を形成する結晶質膜形成工程と、
前記結晶質膜の上層にアモルファス膜を形成するアモルファス膜形成工程と
を具備し、
前記結晶質膜形成工程と、前記アモルファス膜形成工程とを同一の処理容器内で連続的に行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1記載の半導体装置の製造方法であって、
前記結晶質膜形成工程と前記アモルファス膜形成工程を、
複数の前記シリコン基板を、円筒状の前記処理容器内に間隔を設けて上下方向に積層して収容して処理するバッチ式の処理装置によって行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項2記載の半導体装置の製造方法であって、
前記バッチ式の処理装置は、前記処理容器内に処理ガスを供給する機構と、前記処理ガスをプラズマ化する機構と、前記シリコン基板を加熱する機構と、前記処理容器内を真空排気する機構とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1〜3いずれか1項記載の半導体装置の製造方法であって、
前記結晶質膜形成工程が、
前記チャージトラップ膜上にアモルファス膜を形成する工程と、
前記アモルファス膜を加熱して結晶質膜とする加熱工程と
を具備したことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1〜4いずれか1項記載の半導体装置の製造方法であって、
前記チャージトラップ膜がSiNから構成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1〜5いずれか1項記載の半導体装置の製造方法であって、
前記結晶質膜が、Al2O3、HfO2、ZrO2、Ta2O5、Y2O3、ランタノイド系酸化物のいずれかから構成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1〜6いずれか1項記載の半導体装置の製造方法であって、
前記アモルファス膜が、SiO2膜、アルミニウムシリケート膜、Al2O3膜、Al2O3−SiO2ラミネート膜のいずれかから構成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - シリコン基板上に、トンネル酸化膜、チャージトラップ膜、ブロッキング酸化膜、ゲート電極が、下側からこの順で形成された積層構造を有する半導体装置を製造する方法であって、
前記ブロッキング酸化膜を形成する工程が、
前記チャージトラップ膜上に第1アモルファス膜を形成する第1アモルファス膜形成工程と、
前記第1アモルファス膜上に当該第1アモルファス膜より結晶化され難い第2アモルファス膜を形成する第2アモルファス膜形成工程と、
前記第1アモルファス膜が結晶化され、かつ、前記第2アモルファス膜が結晶化されない温度に加熱して、前記第1アモルファス膜を結晶化する加熱工程と
を具備し、
前記第1アモルファス膜形成工程と、前記第2アモルファス膜形成工程と、前記加熱工程とを同一の処理容器内で連続的に行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項8記載の半導体装置の製造方法であって、
前記第1アモルファス膜形成工程と、前記第2アモルファス膜形成工程と、前記加熱工程を、複数の前記シリコン基板を、円筒状の前記処理容器内に間隔を設けて上下方向に積層して収容して処理するバッチ式の処理装置によって行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項9記載の半導体装置の製造方法であって、
前記バッチ式の処理装置は、前記処理容器内に処理ガスを供給する機構と、前記処理ガスをプラズマ化する機構と、前記シリコン基板を加熱する機構と、前記処理容器内を真空排気する機構とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項8〜10いずれか1項記載の半導体装置の製造方法であって、
前記チャージトラップ膜がSiNから構成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項8〜11いずれか1項記載の半導体装置の製造方法であって、
前記結晶質膜が、Al2O3、HfO2、ZrO2、Ta2O5、Y2O3、ランタノイド系酸化物のいずれかから構成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項8〜12いずれか1項記載の半導体装置の製造方法であって、
前記アモルファス膜が、SiO2膜、アルミニウムシリケート膜、Al2O3膜、Al2O3−SiO2ラミネート膜のいずれかから構成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - シリコン基板上に、トンネル酸化膜、チャージトラップ膜、ブロッキング酸化膜、ゲート電極が、下側からこの順で形成された積層構造を有する半導体装置を製造する方法であって、
前記チャージトラップ膜を形成する工程が、結晶質膜を形成する結晶質膜形成工程からなり、
前記ブロッキング酸化膜を形成する工程が、アモルファス膜を形成するアモルファス膜形成工程からなり、
前記結晶質膜形成工程と、前記アモルファス膜形成工程とを、同一の処理容器内で連続的に行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項14記載の半導体装置の製造方法であって、
前記結晶質膜形成工程と、前記アモルファス膜形成工程とを、複数の前記シリコン基板を、円筒状の前記処理容器内に間隔を設けて上下方向に積層して収容して処理するバッチ式の処理装置によって行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項15記載の半導体装置の製造方法であって、
前記バッチ式の処理装置は、前記処理容器内に処理ガスを供給する機構と、前記処理ガスをプラズマ化する機構と、前記シリコン基板を加熱する機構と、前記処理容器内を真空排気する機構とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項14〜16いずれか1項記載の半導体装置の製造方法であって、
前記チャージトラップ膜がSiNから構成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項14〜17いずれか1項記載の半導体装置の製造方法であって、
前記結晶質膜が、Al2O3、HfO2、ZrO2、Ta2O5、Y2O3、ランタノイド系酸化物のいずれかから構成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項14〜18いずれか1項記載の半導体装置の製造方法であって、
前記アモルファス膜が、SiO2膜、アルミニウムシリケート膜、Al2O3膜、Al2O3−SiO2ラミネート膜のいずれかから構成されていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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