JP5313486B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、より詳細には、分離した電荷蓄積層を有する半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device having a separated charge storage layer.
データの書き換えが可能で、電源をOFFしても記憶データを保持し続ける半導体装置である不揮発性メモリが広く利用されている。代表的な不揮発性メモリであるフラッシュメモリにおいては、メモリセルを構成するトランジスタが電荷蓄積層と呼ばれるフローティングゲートもしくは絶縁膜を有している。この電荷蓄積層に電荷を蓄積させることによりデータを記憶する。絶縁膜を電荷蓄積層とするフラッシュメモリとしてONO(Oxide Nitride Oxide)膜中の窒化膜に電荷を蓄積させるSONOS(Silicon Oxide Nitride Oxide Silicon)型構造のフラッシュメモリがある。SONOS型フラッシュメモリの1つとして、ソース領域とドレイン領域とを切り替えて動作させることで、1つのメモリセル内の電荷蓄積層に2ビット記憶させることが可能な仮想接地型フラッシュメモリがある。 Nonvolatile memories, which are semiconductor devices that can rewrite data and retain stored data even when the power is turned off, are widely used. In a flash memory, which is a typical nonvolatile memory, a transistor constituting a memory cell has a floating gate or an insulating film called a charge storage layer. Data is stored by accumulating charges in the charge accumulation layer. There is a SONOS (Silicon Oxide Nitride Oxide Silicon) type flash memory that accumulates charges in a nitride film in an ONO (Oxide Nitride Oxide) film as a flash memory having an insulating film as a charge storage layer. As one of the SONOS type flash memories, there is a virtual ground type flash memory capable of storing 2 bits in a charge storage layer in one memory cell by switching between a source region and a drain region.
近年、メモリセルの微細化、高集積化の要求が大きくなっている。メモリセルの微細化、高集積化が進み、チャネル長が短くなると、電荷蓄積層に蓄積された電荷が互いに接近する。これにより、CBD(Complementary bit disturb)と呼ばれる、電荷蓄積層に蓄積した電荷が互いに干渉し合う現象の影響が大きくなり、互いの電荷の切り分けが難しくなる。 In recent years, demands for miniaturization and high integration of memory cells have increased. When the memory cell is miniaturized and highly integrated, and the channel length is shortened, the charges accumulated in the charge accumulation layer approach each other. This increases the influence of a phenomenon called CBD (Complementary bit disturb) in which the charges accumulated in the charge accumulation layer interfere with each other, making it difficult to separate the charges from each other.
電荷蓄積層に蓄積した電荷のチャネル方向での移動を抑制する方法として、チャネル方向で電荷蓄積層を分離する方法が提案されている(例えば特許文献1)。これにより、CBDの影響を抑制することができる。
しかしながら、メモリセルの微細化、高集積化が進むと、チャネル長のみならず、ワードライン20延伸方向で隣接するメモリセルの間隔も狭くなる。ここで、図1にチャネル方向で電荷蓄積層が分離した、NAND型フラッシュメモリの一例を示す。なお、図1において、ワードライン20を透視して電荷蓄積層14を図示している。
However, as the miniaturization and high integration of memory cells progress, not only the channel length but also the interval between adjacent memory cells in the extending direction of the
図1を参照に、半導体基板10内に延伸して素子分離絶縁膜24が形成されている。半導体基板10上方に素子分離絶縁膜24に交差して延伸する、ゲートを兼ねるワードライン20が形成されている。半導体基板10内にワードライン20及び素子分離絶縁膜24で画定されるソース・ドレイン領域22が形成されている。ワードライン20両端部下に電荷蓄積層14がワードライン20延伸方向に延伸して形成されている。
Referring to FIG. 1, an element isolation
図1に示すように、電荷蓄積層14はワードライン20延伸方向に延伸して形成されている。このため、メモリセルの微細化が進み、ワードライン20延伸方向で隣接するメモリセルの間隔が狭くなると、電荷蓄積層14を移動する電荷により、隣接するメモリセルの閾値電圧に影響を及ぼす場合が生じる。
As shown in FIG. 1, the
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、メモリセルの微細化を図るため、チャネル方向及びワードライン延伸方向で分離した電荷蓄積層を有する半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a method of manufacturing a semiconductor device having a charge storage layer separated in a channel direction and a word line extending direction in order to miniaturize a memory cell. To do.
本発明は、半導体基板に延伸する溝部を形成する工程と、前記溝部間の前記半導体基板上に第1絶縁膜を形成する工程と、前記溝部に埋め込まれるように第2絶縁膜を形成する工程と、前記第1絶縁膜及び前記第2絶縁膜上に、前記第2絶縁膜に交差して延伸するワードラインを形成する工程と、前記ワードライン中央部下に前記第1絶縁膜が残存するよう、前記ワードライン間から前記第1絶縁膜及び前記第1絶縁膜よりエッチングレートの速い前記第2絶縁膜を除去する工程と、前記第1絶縁膜を除去した領域であって、前記ワードライン下に電荷蓄積層を形成する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法である。本発明によれば、チャネル方向及びワードライン延伸方向で分離した電荷蓄積層を、第2絶縁膜とワードラインとに自己整合的に形成することができる。これにより、メモリセルの微細化を図ることができる。 The present invention includes a step of forming a groove extending in a semiconductor substrate, a step of forming a first insulating film on the semiconductor substrate between the groove portions, and a step of forming a second insulating film so as to be embedded in the groove. A step of forming a word line extending across the second insulating film on the first insulating film and the second insulating film, and the first insulating film remaining under the center of the word line. Removing the first insulating film and the second insulating film having an etching rate faster than that of the first insulating film from between the word lines, and a region where the first insulating film is removed, and under the word line And a step of forming a charge storage layer on the semiconductor device. According to the present invention, the charge storage layer separated in the channel direction and the word line extending direction can be formed in a self-aligned manner on the second insulating film and the word line. Thereby, miniaturization of the memory cell can be achieved.
上記構成において、前記電荷蓄積層を形成する工程は、前記ワードラインを覆うように前記電荷蓄積層を形成する工程と、前記ワードラインの上側面及び前記第2絶縁膜が除去された領域に形成された前記電荷蓄積層を酸化する工程と、を含む構成とすることができる。この構成によれば、チャネル方向及びワードライン延伸方向で分離した電荷蓄積層を、第2絶縁膜とワードラインとに自己整合的に形成することができる。 In the above configuration, the step of forming the charge storage layer includes forming the charge storage layer so as to cover the word line, and forming the upper side surface of the word line and the region where the second insulating film is removed. And oxidizing the charged charge storage layer. According to this configuration, the charge storage layer separated in the channel direction and the word line extending direction can be formed in a self-aligned manner on the second insulating film and the word line.
上記構成において、前記第2絶縁膜を除去した領域は、前記第1絶縁膜を除去した領域より大きい構成とすることができる。 In the above configuration, the region where the second insulating film is removed may be larger than the region where the first insulating film is removed.
上記構成において、前記第2絶縁膜を形成する工程は、前記第2絶縁膜の上面が前記第1絶縁膜の上面より突出するように、前記第2絶縁膜を形成する工程である構成とすることができる。この構成によれば、溝部内に形成された第2絶縁膜が除去されることを抑制できる。これにより、デバイス特性の劣化を抑制することができる。 In the above configuration, the step of forming the second insulating film is a step of forming the second insulating film such that the upper surface of the second insulating film protrudes from the upper surface of the first insulating film. be able to. According to this structure, it can suppress that the 2nd insulating film formed in the groove part is removed. Thereby, deterioration of device characteristics can be suppressed.
上記構成において、前記溝部を形成する工程は、前記半導体基板上に形成されたマスク層を用いて、前記溝部を形成する工程であり、前記第2絶縁膜を形成する工程は、前記マスク層で画定される、前記第2絶縁膜を形成する工程であり、前記溝部を形成する工程の後、前記第2絶縁膜を形成する工程の前に、前記マスク層の幅を細める工程を有する構成とすることができる。この構成によれば、溝部内に形成された第2絶縁膜が除去されることをより抑制できる。 In the above configuration, the step of forming the groove portion is a step of forming the groove portion using a mask layer formed on the semiconductor substrate, and the step of forming the second insulating film is the mask layer. A step of forming the second insulating film to be defined, and a step of reducing the width of the mask layer after the step of forming the groove and before the step of forming the second insulating film; can do. According to this structure, it can suppress more that the 2nd insulating film formed in the groove part is removed.
上記構成において、前記第1絶縁膜及び第1絶縁膜よりエッチングレートの速い前記第2絶縁膜を除去する工程は、等方性エッチングを用いて、前記第1絶縁膜及び第1絶縁膜よりエッチングレートの速い前記第2絶縁膜を除去する工程である構成とすることができる。この構成によれば、ワードライン中央部下に第1絶縁膜を容易に残存させることができる。 In the above-described configuration, the step of removing the first insulating film and the second insulating film having an etching rate faster than that of the first insulating film is performed by using isotropic etching and etching is performed from the first insulating film and the first insulating film. The second insulating film having a high rate can be removed. According to this configuration, the first insulating film can be easily left below the center portion of the word line.
上記構成において、前記電荷蓄積層を形成する工程の前に、前記ワードライン及び前記半導体基板を酸化させて、前記第1絶縁膜を除去した領域にトンネル酸化膜及びトップ酸化膜を形成する工程を有する構成とすることができる。 In the above configuration, before the step of forming the charge storage layer, a step of oxidizing the word line and the semiconductor substrate to form a tunnel oxide film and a top oxide film in the region where the first insulating film is removed. It can be set as the structure which has.
上記構成において、前記第1絶縁膜は熱酸化法で形成された酸化膜であり、前記第2絶縁膜は高密度プラズマCVD法で形成された酸化膜である構成とすることができる。また、上記構成において、前記電荷蓄積層は、窒化膜及びポリシリコン膜のいずれか一方である構成とすることができる。さらに、上記構成において、前記半導体基板内に、前記ワードライン及び前記第2絶縁膜で画定されるソース・ドレイン領域を形成する工程を有する構成とすることができる。 In the above structure, the first insulating film may be an oxide film formed by a thermal oxidation method, and the second insulating film may be an oxide film formed by a high density plasma CVD method. In the above configuration, the charge storage layer may be one of a nitride film and a polysilicon film. Furthermore, the above-described configuration may include a step of forming a source / drain region defined by the word line and the second insulating film in the semiconductor substrate.
本発明によれば、チャネル方向及びワードライン延伸方向で分離した電荷蓄積層を、第2絶縁膜及びワードラインに自己整合的に形成することができる。これにより、メモリセルの微細化を図ることができる。 According to the present invention, the charge storage layer separated in the channel direction and the word line extending direction can be formed in a self-aligned manner on the second insulating film and the word line. Thereby, miniaturization of the memory cell can be achieved.
以下、図面を参照に本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図2(a)は実施例1に係るNAND型フラッシュメモリの上面図であり、図2(b)から図2(d)は図2(a)のB−B間からD−D間の断面図である。なお、図2(a)において、酸化シリコン膜34を透視して、ソース・ドレイン領域22及び第2絶縁膜32等を図示しており、また、ワードライン20を透視して電荷蓄積層14を図示している。図2(a)から図2(d)を参照に、半導体基板10内に延伸するように素子分離絶縁膜として機能する第2絶縁膜32が設けられている。第2絶縁膜32に交差して延伸するワードライン20が、半導体基板10上方に設けられている。ワードライン20周囲とワードライン20間の半導体基板10及び第2絶縁膜32上に酸化シリコン膜34が形成されている。
FIG. 2A is a top view of the NAND flash memory according to the first embodiment, and FIGS. 2B to 2D are cross sections between BB and DD in FIG. 2A. FIG. In FIG. 2A, the source /
図2(a)及び図2(c)を参照に、第2絶縁膜32間であって、ワードライン20中央部下の半導体基板10上にゲート絶縁膜として機能する第1絶縁膜30が設けられている。ワードライン20両端部下に第1絶縁膜30を挟むようにトンネル酸化膜12、電荷蓄積層14、トップ酸化膜16が順次設けられており、ONO膜18を構成している。半導体基板10内にワードライン20及び第2絶縁膜32で画定されるソース・ドレイン領域22が設けられている。図2(b)を参照に、ワードライン20両端部下であって、第2絶縁膜32とワードライン20との間に空洞部36が形成されている。
2A and 2C, a first
次に、図3(a)から図9(d)を用い、実施例1に係るフラッシュメモリの製造方法を説明する。なお、図7(a)、図8(a)及び図9(a)については、酸化シリコン膜34及び窒化シリコン膜44を透視して図示している。図3(a)及び図3(b)を参照に、p型シリコン基板である半導体基板10上に、熱酸化法を用いて、酸化シリコン膜からなり、厚さが27nm程度の第1絶縁膜30を形成する。第1絶縁膜30上に、CVD(化学気相成長)法を用いて、窒化シリコン膜からなり、幅が60nm程度のマスク層38を延伸するように形成する。マスク層38の間隔は60nm程度である。マスク層38をマスクに、RIE(反応性イオンエッチング)法を用いて、第1絶縁膜30及び半導体基板10をエッチングする。これにより、半導体基板10に幅が60nm、深さが200nm程度の溝部40が延伸して形成される。
Next, a method for manufacturing the flash memory according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 7A, FIG. 8A, and FIG. 9A are illustrated through the
図4(a)及び図4(b)を参照に、マスク層38をマスクとして、高密度プラズマCVD法を用いて、酸化シリコン膜からなる第2絶縁膜32を溝部40に埋め込まれるように形成する。これにより、半導体基板10内に延伸する第2絶縁膜32が形成される。このとき、第2絶縁膜32の上面が第1絶縁膜30の上面より突出するように第2絶縁膜32を形成する。その後、マスク層38をリン酸を用いたウエットエッチングにより除去する。
Referring to FIGS. 4A and 4B, using
図5(a)から図5(d)を参照に、第2絶縁膜32及び第1絶縁膜30上に、CVD法を用いて、厚さが100nm程度のポリシリコン膜を形成する。CMP(化学機械研磨)法を用いて、ポリシリコン膜を平坦化する。ポリシリコン膜上に、第2絶縁膜32に交差して延伸する窒化シリコン膜(不図示)を形成する。窒化シリコン膜をマスクに、RIE法を用いて、ポリシリコン膜をエッチングする。これにより、第2絶縁膜32に交差して延伸し、幅が110nm、間隔が70nm程度である、ポリシリコン膜からなるワードライン20が形成される。
Referring to FIGS. 5A to 5D, a polysilicon film having a thickness of about 100 nm is formed on the second insulating
図6(a)から図6(d)を参照に、フッ酸によるウエットエッチング法を用いて、ワードライン20中央部下に第1絶縁膜30が残存するよう、ワードライン20間から第1絶縁膜30及び第2絶縁膜32をエッチングする。これにより、ワードライン20両端部下の第1絶縁膜30が除去された領域は、ワードライン20側面から30nm程度の奥行きを有するアンダーカット部42aが形成され、第2絶縁膜32が除去された領域は、ワードライン20側面から40nm程度の奥行きを有するアンダーカット部42bが形成される。
6A to 6D, the first insulating film is formed between the word lines 20 by using a wet etching method using hydrofluoric acid so that the first insulating
ここで、第2絶縁膜32が除去された領域であるアンダーカット部42bが、第1絶縁膜30が除去された領域であるアンダーカット部42aより大きくなる理由を説明する。図3(a)から図4(b)に示すように、第1絶縁膜30は熱酸化法で形成され、第2絶縁膜32は高密度プラズマCVD法で形成されている。高密度プラズマCVD法で形成された酸化シリコン膜は熱酸化法で形成された酸化シリコン膜に比べ膜質が粗くなる。このため、フッ酸によるウエットエッチングでのエッチングレートが、第2絶縁膜32は第1絶縁膜30より速くなる。よって、フッ酸によるウエットエッチングを同時間行うと、第2絶縁膜32は第1絶縁膜30に比べより多くエッチングされ、アンダーカット部42bがアンダーカット部42aより大きくなる。
Here, the reason why the undercut
図7(a)から図7(d)を参照に、熱酸化法を用いてワードライン20及び半導体基板10を酸化させる。これにより、アンダーカット部42a内に酸化シリコン膜からなる厚さが10nm程度のトンネル酸化膜12とトップ酸化膜16とが形成される。また、ワードライン20周囲やワードライン20間の半導体基板10表面には酸化シリコン膜34が形成される。
7A to 7D, the
図8(a)から図8(d)を参照に、LP−CVD(減圧化学気相成長)法を用いて、ワードライン20を覆うように窒化シリコン膜44を形成する。LP−CVD法は回り込み特性に優れているため、トンネル酸化膜12とトップ酸化膜16との間のアンダーカット部42a内やアンダーカット部42b内にも窒化シリコン膜44は形成される。ここで、アンダーカット部42bはアンダーカット部42aに比べて大きいため、アンダーカット部42aが窒化シリコン膜44で完全に埋まるように形成した場合でも、アンダーカット部42bは完全に埋まらずに空洞部36が形成される。
Referring to FIGS. 8A to 8D, a
図9(a)から図9(d)を参照に、ラジカル酸化法またはプラズマ酸化法を用いて、窒化シリコン膜44を酸化させて酸化シリコン膜34とする。アンダーカット部42aは窒化シリコン膜44で完全に埋まっているため、アンダーカット部42aの奥まった領域に形成された窒化シリコン膜44は酸化が進み難く、窒化シリコン膜44のまま残存し、厚さが7nm程度の電荷蓄積層14となる。アンダーカット部42bは窒化シリコン膜44で完全に埋まっておらず、空洞部36が形成されているため、窒化シリコン膜44は完全に酸化されて酸化シリコン膜34となる。また、ワードライン20の上側面等に形成された窒化シリコン膜44も酸化されて、酸化シリコン膜34となる。その後、ワードライン20をマスクとして、半導体基板10内に砒素をイオン注入する。これにより、ワードライン20及び第2絶縁膜32で画定される、n型拡散領域であるソース・ドレイン領域22が半導体基板10内に形成される。
9A to 9D, the
実施例1の製造方法によれば、図4(a)及び図4(b)に示すように、半導体基板10に形成した溝部40間の半導体基板10上に第1絶縁膜30を形成し、溝部40に埋め込まれるように第2絶縁膜32を形成する。そして、図6(a)から図6(d)に示すように、ワードライン20中央部下に第1絶縁膜30が残存するように、第1絶縁膜30及び第2絶縁膜32上に形成したワードライン20間から、第1絶縁膜30及び第2絶縁膜32を除去する。その後、図9(a)から図9(d)に示すように、第1絶縁膜30を除去した領域であるアンダーカット部42aに電荷蓄積層14を形成する。
According to the manufacturing method of Example 1, as shown in FIGS. 4A and 4B, the first insulating
前述したように、第2絶縁膜32を除去した領域(アンダーカット部42b)は、第1絶縁膜30を除去した領域(アンダーカット部42a)より大きくなる。このため、図8(a)から図8(d)に示すように、ワードライン20を覆うように窒化シリコン膜44を形成して、アンダーカット部42aを窒化シリコン膜44で完全に埋めた場合でも、アンダーカット部42bは完全に埋まらず空洞部36が形成される。この状態で窒化シリコン膜44を酸化させると、図9(a)から図9(d)に示すように、アンダーカット部42aに形成された窒化シリコン膜44はそのまま残存するが、アンダーカット部42bに形成された窒化シリコン膜44は完全に酸化される。
As described above, the region where the second insulating
これにより、電荷蓄積層14(窒化シリコン膜44)を、第1絶縁膜30が除去された領域(アンダーカット部42a)に、第2絶縁膜32とワードライン20とに自己整合的に形成することができる。つまり、第1絶縁膜30が除去された領域に、チャネル方向及びワードライン20延伸方向で分離した電荷蓄積層14を形成することができる。これにより、CBDの影響を抑制することができ、且つ、ワードライン20延伸方向で隣接するメモリセルが互いの閾値電圧に与える影響を抑制することができる。このため、メモリセルの微細化を図ることが可能となる。
As a result, the charge storage layer 14 (silicon nitride film 44) is formed in a self-aligned manner in the second insulating
また、図4(a)及び図4(b)に示すように、第2絶縁膜32の上面が、第1絶縁膜30の上面より突出するように形成する場合が好ましい。これにより、図6(a)から図6(d)で示す、第1絶縁膜30及び第2絶縁膜32を除去する工程において、溝部40内に形成された第2絶縁膜32が除去されることを抑制できる。つまり、溝部40内に空洞部が形成されることを抑制できる。溝部40内に空洞部が形成されると、デバイス特性を劣化させる原因となる。よって、第2絶縁膜32の上面が第1絶縁膜30の上面より突出するように形成することで、デバイス特性の劣化を抑制することができる。特に、第2絶縁膜32の上面の突出量は、第1絶縁膜30及び第2絶縁膜32を除去する工程において、第2絶縁膜32が除去される量より大きい場合が好ましい。
Further, as shown in FIGS. 4A and 4B, it is preferable that the upper surface of the second insulating
さらに、図6(a)から図6(d)に示す、ワードライン20間から第1絶縁膜30及び第2絶縁膜32を除去する工程は、フッ酸によるウエットエッチング等の等方性エッチングを用いる場合が好ましい。等方性エッチングを用いると、第1絶縁膜30及び第2絶縁膜32はワードライン20両端部から同様に除去されていく。このため、ワードライン20中央部下に第1絶縁膜30を容易に残存させることができる。
Further, the step of removing the first insulating
さらに、実施例1において、第1絶縁膜30は熱酸化法により形成された酸化シリコン膜であり、第2絶縁膜32は高密度プラズマCVD法により形成された酸化シリコン膜である場合を示したが、これに限られない。第1絶縁膜30及び第2絶縁膜32を除去する工程において、第2絶縁膜32のエッチングレートが第1絶縁膜30のエッチングレートより速ければ、その他の製造方法で形成されている場合でもよく、また、その他の材料からなる場合でもよい。
Further, in Example 1, the first insulating
さらに、電荷蓄積層14は窒化シリコン膜からなる場合を示したが、これに限られず、ポリシリコン膜等、電荷を蓄積することができる材料であれば、その他の材料からなる場合でもよい。特に、電荷蓄積層14がポリシリコン膜からなる場合は、ワードライン20を覆うようにポリシリコン膜を形成した後、ワードライン20の上側面やアンダーカット部42bに形成されたポリシリコン膜を、熱酸化法で酸化させることで、アンダーカット部42aにポリシリコン膜からなる電荷蓄積層14を形成することができる。
Furthermore, although the case where the
実施例2に係るNAND型フラッシュメモリの製造方法は、溝部に埋め込まれるよう第2絶縁膜を形成する前に、マスク層の幅を細める工程を有する場合の例である。図10(a)から図10(c)を用いて、実施例2に係るNAND型フラッシュメモリの製造方法を説明する。 The NAND flash memory manufacturing method according to the second embodiment is an example in the case of having a step of reducing the width of the mask layer before forming the second insulating film so as to be embedded in the groove. A method for manufacturing a NAND flash memory according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.
図10(a)を参照に、半導体基板10上に、熱酸化法を用いて、第1絶縁膜30を形成する。第1絶縁膜30上にマスク層38を延伸するように形成する。マスク層38をマスクに、第1絶縁膜30及び半導体基板10をエッチングする。これにより、半導体基板10に延伸する溝部40が形成される。
Referring to FIG. 10A, the first insulating
図10(b)を参照に、マスク層38及び第1絶縁膜30の幅を細める。マスク層38は、例えばリン酸によるウエットエッチングを用いることで幅を細めることができ、第1絶縁膜30は、例えばRIE法によるエッチングで幅を細めることができる。
Referring to FIG. 10B, the widths of the
図10(c)を参照に、マスク層38をマスクとして、高密度プラズマCVD法を用いて、溝部40に埋め込まれるように第2絶縁膜32を形成する。これにより、半導体基板10内を延伸する第2絶縁膜32が形成される。この時、第2絶縁膜32の上面が第1絶縁膜30の上面より突出するように第2絶縁膜32を形成する。その後、マスク層38をリン酸によるウエットエッチングで完全に除去する。以後の工程は、実施例1と同じであり、図5(a)から図9(e)に示しているので説明を省略する。
Referring to FIG. 10C, the second insulating
実施例2の製造方法によれば、図10(a)から図10(c)に示すように、マスク層38をマスクに、半導体基板10に溝部40を形成した後、マスク層38等の幅を細める。その後、マスク層38をマスクに、溝部40に埋め込まれるように、第2絶縁膜32を形成する。これにより、第2絶縁膜32はマスク層38で画定され、第2絶縁膜32が溝部40間の半導体基板10上にはみ出すように形成される。つまり、第2絶縁膜32上面の幅T1は、溝部40の幅T2より広くなる。
According to the manufacturing method of the second embodiment, as shown in FIGS. 10A to 10C, after forming the
図11(a)及び図11(b)を用いて、第2絶縁膜32の上面の幅T1が溝部40の幅T2より広い場合の効果を説明する。図11(a)はフッ酸によるウエットエッチングで第1絶縁膜30及び第2絶縁膜32を除去する前の斜視図である。図11(b)は第1絶縁膜30及び第2絶縁膜32を除去した後の斜視図である。
The effect when the width T1 of the upper surface of the second insulating
図11(a)及び図11(b)を参照に、フッ酸によるウエットエッチングで第1絶縁膜30及び第2絶縁膜32を除去する際、第2絶縁膜32の上面の幅T1が溝部40の幅T2より広いと、第2絶縁膜32のエッチングが進んでも、溝部40内に形成された第2絶縁膜32までエッチングされることをより抑制することができる。つまり、溝部40内に空洞部が形成されることをより抑制することができる。よって、第2絶縁膜32の上面の幅T1を溝部40の幅T2より広くすることで、デバイス特性の劣化をより抑制することができる。
Referring to FIGS. 11A and 11B, when the first insulating
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.
10 半導体基板
12 トンネル酸化膜
14 電荷蓄積層
16 トップ酸化膜
18 ONO膜
20 ワードライン
22 ソース・ドレイン領域
24 素子分離絶縁膜
30 第1絶縁膜
32 第2絶縁膜
34 酸化シリコン膜
36 空洞部
38 マスク層
40 溝部
42a アンダーカット部
42b アンダーカット部
44 窒化シリコン膜
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記第1絶縁膜側から前記半導体基板に、1つ以上の溝部を形成する工程と、
前記溝部内に第2絶縁膜を堆積させる工程と、
前記第1絶縁膜及び前記第2絶縁膜上に、複数のワードラインを形成する工程と、
前記複数のワードライン間における前記第1絶縁膜の1つ以上の第1部分及び前記第2絶縁膜の1つ以上の第1部分、並びに前記複数のワードライン下における前記第1絶縁膜の1つ以上の第2部分を除去するように、前記第1絶縁膜と前記第2絶縁膜とを同時に互いに異なるエッチングレートでエッチングする工程と、
1つ以上の電荷蓄積層を、前記複数のワードラインを覆うように且つ前記第1絶縁膜の前記第2部分が除去された領域と前記第2絶縁膜の前記第1部分が除去された領域に位置するように形成する工程と、
前記複数のワードラインそれぞれの上面及び側面、並びに前記第2絶縁膜の前記第1部分が除去された領域に形成された前記電荷蓄積層を酸化する工程と、
を有する半導体装置の製造方法。 Forming a first insulating film on the semiconductor substrate ;
Forming one or more trenches in the semiconductor substrate from the first insulating film side ;
Depositing a second insulating film in the groove;
Forming a plurality of word lines on the first insulating film and the second insulating film;
1 of said one or more first portions and one or more first portions of the second insulating film of the first insulating film, and said first insulating layer under the plurality of word lines between the plurality of word lines and etching in more than three so as to remove the second portion, at the same time different etching rates and the second insulating film and the first insulating film,
One or more charge storage layers covering the plurality of word lines, and a region where the second portion of the first insulating film is removed and a region where the first portion of the second insulating film is removed Forming to be located at,
Oxidizing the charge storage layer formed on the top and side surfaces of each of the plurality of word lines and the region where the first portion of the second insulating film is removed;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
前記第2絶縁膜を堆積させる工程は、前記マスク層を用いて前記第2絶縁膜を画定することを含み、
前記溝部を形成する工程の後、前記第2絶縁膜を堆積させる工程の前に、前記マスク層の幅を細める、請求項1から3の何れか一項記載の半導体装置の製造方法。 The step of forming the groove includes Rukoto using a mask layer formed on the semiconductor substrate,
Depositing the second insulating film includes defining the second insulating film using the mask layer ;
After the step of forming the groove, said prior to the second step of depositing an insulating film, Ru narrowing the width of the mask layer, a method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3.
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