JP4354892B2 - 不揮発性半導体記憶装置の製造方法 - Google Patents
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Description
図7は、本発明の第一の実施形態に関わる不揮発性半導体記憶装置の素子構造を示すチャネルに垂直な方向の断面図である。この素子構造を形成するための製造方法を、図8を用いて説明する。
図9は、本発明の第一の実施形態に関わる不揮発性半導体記憶装置の素子構造を示す断面図である。この素子構造を形成するための製造方法を、図10を用いて説明する。
図12は、本発明の第三の実施形態に関わる不揮発性半導体記憶装置の素子構造を示す断面図である。本発明の第一の実施形態との違いは、SOI基板ではなく、シリコン基板50を利用していることである。この素子構造を形成するための製造方法を、図13を用いて説明する。
図14は、本発明の第三の実施形態に関わる不揮発性半導体記憶装置の素子構造を示す断面図である。本発明の第二の実施形態との違いは、SOI基板ではなく、シリコン基板50を利用していることである。この素子構造を形成するための製造方法を、図15を用いて説明する。
本実施形態は実際のチップへの適用例を示すもので、図16は、本発明の第一及び第四の実施形態の不揮発性半導体記憶装置を組み込んだ、携帯電話のメディアチップを表すブロック図である。図16中のメモリー部に本発明の不揮発性半導体記憶装置が組み込まれている。図16はメモリー・ロジック混載回路の典型的な例である。本発明のフィン構造を利用したNANDフラッシュメモリーをメモリー部に組み込む場合、ロジック部や周辺回路を構成するトランジスタもフィン構造を利用するということが考えられる。しかし、回路を構成するすべてのトランジスタにフィン構造を利用したとしても、必ずしも全体のパフォーマンスが向上するとは限らない。従って、図16のメモリー部に本発明の不揮発性半導体記憶装置を組み込む場合、それ以外の部分については従来のシリコン基板上のMOSトランジスタを利用するという方法が現実的である。
2、11、27、28、30、31、37、42、48、52、56:絶縁膜
3、10、17、20、26、36、47、55:フローティングゲート
4、9、32、44、53:トンネル絶縁膜
5:ソース領域
6:ドレイン領域
7、39:シリコン基板
8、41、50:シリコン層
9:ドレイン領域
13:埋め込み酸化膜
14:拡散層領域
15、18、33、35、45、54:ポリシリコン層
16、40:レジスト
19、25、34、46:側壁絶縁膜
22、43:p型高濃度拡散層領域
23、24:ポリシリコン層
Claims (4)
- 第一の絶縁膜上に形成された第一導電型半導体基板からなり、かつ、第二の絶縁膜で覆われた複数のフィン層を形成する工程と、
前記フィン層の上面領域に第一導電型の不純物拡散層を形成する工程と、
前記第一の絶縁膜上及び前記第二の絶縁膜上に半導体層を堆積する工程と、
前記半導体層をエッチバックして、前記不純物拡散層を覆う前記第二の絶縁膜を露出する工程と、
前記第二の絶縁膜上及び前記半導体層上に前記第二の絶縁膜と選択比が異なる第三の絶縁膜を堆積する工程と、
前記第三の絶縁膜を前記半導体層上面が露出するまでエッチングし、前記第二の絶縁膜で覆われた前記フィン層の側面に前記第二の絶縁膜を介して側壁絶縁膜を形成する工程と、
前記側壁絶縁膜をマスクとして前記半導体層を前記第一の絶縁膜上面が露出するまでエッチングすることにより前記フィン層側面に前記第二の絶縁膜を介してフローティングゲートを形成する工程と、
前記フローティングゲートを第四の絶縁膜で覆う工程と、
少なくとも、前記フローティングゲートを覆う前記第四の絶縁膜を覆うようにコントロールゲートを形成する工程と
を含むことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 - 第一の絶縁膜上に形成された第一の半導体層及び第二の絶縁膜を前記第一の絶縁膜表面が露出するまでリソグラフィにより加工し、第一の半導体層からなる複数のフィン層を形成する工程と、
前記第一の半導体層の側面に第三の絶縁膜を形成し、前記第二の絶縁膜及び前記第三の絶縁膜で複数の前記フィン層を覆う工程と、
前記第一の絶縁膜上、前記第二の絶縁膜上及び前記第三の絶縁膜上に半導体層を堆積する工程と、
前記半導体層をエッチバックして、前記第二の絶縁膜の上部を露出し、前記半導体層の上端から前記第一の絶縁膜までの高さを前記フィン層の上端から前記第一の絶縁膜までの高さよりも高く形成する工程と、
前記第二の絶縁膜上及び前記半導体層上に前記第二の絶縁膜と選択比が異なる第四の絶縁膜を堆積する工程と、
前記第四の絶縁膜を前記半導体層上面が露出するまでエッチバックし、前記第三の絶縁膜の側面に側壁絶縁膜を形成する工程と、
前記側壁絶縁膜をマスクとして前記半導体層を前記第一の絶縁膜上面が露出するまでエッチングすることにより前記第二の絶縁膜及び前記第三の絶縁膜で覆われた前記フィン層側面にフローティンゲートを形成する工程と、
前記フローティングゲートを第四の絶縁膜で覆う工程と、
少なくとも、前記フローティングゲートを覆う前記第四の絶縁膜を覆うようにコントロールゲートを形成する工程と
を含むことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 - 第一導電型半導体基板に溝を形成することにより複数のフィン層を形成する工程と、
前記溝に第一の絶縁膜層を前記フィン層の上面高さよりも低く形成する工程と、
前記フィン層の上面領域に第一導電型の不純物拡散層を形成する工程と、
前記フィン層を第二の絶縁膜で覆う工程と、
前記第一の絶縁膜上、及び前記第二の絶縁膜上に半導体層を堆積する工程と、
前記半導体層をエッチバックして、前記不純物拡散を覆う前記第二の絶縁膜を露出する工程と、
前記第二の絶縁膜上及び前記半導体層上に前記第二の絶縁膜と選択比が異なる第三の絶縁膜を堆積する工程と、
前記第三の絶縁膜を前記半導体層上面が露出するまでエッチングすることにより、前記第二の絶縁膜で覆われた前記フィン層側面に側壁絶縁膜を形成する工程と、
前記側壁絶縁膜をマスクとして前記半導体層を前記半導体基板上面が露出するまでエッチングすることにより前記フィン層側面に前記第二の絶縁膜を介してフローティングゲートを形成する工程と、
前記フローティングゲートを第四の絶縁膜で覆う工程と、
少なくとも、前記フローティングゲートを覆う前記第四の絶縁膜を覆うようにコントロールゲートを形成する工程と
を含むことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 - 半導体基板上に形成された第一の絶縁膜上の一部領域にレジストを堆積する工程と、
前記レジストを塗布していない領域の前記第一の絶縁膜及び前記半導体基板の一部をエッチングして、前記半導体基板に溝を形成することにより前記第一の絶縁膜及び前記半導体基板を構成する第一の半導体層からなる複数のフィン層を形成する工程と、
前記フィン層を構成する前記第一の半導体層の側面に第二の絶縁膜を形成する工程と、
前記溝に第三の絶縁膜を堆積して、前記第三の絶縁膜をエッチングにより前記フィン層を構成する前記第一の半導体層上面よりも低く形成する工程と、
前記第一の絶縁膜上及び前記第三の絶縁膜上に第二の半導体層を堆積する工程と、
前記第二の半導体層をエッチバックして前記第一の絶縁膜の上部を露出する工程と、
前記第一の絶縁膜上及び前記第二の半導体層上に前記第一の絶縁膜及び前記第二の絶縁膜と選択比が異なる第四の絶縁膜を堆積する工程と、
前記第四の絶縁膜を前記第一の絶縁膜が露出するまでエッチングすることにより、前記フィン層側面に側壁絶縁膜を形成する工程と、
前記側壁絶縁膜をマスクとして前記第二の半導体層を前記第三の絶縁膜の上面が露出するまでエッチングすることにより前記フィン層側面にフローティングゲートを形成する工程と、
前記フローティングゲートを第五の絶縁膜で覆う工程と、
少なくとも、前記フローティングゲートを覆う前記第五の絶縁膜を覆うようにコントロールゲートを形成する工程と、
を含むことを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
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