JP4584645B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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本実施形態1では、金属・半導体反応層をエッチングしてゲート電極間のショートを抑制する例について説明する。
図1は、半導体装置に搭載された不揮発性記憶素子の概略構成を示す模式的断面図、
図2乃至図12は、半導体装置の製造工程を示す模式的断面図、
図13は、APM洗浄時間を延長した場合のCG−MG間ショートチェック結果を示す図である。
HCL:H2O2:H2O=1:5:500の洗浄液を使用する。
NH4OH:H2O2:H2O=1:5:50の洗浄液を使用する。
本実施形態2では、金属・半導体反応層を形成するための熱処理を低温化してゲート電極間のショートを抑制する例について説明する。
本実施形態3では、メモリ・ゲート電極をコントロール・ゲート電極よりも低い高さで形成してゲート電極間のショートを抑制する例について説明する。
実施の形態4では、図12に示すように、2回目の熱処理(活性化するための熱処理)により相変化させてコバルトシリサイド層15を形成した後、このコバルトシリサイド層15に対してエッチング工程を追加することで、CG/MG間のショートに対するマージンを向上する事が可能となる。
Claims (9)
- 第1のゲート電極、第2のゲート電極及び電荷蓄積用絶縁膜を備える不揮発性記憶素子を有する半導体装置の製造方法であって、
(a)半導体基板の主面上に半導体膜からなる前記第1のゲート電極を形成する工程と、
(b)前記第1のゲート電極の側壁面及び前記半導体基板の主面に沿って前記電荷蓄積用絶縁膜を形成する工程と、
(c)前記半導体基板及び前記第1のゲート電極との間に前記電荷蓄積用絶縁膜を介在して、前記第1のゲート電極の隣に半導体膜からなる前記第2のゲート電極を形成する工程と、
(d)前記(c)工程後に、前記第1及び第2のゲート電極を覆うようにして金属膜を形成する工程と、
(e)前記(d)工程後に、前記第1及び第2のゲート電極の半導体膜と前記金属膜とを反応させる第1熱処理を施して、前記第1及び第2のゲート電極の表面に第1シリサイド膜を形成する工程と、
(f)前記(e)工程後に、エッチング処理によって、前記(e)工程にて未反応であった前記金属膜を除去すると共に、前記第1シリサイド膜を薄くする工程と、
(g)前記(f)工程後に、第2熱処理を施すことで、前記第1シリサイド膜を第2シリサイド膜に相変化させる工程とを有し、
前記(f)のエッチング処理は、アンモニア及び過酸化水素水を含む溶液で行われる第1洗浄工程と、塩酸及び過酸化水素水を含む溶液で行われる第2洗浄工程とによって行われ、
前記第1洗浄工程を行う時間は、前記第2の洗浄工程を行う時間よりも長いことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1に記載の半導体装置の製造方法において、
前記(f)工程は、前記第1のゲート電極と前記第2のゲート電極との間における前記電荷蓄積用絶縁膜の先端よりも前記第1シリサイド膜の表面が低くなるよう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または2の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1のゲート電極は、コントロール・ゲート電極であり、
前記第2のゲート電極は、メモリ・ゲート電極であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1及び第2のゲート電極の半導体膜は、シリコン膜であり、
前記金属膜は、コバルト膜であり、
前記第1シリサイド膜はCoSi膜であり、
前記第2シリサイド膜はCoSi2膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1〜3の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1及び第2のゲート電極の半導体膜は、シリコン膜であり、
前記金属膜は、タングステン膜、チタン膜またはニッケル膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1〜5の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記電荷蓄積用絶縁膜は、窒化膜を含む膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1〜6の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第2のゲート電極は、前記第1のゲート電極よりも低い高さで形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1〜7の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法において、
更に、前記第1のゲート電極の側壁及び第2のゲート電極の側面にサイドウォールスペーサを形成する工程と、
前記半導体基板の主面に、前記サイドウォールスペーサに整合した半導体領域を形成する工程とを有し、
前記金属膜は、前記半導体領域上にも形成され、
前記第1シリサイド膜は、前記半導体領域と前記金属膜との反応によって前記半導体領域にも形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項1〜8の何れか1項に記載の半導体装置の製造方法において、
前記第2のゲート電極は、サイドウォール形状であることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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