JP5443873B2 - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
前記第2の絶縁膜は、シリコン、窒素、並びに、水素、重水素及びハロゲン元素の中から選択された所定元素を含有し、且つ前記電荷蓄積絶縁膜よりも高い前記所定元素の濃度を有する。
図1は、本実施形態に係る半導体装置の基本的な構造を模式的に示した、ビット線方向(チャネル長方向)に沿った断面図である。
図9〜15は、第1の実施形態の変形例に係る半導体装置の基本的な製造方法を模式的に示した、ビット線方向に沿った断面図である。なお、基本的な構造及び、基本的な製造方法は、上述した実施形態と同様である。したがって、上述した実施形態で説明した事項及び上述した実施形態から容易に類推可能な事項についての説明は省略する。
図16は、本実施形態に係る半導体装置の基本的な構造を模式的に示した、ビット線方向に沿った断面図である。
図24〜30は、本実施形態の変形例に係る半導体装置の基本的な製造方法を模式的に示した、ビット線方向に沿った断面図である。なお、基本的な構造及び、基本的な製造方法は、上述した第1の実施形態や第2の実施形態と同様である。したがって、上述した第1及び第2の実施形態で説明した事項及び上述した第1及び第2の実施形態から容易に類推可能な事項についての説明は省略する。
図31は、本実施形態に係る半導体装置の基本的な構造を模式的に示した、ビット線方向に沿った断面図である。
次に、図37〜図56を用いて第4の実施形態について説明する。本実施形態は、BiCS(Bit Cost Scalable)と呼ばれる3次元構造を有する不揮発性半導体記憶装置に対して、上述した第1〜第3の実施形態で述べたトンネル絶縁膜の構成や製造方法を適用するものである。
102、202、302…ソース/ドレイン領域
103、203、303、402…トンネル絶縁膜
103a、203a、303a…下層絶縁膜
103b、203b、303b…中間絶縁膜
103c、203c、303c…上層絶縁膜
104、204、304、403…電荷蓄積絶縁膜
105、205、305、404…ブロック絶縁膜
106、206、306、405…コントロールゲート電極
401…半導体領域
402a…第1の絶縁膜
402b…第2の絶縁膜
402c…第3の絶縁膜
Claims (4)
- 半導体領域と、
前記半導体領域の表面に形成されたトンネル絶縁膜と、
前記トンネル絶縁膜の表面に形成され、シリコン及び窒素を含有する電荷蓄積絶縁膜と、
前記電荷蓄積絶縁膜の表面に形成されたブロック絶縁膜と、
前記ブロック絶縁膜の表面に形成された制御ゲート電極と、
を備え、
前記トンネル絶縁膜は、前記半導体領域の表面に形成され、シリコン及び酸素を含有する第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜の表面に形成された第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜の表面に形成され、シリコン及び酸素を含有する第3の絶縁膜と、を有し、
前記第2の絶縁膜中の電荷トラップ準位密度は、前記電荷蓄積絶縁膜中の電荷トラップ準位密度よりも低く、
前記第2の絶縁膜は、シリコン、窒素、並びに、水素、重水素及びハロゲン元素の中から選択された所定元素を含有し、且つ前記電荷蓄積絶縁膜よりも高い前記所定元素の濃度を有することを特徴とする半導体装置。 - 半導体領域の表面に、シリコン及び酸素を含有する第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜の表面にシリコン、窒素、並びに、水素、重水素及びハロゲン元素の中から選択された所定元素を含有して形成された第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜の表面に形成され、シリコン及び酸素を含有する第3の絶縁膜とを含むトンネル絶縁膜を形成する工程と、
前記トンネル絶縁膜の表面に、シリコン及び窒素を含有し、前記第2の絶縁膜に同等若しくは低い前記所定元素の濃度を有する電荷蓄積絶縁膜を形成する工程と、
前記電荷蓄積絶縁膜の表面にブロック絶縁膜を形成する工程と、
前記ブロック絶縁膜の表面に制御ゲート電極を形成する工程と、を備え、
前記第2の絶縁膜を形成する工程は、前記第2の絶縁膜中の電荷トラップ準位密度が、前記電荷蓄積絶縁膜中の電荷トラップ準位密度より低くなるように形成し、前記第2の絶縁膜は前記電荷蓄積絶縁膜よりも高い前記所定元素の濃度を有するように形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体領域の表面に形成されたトンネル絶縁膜と、前記トンネル絶縁膜の表面に形成され、シリコン及び窒素を含有する電荷蓄積絶縁膜と、前記電荷蓄積絶縁膜の表面に形成されたブロック絶縁膜と、前記ブロック絶縁膜の表面に形成された制御ゲート電極と、を備え、
前記トンネル絶縁膜が、前記半導体領域の表面に形成され、シリコン及び酸素を含有する第1の絶縁膜と、前記第1の絶縁膜の表面に形成され、シリコン、窒素、並びに、水素、重水素及びハロゲン元素の中から選択された所定元素を含有する第2の絶縁膜と、前記第2の絶縁膜表面に形成され、シリコン及び酸素を含有する第3の絶縁膜とを含む半導体装置の製造方法であって、
前記第2の絶縁膜を形成する工程は、前記電荷蓄積絶縁膜の形成温度より低い温度で形成し、その電荷トラップ準位密度が前記電荷蓄積絶縁膜中の電荷トラップ準位密度より低くなるように形成し、前記第2の絶縁膜は、前記電荷蓄積絶縁膜よりも高い前記所定元素の濃度を有するように形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 半導体領域の表面に形成されたトンネル絶縁膜と、前記トンネル絶縁膜の表面に形成され、シリコン及び窒素を含有する電荷蓄積絶縁膜と、前記電荷蓄積絶縁膜の表面に形成されたブロック絶縁膜と、前記ブロック絶縁膜の表面に形成された制御ゲート電極と、を備えた半導体装置の製造方法であって、
前記トンネル絶縁膜を形成する工程は、前記電荷蓄積絶縁膜の露出面に、シリコン及び酸素を含有する第3の絶縁膜を形成する工程と、前記第3の絶縁膜の露出面側領域に窒素を導入した後、シリコン、窒素、酸素、並びに、水素、重水素及びハロゲン元素の中から選択された所定元素を含有し、前記電荷蓄積絶縁膜よりも高い前記所定元素の濃度を有し、その電荷トラップ準位密度が前記電荷蓄積絶縁膜中の電荷トラップ準位密度より低くなるように第2の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の絶縁膜の露出面にシリコン及び酸素を含有する第1の絶縁膜を形成する工程と、
を備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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