JP4584736B2 - 半導体装置及び半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は本発明の一実施形態に係る半導体装置100の平面図である。図3(f)左図は図1のA−A断面図であり、図3(f)右図は図1のB−B断面図である。図5(f)左図は図1のC−C断面図であり、図5(f)右図は図1のD−D断面図である。図6は、図1のE−E断面図である。
以下、図2乃至図6を参照して半導体装置100の製造方法を説明する。
シリコン窒化膜に電荷を蓄積する不揮発性半導体メモリでは、アクティブ領域上に形成されかつゲート電極側壁部の下部に形成されるシリコン窒化膜が情報の記憶部として機能する。即ち、この部分のシリコン窒化膜が、メモリトランジスタの閾値Vtの値を決め、読み出し電流(セル電流)の大きさを決める。
なお、上記実施形態では、シリコン窒化膜106をアクティブ領域及びフィールド領域に形成した後に、アクティブ領域上の部分とフィールド領域上の部分とに分離したが、シリコン窒化膜をアクティブ領域及びフィールド領域に形成した後、アクティブ領域上のシリコン窒化膜をマスクして、フィールド領域上のシリコン窒化膜を除去しても良い。メモリとして機能するアクティブ領域上にのみシリコン窒化膜を形成するので、シリコン窒化膜に蓄積される電荷がアクティブ領域以外に移動することを防止し、セル電流が経時的に変化することを抑制できる。
101 半導体層
102 素子分離絶縁膜(シリコン酸化膜)
103 熱酸化膜
104 ゲート電極(ワード線)
105 シリコン酸化膜
106 シリコン窒化膜
107 シリコン酸化膜
108 シリコン酸化膜
109 シリコン酸化膜
110 ソースドレイン領域
111 シリコン酸化膜
112 コンタクト
113 配線層
Claims (11)
- 半導体層と、
前記半導体層に形成され、その上面が前記半導体層の表面よりも高く形成された素子分離絶縁膜と、
前記半導体層上及び前記素子分離絶縁膜上に連続して線状に形成された導電体膜と、
前記導電体膜と前記半導体層との間に前記導電体膜に沿って形成された絶縁膜と、
前記導電体膜の側壁に前記導電体膜に沿って形成された側壁部と、
前記導電体膜の両側において前記半導体層の表面に形成された不純物拡散領域と、を備えた半導体装置であって、
前記半導体層上の前記側壁部は、第1酸化膜と、前記第1酸化膜の上層に形成され電荷をトラップする第1窒化膜と、前記第1窒化膜の上層に形成された第2酸化膜とからなり、
前記半導体層と前記素子分離絶縁膜とによって形成される段差部上の前記側壁部は、第1酸化膜と、前記第1酸化膜の上層に前記第1酸化膜に接触して形成された第2酸化膜とからなり、
前記素子分離絶縁膜上の前記側壁部は、第1酸化膜と、前記第1酸化膜の上層に形成された第2窒化膜と、前記第2窒化膜の上層に形成された第2酸化膜とからなることを特徴とする半導体装置。 - 前記第1酸化膜及び前記第2酸化膜は前記導電体膜の延在方向に対して垂直な断面がL字状であり、前記第1窒化膜は前記第1酸化膜及び前記第2酸化膜それぞれの平面方向に延びる部分の間に形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
- 前記第1酸化膜、前記第2酸化膜、および前記第1窒化膜は、前記導電体膜の両側に形成されていることを特徴とする、請求項1又は2に記載の半導体装置。
- 半導体層と、前記半導体層に形成され、その上面が前記半導体層の表面よりも高く形成された素子分離絶縁膜とを備えた半導体基板上方に形成される半導体装置の電荷蓄積膜構造であって、
前記半導体層上及び前記素子分離絶縁膜上に連続して線状に形成された導電体膜と、
前記導電体膜の側壁に前記導電体膜に沿って形成された側壁部と、を備え、
前記半導体層上の前記側壁部は、第1酸化膜と、前記第1酸化膜の上層に形成され電荷をトラップする第1窒化膜と、前記第1窒化膜の上層に形成された第2酸化膜とからなり、
前記半導体層と前記素子分離絶縁膜とによって形成される段差部上の前記側壁部は、第1酸化膜と、前記第1酸化膜の上層に前記第1酸化膜に接触して形成された第2酸化膜とからなり、
前記素子分離絶縁膜上の前記側壁部は、第1酸化膜と、前記第1酸化膜の上層に形成された第2窒化膜と、前記第2窒化膜の上層に形成された第2酸化膜とからなることを特徴とする半導体装置の電荷蓄積構造。 - 前記第1酸化膜、前記第2酸化膜、および前記第1窒化膜は、前記導電体膜の両側に形成されていることを特徴とする、請求項4に記載の半導体装置の電荷蓄積構造。
- 半導体層を有する半導体基板を準備する工程と、
前記半導体層に前記半導体層の表面よりも高く第1絶縁膜を形成する工程と、
前記半導体層上及び前記第1絶縁膜上に線状の導電膜を形成する工程と、
前記半導体層、前記第1絶縁膜及び前記導電膜を第1酸化膜で覆う工程と、
前記半導体層と前記第1絶縁膜との段差部の側壁における窒化膜の膜厚が前記半導体層上及び前記第1絶縁膜上の膜厚よりも薄くなるように、前記第1酸化膜上に電荷をトラップする前記窒化膜を形成する工程と、
前記段差部の側壁における前記窒化膜の膜厚分だけ前記窒化膜を酸化して第2酸化膜を形成し、前記窒化膜を、前記半導体層上方の領域に位置する第1窒化膜と、前記第1絶縁膜上方の領域に位置する第2窒化膜とに分離する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記窒化膜を形成する工程では、前記導電膜の側壁の膜厚が前記半導体層上及び前記第1絶縁膜上の膜厚よりも薄くなるように前記窒化膜を形成し、
前記窒化膜を酸化する工程では、前記導電膜の側壁の全膜厚を酸化することを特徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記窒化膜を形成する工程では、LPCVD法によって前記窒化膜を形成することを特徴とする、請求項6に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記LPCVD法では、前記半導体基板の上方から下方に略鉛直に向かうように反応ガスの流れを制御し、チャンバ内圧力を0.25Torrよりも低圧に制御することを特徴とする、請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記窒化膜を酸化する工程では、前記窒化膜をラジカル酸化することを特徴とする、請求項6に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記ラジカル酸化では、チャンバ内温度を900℃以上1000℃以下、チャンバ内圧力を10mTorrに制御することを特徴とする、請求項9に記載の半導体装置の製造方法。
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