JP5491694B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、より詳細には、分離した電荷蓄積層を有する半導体装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device having a separated charge storage layer and a manufacturing method thereof.

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。   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.

近年、1メモリセルに記憶させることが可能なデータ量を増やす為に様々な方法が提案されている。例えば、ソース領域とドレイン領域とを切り替えて動作させて、1つのメモリセル内の電荷蓄積層に2つの電荷蓄積領域を形成する仮想接地型フラッシュメモリがある。これによれば、1メモリセルに2ビットのデータを記憶することが可能となる。   In recent years, various methods have been proposed to increase the amount of data that can be stored in one memory cell. For example, there is a virtual ground flash memory that operates by switching between a source region and a drain region to form two charge storage regions in a charge storage layer in one memory cell. According to this, 2-bit data can be stored in one memory cell.

例えば、特許文献1には、STI領域により電荷蓄積層が分離されたフラッシュメモリが開示されている。例えば、非特許文献1には、窒化膜で形成されたマスク層を用いて、電荷蓄積層を分離するSTI領域を形成する技術が開示されている。
特開2002−313967号公報 Non-Volatile Semiconductor Memory Workshop 2007 p110-p111
For example, Patent Document 1 discloses a flash memory in which a charge storage layer is separated by an STI region. For example, Non-Patent Document 1 discloses a technique of forming an STI region that separates a charge storage layer using a mask layer formed of a nitride film.
JP 2002-313967 A Non-Volatile Semiconductor Memory Workshop 2007 p110-p111

例えば、電荷蓄積層に絶縁膜を用いた仮想接地型フラッシュメモリの場合、メモリセル内において電荷蓄積層がチャネル方向で分離されていないと、CBD(Complementary bit disturb)と呼ばれる、2つの電荷蓄積領域に蓄積された電荷が互いに干渉する影響が大きくなる。これにより、2つの電荷蓄積領域に蓄積された電荷の切り分けが難しくなる。特に、例えば、電荷蓄積層に導電膜を用いた仮想接地型フラッシュメモリの場合は、蓄積した電荷が電荷蓄積層内を移動するため、メモリセル内において電荷蓄積層をチャネル方向で分離させる必要がある。   For example, in a virtual ground type flash memory using an insulating film as a charge storage layer, if the charge storage layer is not separated in the channel direction in the memory cell, two charge storage regions called CBD (Complementary bit disturb) The influence of the charges accumulated in the interference with each other increases. This makes it difficult to separate the charges accumulated in the two charge accumulation regions. In particular, for example, in the case of a virtual ground type flash memory using a conductive film for the charge storage layer, the stored charge moves in the charge storage layer, so that it is necessary to separate the charge storage layer in the channel direction in the memory cell. is there.

また、隣接するメモリセル間で電荷蓄積層が繋がっている場合は、電荷蓄積層に蓄積された電荷が、電荷蓄積層を移動することにより、隣接するメモリセルの閾値電圧に影響を及ぼす場合がある。   If the charge storage layer is connected between adjacent memory cells, the charge stored in the charge storage layer may affect the threshold voltage of the adjacent memory cell by moving the charge storage layer. is there.

本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、メモリセル内においてチャネル方向で分離し、且つ隣接するメモリセル間で分離する電荷蓄積層を有する半導体装置およびそ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 of the present invention is to provide a semiconductor device having a charge storage layer that is isolated in the channel direction in a memory cell and that is separated between adjacent memory cells, and a method for manufacturing the same. And

本発明は、半導体基板上に電荷蓄積層を形成する工程と、前記電荷蓄積層上に形成されたマスク層をマスクにして、前記電荷蓄積層と前記半導体基板とに、延伸する第1溝部を形成する工程と、前記第1溝部に埋め込むように絶縁膜を形成する工程と、前記マスク層と前記絶縁膜とに、前記第1溝部に交差して延伸する第2溝部を形成する工程と、前記第2溝部下に形成された前記電荷蓄積層を酸化させてゲート絶縁膜を形成する工程と、前記第2溝部に埋め込むように第1導電層を形成する工程と、前記マスク層を除去する工程と、前記第1導電層幅方向における両側面に第2導電層を形成し、前記第1導電層と前記第2導電層とからなるワードラインを形成する工程と、前記ワードラインをマスクに前記電荷蓄積層を除去する工程と、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、メモリセル内においてチャネル方向で分離し、且つ隣接するメモリセル間で分離する電荷蓄積層を形成することができる。さらに、電荷蓄積層とワードラインとは自己整合的に形成することができる。   The present invention includes a step of forming a charge storage layer on a semiconductor substrate, and a first groove portion extending between the charge storage layer and the semiconductor substrate using the mask layer formed on the charge storage layer as a mask. Forming an insulating film so as to be embedded in the first groove, and forming a second groove extending in the mask layer and the insulating film so as to cross the first groove; Forming a gate insulating film by oxidizing the charge storage layer formed under the second groove, forming a first conductive layer so as to be embedded in the second groove, and removing the mask layer; Forming a second conductive layer on both sides in the width direction of the first conductive layer, forming a word line composed of the first conductive layer and the second conductive layer, and using the word line as a mask Removing the charge storage layer; A method of manufacturing a semiconductor device which is characterized in that. According to the present invention, it is possible to form a charge storage layer that is separated in the channel direction in a memory cell and separated between adjacent memory cells. Furthermore, the charge storage layer and the word line can be formed in a self-aligned manner.

上記構成において、前記第1導電層を形成する工程の後、前記第1導電層と前記マスク層とをマスクに、前記絶縁膜をエッチングす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、隣接するワードライン同士が電気的に接続することを抑制できる。   In the above structure, after the step of forming the first conductive layer, a step of etching the insulating film using the first conductive layer and the mask layer as a mask can be employed. According to this configuration, it is possible to suppress the adjacent word lines from being electrically connected.

上記構成において、前記絶縁膜を形成する工程は、前記絶縁膜の上面と前記マスク層の上面とが同一面になるよう、前記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、隣接するワードライン同士が電気的に接続することを抑制できる。   In the above configuration, the step of forming the insulating film may be a step of forming the insulating film such that the upper surface of the insulating film and the upper surface of the mask layer are flush with each other. According to this configuration, it is possible to suppress the adjacent word lines from being electrically connected.

上記構成において、前記第2溝部を形成する工程は、前記第2溝部の底面が前記半導体基板の上面より上方にあるよう、前記第2溝部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、ワードラインと半導体基板とが接触し、電気的に接続することを抑制できる。   In the above configuration, the step of forming the second groove portion may be a step of forming the second groove portion so that the bottom surface of the second groove portion is above the upper surface of the semiconductor substrate. According to this structure, it can suppress that a word line and a semiconductor substrate contact and are electrically connected.

上記構成において、前記第2溝部を形成する工程は、前記電荷蓄積層が露出するよう、前記第2溝部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、ゲート絶縁膜を形成する工程において、電荷蓄積層を容易に酸化させることができる。   In the above configuration, the step of forming the second groove may be a step of forming the second groove so that the charge storage layer is exposed. According to this configuration, the charge storage layer can be easily oxidized in the step of forming the gate insulating film.

上記構成において、前記ワードラインと前記絶縁膜とをマスクに、前記半導体基板内に拡散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, a step of forming a diffusion region in the semiconductor substrate using the word line and the insulating film as a mask can be employed.

上記構成において、前記ゲート絶縁膜を形成する工程は、前記マスク層の上面と側面とに酸化膜を形成する工程を含み、前記第1導電層を形成する工程の後、前記第1導電層の側面が露出するよう、前記酸化膜を除去す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、電荷蓄積層とマスク層とが同じ材料からなる場合において、第1導電層と第2導電層とを電気的に接続させることができる。   In the above configuration, the step of forming the gate insulating film includes a step of forming an oxide film on an upper surface and a side surface of the mask layer, and after the step of forming the first conductive layer, the step of forming the first conductive layer. The oxide film may be removed so that the side surface is exposed. According to this configuration, when the charge storage layer and the mask layer are made of the same material, the first conductive layer and the second conductive layer can be electrically connected.

本発明は、第1溝部が延伸して設けられた半導体基板と、前記第1溝部に埋め込まれるように設けられ、前記半導体基板の上面より突出する絶縁膜と、前記半導体基板上に設けられ、前記第1溝部に交差して延伸するワードラインと、前記ワードライン幅方向における中央部下の前記半導体基板上に設けられ、前記絶縁膜により前記ワードライン延伸方向で分離されたゲート絶縁膜と、前記ワードライン幅方向における両端部下の前記半導体基板上に、前記ゲート絶縁膜を挟むように設けられ、前記絶縁膜により前記ワードライン延伸方向で分離された電荷蓄積層と、を具備することを特徴とする半導体装置である。本発明によれば、メモリセル内においてチャネル方向で分離し、且つ隣接するメモリセル間で分離する電荷蓄積層を得ることができる。   The present invention is provided on the semiconductor substrate, a semiconductor substrate provided with the first groove portion extended, an insulating film provided so as to be embedded in the first groove portion, and protruding from an upper surface of the semiconductor substrate, A word line extending across the first groove, a gate insulating film provided on the semiconductor substrate below the center in the word line width direction and separated in the word line extending direction by the insulating film; A charge storage layer provided on the semiconductor substrate below both ends in a word line width direction so as to sandwich the gate insulating film and separated in the word line extending direction by the insulating film. It is a semiconductor device. According to the present invention, it is possible to obtain a charge storage layer that is separated in the channel direction in a memory cell and separated between adjacent memory cells.

上記構成において、前記ワードライン幅方向における中央部であって、前記ゲート絶縁膜上の前記ワードラインの高さと前記絶縁膜上の前記ワードラインの高さとは異なる構成とすることができる。   In the above configuration, the word line may have a central portion in the word line width direction, wherein the height of the word line on the gate insulating film is different from the height of the word line on the insulating film.

上記構成において、前記ワードライン幅方向における前記ゲート絶縁膜両端部上に、前記ワードラインに突出する酸化膜を具備する構成とすることができる。   In the above structure, an oxide film protruding to the word line may be provided on both ends of the gate insulating film in the word line width direction.

本発明によれば、メモリセル内においてチャネル方向で分離し、且つ隣接するメモリセル間で分離する電荷蓄積層を、ワードラインに自己整合的に形成することができる。   According to the present invention, the charge storage layer that is separated in the channel direction in the memory cell and that is separated between adjacent memory cells can be formed on the word line in a self-aligned manner.

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1は実施例1に係るNAND型フラッシュメモリの斜視図である。図1を参照に、半導体基板10に延伸するように第1溝部12が形成されている。第1溝部12に埋め込まれるように絶縁膜14が設けられ、絶縁膜14は半導体基板10の上面より突出している。絶縁膜14が埋め込まれた第1溝部12はSTI領域として機能する。半導体基板10上に第1溝部12に交差して延伸するワードライン16が形成されている。ワードライン16はゲート電極を兼ねている。ワードライン16幅方向における中央部下であって、半導体基板10上にゲート絶縁膜18が形成されている。ゲート絶縁膜18は、絶縁膜14によりワードライン16延伸方向で分離されている。ワードライン16幅方向における両端部下であって、ゲート絶縁膜18を挟むように、トンネル絶縁膜20と電荷蓄積層22とトップ絶縁膜24とからなる積層膜25が形成されている。積層膜25は、絶縁膜14によりワードライン16延伸方向で分離されている。第1溝部12間であって、ワードライン16幅方向両側の半導体基板10内に、ソース領域およびドレイン領域である拡散領域26が形成されている。   FIG. 1 is a perspective view of a NAND flash memory according to the first embodiment. Referring to FIG. 1, a first groove portion 12 is formed so as to extend to the semiconductor substrate 10. An insulating film 14 is provided so as to be embedded in the first groove portion 12, and the insulating film 14 protrudes from the upper surface of the semiconductor substrate 10. The first trench portion 12 in which the insulating film 14 is embedded functions as an STI region. A word line 16 extending across the first groove 12 is formed on the semiconductor substrate 10. The word line 16 also serves as a gate electrode. A gate insulating film 18 is formed on the semiconductor substrate 10 below the center in the width direction of the word line 16. The gate insulating film 18 is separated in the extending direction of the word line 16 by the insulating film 14. A laminated film 25 including a tunnel insulating film 20, a charge storage layer 22, and a top insulating film 24 is formed below both ends in the word line 16 width direction so as to sandwich the gate insulating film 18. The laminated film 25 is separated in the extending direction of the word line 16 by the insulating film 14. Diffusion regions 26 that are a source region and a drain region are formed in the semiconductor substrate 10 between the first groove portions 12 and on both sides of the word line 16 in the width direction.

次に、図2(a)から図8(c)を用い、実施例1に係るNAND型フラッシュメモリの製造方法を説明する。なお、説明の簡明化のため、1つのメモリセルについて製造方法を説明する。図2(a)から図2(c)を参照に、p型シリコン基板である半導体基板10上に、酸化シリコン膜からなり厚さが5nm程度のトンネル絶縁膜20、アモルファスシリコン膜からなり厚さが7nm程度の電荷蓄積層22、酸化シリコン膜からなり厚さが15nm程度のトップ絶縁膜24を順次形成する。これにより、半導体基板10上に積層膜25が形成される。トンネル絶縁膜20の形成は熱酸化法を用いることができ、電荷蓄積層22およびトップ絶縁膜24の形成はCVD(化学気相成長)法を用いることができる。   Next, a method for manufacturing the NAND flash memory according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. Note that a manufacturing method for one memory cell will be described for simplicity of explanation. 2A to 2C, on the semiconductor substrate 10 which is a p-type silicon substrate, a tunnel insulating film 20 made of a silicon oxide film and having a thickness of about 5 nm, and an amorphous silicon film are formed. Is formed in sequence, a charge storage layer 22 having a thickness of about 7 nm and a top insulating film 24 having a thickness of about 15 nm made of a silicon oxide film. Thereby, the laminated film 25 is formed on the semiconductor substrate 10. The tunnel insulating film 20 can be formed by a thermal oxidation method, and the charge storage layer 22 and the top insulating film 24 can be formed by a CVD (chemical vapor deposition) method.

CVD法を用いて、トップ絶縁膜24上に、延伸する開口部を有するマスク層30を形成する。マスク層30は窒化シリコン膜からなり、厚さが100nm程度である。マスク層30をマスクに、RIE法を用いて、積層膜25と半導体基板10とをエッチングする。これにより、積層膜25と半導体基板10とに、延伸する第1溝部12が形成される。高密度プラズマCVD法を用いて、第1溝部12に埋め込まれるように、酸化シリコン膜からなる絶縁膜14を全面堆積する。その後、マスク層30の上面が露出するよう、CMP(化学機械研磨)法を用いて、絶縁膜14を除去する。これにより、絶縁膜14の上面とマスク層30の上面とは同一面になる。   A mask layer 30 having an opening to be extended is formed on the top insulating film 24 using a CVD method. The mask layer 30 is made of a silicon nitride film and has a thickness of about 100 nm. Using the mask layer 30 as a mask, the laminated film 25 and the semiconductor substrate 10 are etched by RIE. Thereby, the extending first groove portion 12 is formed in the laminated film 25 and the semiconductor substrate 10. An insulating film 14 made of a silicon oxide film is deposited on the entire surface so as to be embedded in the first groove portion 12 by using a high-density plasma CVD method. Thereafter, the insulating film 14 is removed using a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method so that the upper surface of the mask layer 30 is exposed. Thereby, the upper surface of the insulating film 14 and the upper surface of the mask layer 30 are flush with each other.

図3(a)から図3(c)を参照に、マスク層30および絶縁膜14上に、厚さが100nm程度のフォトレジスト(不図示)を塗布する。レジストシュリンクプロセスもしくは2重露光プロセスを用いて、フォトレジストに第1溝部12に交差して延伸する開口部を形成する。開口部の幅は30nm程度である。フォトレジストをマスクに、RIE法を用いて、マスク層30とトップ絶縁膜24と絶縁膜14とをエッチングする。これにより、マスク層30とトップ絶縁膜24と絶縁膜14とに、第1溝部12に交差して延伸する第2溝部32が形成される。   Referring to FIGS. 3A to 3C, a photoresist (not shown) having a thickness of about 100 nm is applied on the mask layer 30 and the insulating film 14. Using a resist shrink process or a double exposure process, an opening that extends across the first groove 12 is formed in the photoresist. The width of the opening is about 30 nm. Using the photoresist as a mask, the mask layer 30, the top insulating film 24, and the insulating film 14 are etched by RIE. As a result, a second groove portion 32 extending across the first groove portion 12 is formed in the mask layer 30, the top insulating film 24, and the insulating film 14.

ここで、マスク層30は窒化シリコン膜からなり、トップ絶縁膜24と絶縁膜14とは酸化シリコン膜からなる。このため、第2溝部32を形成する工程は、まず、マスク層30をエッチングし、トップ絶縁膜24の表面を露出させる。その後、トップ絶縁膜24と絶縁膜14とを同時にエッチングする。ここで、絶縁膜14をより深くエッチングするため、トップ絶縁膜24が除去されて電荷蓄積層22の表面が露出した後も、オーバーエッチングを行う。電荷蓄積層22はアモルファスシリコン膜からなるため、オーバーエッチングを行っても、電荷蓄積層22はほとんどエッチングされずに済む。なお、オーバーエッチングは、第2溝部32の底面が半導体基板10の上面より上方にあるように実施する。言い換えると、第2溝部32の底面がトンネル絶縁膜20の底面より上方にあるように実施する。   Here, the mask layer 30 is made of a silicon nitride film, and the top insulating film 24 and the insulating film 14 are made of a silicon oxide film. For this reason, in the step of forming the second groove portion 32, first, the mask layer 30 is etched to expose the surface of the top insulating film 24. Thereafter, the top insulating film 24 and the insulating film 14 are etched simultaneously. Here, in order to etch the insulating film 14 deeper, over etching is performed even after the top insulating film 24 is removed and the surface of the charge storage layer 22 is exposed. Since the charge storage layer 22 is made of an amorphous silicon film, the charge storage layer 22 is hardly etched even when overetching is performed. The overetching is performed so that the bottom surface of the second groove portion 32 is above the top surface of the semiconductor substrate 10. In other words, the process is performed so that the bottom surface of the second groove portion 32 is located above the bottom surface of the tunnel insulating film 20.

図4(a)から図4(c)を参照に、第2溝部32下に形成され、表面が露出した電荷蓄積層22を、熱酸化法を用いて酸化する。これにより、酸化シリコン膜からなり厚さが20nm程度のゲート絶縁膜18が形成される。   Referring to FIGS. 4A to 4C, the charge storage layer 22 formed under the second groove 32 and exposed on the surface is oxidized using a thermal oxidation method. As a result, a gate insulating film 18 made of a silicon oxide film and having a thickness of about 20 nm is formed.

図5(a)から図5(c)を参照に、第2溝部32に埋め込まれるように、CVD法を用いて、アモルファスシリコン膜(もしくはポリシリコン膜)からなる第1導電層34を全面堆積する。その後、マスク層30および絶縁膜14の上面が露出するよう、CMP法を用いて、第1導電層34を除去する。これにより、第1導電層34下にゲート絶縁膜18が形成される。   Referring to FIGS. 5A to 5C, the first conductive layer 34 made of an amorphous silicon film (or polysilicon film) is deposited on the entire surface by using the CVD method so as to be embedded in the second groove portion 32. To do. Thereafter, the first conductive layer 34 is removed by CMP so that the upper surfaces of the mask layer 30 and the insulating film 14 are exposed. Thereby, the gate insulating film 18 is formed under the first conductive layer 34.

図6(a)から図6(c)を参照に、第1導電層34およびマスク層30をマスクに、RIE法を用いて、絶縁膜14をエッチングする。これにより、絶縁膜14の高さを小さくすることができる。言い換えると、絶縁膜14がトップ絶縁膜24の上面より突出する突出量を小さくすることができる。その後、リン酸によるウエットエッチング法を用いて、マスク層30を除去する。   With reference to FIG. 6A to FIG. 6C, the insulating film 14 is etched using the first conductive layer 34 and the mask layer 30 as a mask, using the RIE method. Thereby, the height of the insulating film 14 can be reduced. In other words, the protruding amount of the insulating film 14 protruding from the upper surface of the top insulating film 24 can be reduced. Thereafter, the mask layer 30 is removed using a wet etching method using phosphoric acid.

図7(a)から図7(c)を参照に、第1導電層34を覆うように、CVD法を用いて、アモルファスシリコン膜(もしくはポリシリコン膜)からなり、厚さが25nm程度の第2導電層36を全面堆積する。その後、RIE法を用いて、第2導電層36を全面エッチングする。これにより、第2導電層36は第1導電層34幅方向の両側面に残存し、第1導電層34と第2導電層36とからなるワードライン16が形成される。また、第1導電層34下にはゲート絶縁膜18が形成されているため、ワードライン16幅方向における中央部下に、ゲート絶縁膜18が形成されていることになる。   Referring to FIGS. 7A to 7C, the first conductive layer 34 is covered with an amorphous silicon film (or polysilicon film) using a CVD method so as to cover the first conductive layer 34 and has a thickness of about 25 nm. Two conductive layers 36 are deposited over the entire surface. Thereafter, the entire surface of the second conductive layer 36 is etched using the RIE method. As a result, the second conductive layer 36 remains on both side surfaces of the first conductive layer 34 in the width direction, and the word line 16 composed of the first conductive layer 34 and the second conductive layer 36 is formed. Further, since the gate insulating film 18 is formed under the first conductive layer 34, the gate insulating film 18 is formed under the central portion in the word line 16 width direction.

図8(a)から図8(c)を参照に、ワードライン16をマスクに、RIE法を用いて、トップ絶縁膜24と電荷蓄積層22とをエッチングにより除去する。これにより、電荷蓄積層22はワードライン16幅方向における両端部下に残存する。つまり、電荷蓄積層22は、ワードライン16幅方向における両端部下にゲート絶縁膜18を挟むように形成される。その後、ワードライン16と絶縁膜14とをマスクに、半導体基板10に砒素をイオン注入する。これにより、第1溝部12間であって、ワードライン16幅方向両側の半導体基板10内に、ソース領域およびドレイン領域である拡散領域26が形成される。   With reference to FIGS. 8A to 8C, the top insulating film 24 and the charge storage layer 22 are removed by etching using the RIE method with the word line 16 as a mask. As a result, the charge storage layer 22 remains below both ends in the width direction of the word line 16. That is, the charge storage layer 22 is formed so as to sandwich the gate insulating film 18 under both end portions in the word line 16 width direction. Thereafter, arsenic is ion-implanted into the semiconductor substrate 10 using the word line 16 and the insulating film 14 as a mask. As a result, diffusion regions 26 that are a source region and a drain region are formed in the semiconductor substrate 10 between the first groove portions 12 and on both sides of the word line 16 in the width direction.

実施例1の製造方法によれば、図2(a)から図2(c)のように、トップ絶縁膜24上に形成された、延伸する開口部を有するマスク層30をマスクに、積層膜25と半導体基板10とをエッチングして、延伸する第1溝部12を形成する。その後、第1溝部12に埋め込まれるように絶縁膜14を形成する。図3(a)から図3(c)のように、マスク層30と絶縁膜14とに、第1溝部12に交差して延伸する第2溝部32を形成する。図4(a)から図4(c)のように、第2溝部32下に形成された電荷蓄積層22を酸化させてゲート絶縁膜18を形成する。図5(a)から図5(c)のように、第2溝部32に第1導電層34を埋め込むように形成し、その後、図6(a)から図6(c)のように、マスク層30を除去する。図7(a)から図7(c)のように、第1導電層34幅方向における両側面に第2導電層36を形成し、第1導電層34と第2導電層36とからなるワードライン16を形成した後、図8(a)から図8(c)のように、ワードライン16をマスクに、トップ絶縁膜24と電荷蓄積層22とをエッチングにより除去する。   According to the manufacturing method of the first embodiment, as shown in FIGS. 2A to 2C, the laminated film is formed using the mask layer 30 formed on the top insulating film 24 and having an extending opening as a mask. 25 and the semiconductor substrate 10 are etched to form a first groove 12 that extends. Thereafter, an insulating film 14 is formed so as to be embedded in the first groove portion 12. As shown in FIG. 3A to FIG. 3C, a second groove portion 32 that extends across the first groove portion 12 is formed in the mask layer 30 and the insulating film 14. As shown in FIGS. 4A to 4C, the gate insulating film 18 is formed by oxidizing the charge storage layer 22 formed under the second groove portion 32. As shown in FIGS. 5A to 5C, the first conductive layer 34 is formed so as to be embedded in the second groove 32, and then the mask is formed as shown in FIGS. 6A to 6C. Layer 30 is removed. As shown in FIG. 7A to FIG. 7C, the second conductive layer 36 is formed on both side surfaces in the width direction of the first conductive layer 34, and the word composed of the first conductive layer 34 and the second conductive layer 36. After the line 16 is formed, as shown in FIGS. 8A to 8C, the top insulating film 24 and the charge storage layer 22 are removed by etching using the word line 16 as a mask.

このような製造方法により、図1のように、半導体基板10に延伸するように第1溝部12が設けられ、第1溝部12に埋め込まれるように形成された絶縁膜14は、半導体基板10の表面より突出する。また、ワードライン16幅方向における両端部下に、絶縁膜14により、ワードライン16延伸方向で分離された電荷蓄積層22が形成される。つまり、電荷蓄積層22は、ワードライン16延伸方向で隣接するメモリセル間で分離し、且つ、ワードライン16幅方向で隣接するメモリセル間でも分離する。さらに、ワードライン16幅方向における中央部下に、絶縁膜14によりワードライン16延伸方向で分離されたゲート絶縁膜18が形成され、電荷蓄積層22はゲート絶縁膜18を挟むように形成される。つまり、メモリセル内において、電荷蓄積層22はチャネル方向で分離している。   With such a manufacturing method, as shown in FIG. 1, the first groove portion 12 is provided so as to extend to the semiconductor substrate 10, and the insulating film 14 formed to be embedded in the first groove portion 12 is formed on the semiconductor substrate 10. It protrudes from the surface. Further, the charge storage layer 22 separated in the extending direction of the word line 16 is formed by the insulating film 14 below both ends in the width direction of the word line 16. That is, the charge storage layer 22 is separated between adjacent memory cells in the extending direction of the word line 16 and also separated between adjacent memory cells in the width direction of the word line 16. Further, a gate insulating film 18 separated in the extending direction of the word line 16 by the insulating film 14 is formed below the center in the width direction of the word line 16, and the charge storage layer 22 is formed so as to sandwich the gate insulating film 18. That is, in the memory cell, the charge storage layer 22 is separated in the channel direction.

このように、実施例1によれば、電荷蓄積層22は、メモリセル内においてチャネル方向で分離して形成される。このため、電荷蓄積層22にアモルファスシリコン膜等の導電膜を用いた場合でも、1つのメモリセル内に2つの電荷蓄積領域を形成することができ、1メモリセルに2ビットのデータを記憶させることができる。特に、電荷蓄積層22に導電膜を用いた場合は、絶縁膜を用いた場合に比べて、蓄積可能な電荷量を増大させることができる。また、例えば、電荷蓄積層22に窒化シリコン膜等の絶縁膜を用いた場合は、メモリセル内において電荷蓄積層22がチャネル方向で分離されていなくても、2つの電荷蓄積領域を形成することができる。しかしながら、電荷蓄積層22がチャネル方向で分離している場合は、CBDと呼ばれる、2つの電荷蓄積領域に蓄積された電荷が互いに干渉する影響を抑制することができる。これにより、2つの電荷蓄積領域に蓄積された電荷の切り分けがより確実に行え、良好な特性を得ることができる。このため、電荷蓄積層22に絶縁膜を用いた場合でも、メモリセル内において電荷蓄積層22はチャネル方向で分離している場合が好ましい。特に、メモリセルの微細化が進み、チャネル長が短くなった場合に、このCBDを抑制する効果は大きくなる。   Thus, according to the first embodiment, the charge storage layer 22 is formed separately in the channel direction in the memory cell. Therefore, even when a conductive film such as an amorphous silicon film is used for the charge storage layer 22, two charge storage regions can be formed in one memory cell, and 2-bit data is stored in one memory cell. be able to. In particular, when a conductive film is used for the charge storage layer 22, the amount of charge that can be stored can be increased as compared with the case where an insulating film is used. For example, when an insulating film such as a silicon nitride film is used for the charge storage layer 22, two charge storage regions are formed even if the charge storage layer 22 is not separated in the channel direction in the memory cell. Can do. However, when the charge storage layer 22 is separated in the channel direction, it is possible to suppress the influence of interference accumulated in two charge storage regions called CBD. Thereby, the charge accumulated in the two charge accumulation regions can be more surely separated, and good characteristics can be obtained. Therefore, even when an insulating film is used for the charge storage layer 22, it is preferable that the charge storage layer 22 is separated in the channel direction in the memory cell. In particular, when the memory cell is miniaturized and the channel length is shortened, the effect of suppressing the CBD is increased.

また、実施例1によれば、電荷蓄積層22は隣接するメモリセル間で分離されている。例えば、電荷蓄積層22が隣接するメモリセル間で繋がっている場合は、電荷蓄積層22に導電膜を用いると、電荷蓄積層22に蓄積された電荷が隣接するメモリセル間を移動し、隣接するメモリセルの閾値電圧に影響を及ぼす場合がある。また、例えば、電荷蓄積層22に絶縁膜を用いた場合でも、メモリセルの微細化が進み、隣接するメモリセルの間隔が狭くなると、隣接するメモリセルの閾値電圧に影響を及ぼす場合がある。しかしながら、実施例1によれば、隣接するメモリセル間で電荷蓄積層22は分離されている。このため、電荷蓄積層22に導電膜を用いた場合でも、絶縁膜を用いた場合でも、隣接するメモリセルの閾値電圧に与える影響を抑制することができる。このように、実施例1によれば、メモリセル内において電荷蓄積層22がチャネル方向で分離し、且つ隣接するメモリセル間でも分離していることで、電荷蓄積層22に用いることができる材料の選択肢を広げることができる。   Further, according to the first embodiment, the charge storage layer 22 is separated between adjacent memory cells. For example, when the charge storage layer 22 is connected between adjacent memory cells, if a conductive film is used for the charge storage layer 22, the charge stored in the charge storage layer 22 moves between the adjacent memory cells. May affect the threshold voltage of the memory cell. For example, even when an insulating film is used for the charge storage layer 22, if the memory cell is further miniaturized and the interval between adjacent memory cells is narrowed, the threshold voltage of the adjacent memory cell may be affected. However, according to the first embodiment, the charge storage layer 22 is separated between adjacent memory cells. For this reason, whether the conductive film is used for the charge storage layer 22 or the insulating film is used, the influence on the threshold voltage of the adjacent memory cell can be suppressed. As described above, according to the first embodiment, the charge storage layer 22 in the memory cell is separated in the channel direction and also between adjacent memory cells, so that the material that can be used for the charge storage layer 22 is used. You can expand your options.

さらに、図8(a)から図8(c)のように、ワードライン16をマスクに電荷蓄積層22をエッチングして除去し、ワードライン16幅方向における両端部下に電荷蓄積層22を形成する。これにより、電荷蓄積層22とワードライン16とは自己整合的に形成することができる。また、図7(a)から図7(c)のように、ワードライン16は、第1導電層34と第1導電層34幅方向における両側面に形成された第2導電層36とからなる。第1導電層34下にはゲート絶縁膜18が形成され、第2導電層36下には電荷蓄積層22が形成される。これにより、第2導電層36の膜厚を制御することで、電荷蓄積層22の大きさを制御することが可能となる。   Further, as shown in FIG. 8A to FIG. 8C, the charge storage layer 22 is removed by etching using the word line 16 as a mask, and the charge storage layer 22 is formed under both ends in the width direction of the word line 16. . As a result, the charge storage layer 22 and the word line 16 can be formed in a self-aligning manner. Further, as shown in FIGS. 7A to 7C, the word line 16 includes a first conductive layer 34 and second conductive layers 36 formed on both side surfaces in the width direction of the first conductive layer 34. . The gate insulating film 18 is formed under the first conductive layer 34, and the charge storage layer 22 is formed under the second conductive layer 36. Thus, the size of the charge storage layer 22 can be controlled by controlling the film thickness of the second conductive layer 36.

さらに、図1のように、電荷蓄積層22は、ワードライン16両端部下に形成されている。このため、例えば、ゲート電極の側面に電荷蓄積層が形成されている場合に比べ、ワードライン16からの電界を意図したようにかけることができ、より効率よく電荷蓄積層22に電荷を蓄積させることができる。   Further, as shown in FIG. 1, the charge storage layer 22 is formed below both ends of the word line 16. Therefore, for example, compared with the case where the charge storage layer is formed on the side surface of the gate electrode, the electric field from the word line 16 can be applied as intended, and charges are stored in the charge storage layer 22 more efficiently. be able to.

さらに、図6(a)から図6(c)のように、第2溝部32に第1導電層34を埋め込んで形成した後、第1導電層34とマスク層30とをマスクに、絶縁膜14をエッチングする。これにより、絶縁膜14がトップ絶縁膜24より突出する突出量を小さくすることができる。このため、図7(a)から図7(c)のように、第1導電層34を覆うように第2導電層36を全面堆積した際、絶縁膜14の側面に形成される第2導電層36の高さを低くすることができる。よって、その後の、第2導電層36を全面エッチングする工程で、絶縁膜14の側面に形成された第2導電層36は除去され易くなり、絶縁膜14の側面に第2導電層36が残存することを抑制できる。例えば、絶縁膜14の側面に第2導電層36が残存した場合は、隣接するワードライン16同士が電気的に接続してしまう。よって、実施例1の製造方法によれば、隣接するワードライン16同士が電気的に接続することを抑制することができる。   Further, as shown in FIGS. 6A to 6C, after the first conductive layer 34 is formed in the second groove 32, the insulating film is formed using the first conductive layer 34 and the mask layer 30 as a mask. 14 is etched. Thereby, the protrusion amount by which the insulating film 14 protrudes from the top insulating film 24 can be reduced. For this reason, as shown in FIGS. 7A to 7C, when the second conductive layer 36 is deposited over the entire surface so as to cover the first conductive layer 34, the second conductivity formed on the side surface of the insulating film 14. The height of the layer 36 can be reduced. Therefore, in the subsequent step of etching the entire surface of the second conductive layer 36, the second conductive layer 36 formed on the side surface of the insulating film 14 is easily removed, and the second conductive layer 36 remains on the side surface of the insulating film 14. Can be suppressed. For example, when the second conductive layer 36 remains on the side surface of the insulating film 14, the adjacent word lines 16 are electrically connected. Therefore, according to the manufacturing method of Example 1, it can suppress that the adjacent word lines 16 are electrically connected.

さらに、図2(a)から図2(c)のように、絶縁膜14は、絶縁膜14の上面とマスク層30の上面とが同一面になるように形成する。例えば、絶縁膜14の上面がマスク層30の上面より下方にある場合は、図5(a)から図5(c)に示す、第2溝部32に埋め込まれるように第1導電層34を形成する工程において、第1導電層34が絶縁膜14上に第1溝部12延伸方向に延伸して形成される場合が生じる。この場合は、隣接する第1導電層34同士が電気的に接続してしまう。つまり、隣接するワードライン16同士が電気的に接続してしまう。しかしながら、実施例1の製造方法によれば、絶縁膜14の上面とマスク層30の上面とが同一面になるよう形成するため、第1導電層34が絶縁膜14上に第1溝部12延伸方向に延伸して形成されることを抑制できる。よって、隣接するワードライン16同士が電気的に接続することを抑制できる。   Further, as shown in FIGS. 2A to 2C, the insulating film 14 is formed so that the upper surface of the insulating film 14 and the upper surface of the mask layer 30 are flush with each other. For example, when the upper surface of the insulating film 14 is below the upper surface of the mask layer 30, the first conductive layer 34 is formed so as to be embedded in the second groove portion 32 shown in FIGS. 5 (a) to 5 (c). In this step, the first conductive layer 34 may be formed on the insulating film 14 by extending in the extending direction of the first groove 12. In this case, the adjacent first conductive layers 34 are electrically connected to each other. That is, adjacent word lines 16 are electrically connected. However, according to the manufacturing method of the first embodiment, since the upper surface of the insulating film 14 and the upper surface of the mask layer 30 are formed to be flush with each other, the first conductive layer 34 extends on the insulating film 14 in the first groove portion 12. It can suppress forming by extending | stretching to a direction. Therefore, it can suppress that the adjacent word lines 16 are electrically connected.

さらに、図3(a)から図3(c)のように、第2溝部32は、第2溝部32の底面が半導体基板10の上面より上方にあるように形成する。これにより、図5(a)から図5(c)のように、第2溝部32に第1導電層34を埋め込んで形成する場合に、第1導電層34が半導体基板10に接触することを抑制できる。つまり、ワードライン16が半導体基板10に接触し、ワードライン16と半導体基板10とが電気的に接続することを抑制できる。また、図3(a)から図3(c)のように、第2溝部32は電荷蓄積層22の表面が露出するように形成する。これにより、図4(a)から図4(c)に示す、ゲート絶縁膜18を形成する工程において、電荷蓄積層22を容易に酸化させることができる。   Further, as shown in FIG. 3A to FIG. 3C, the second groove portion 32 is formed so that the bottom surface of the second groove portion 32 is above the upper surface of the semiconductor substrate 10. Accordingly, as shown in FIGS. 5A to 5C, when the first conductive layer 34 is embedded in the second groove 32, the first conductive layer 34 is in contact with the semiconductor substrate 10. Can be suppressed. That is, it is possible to suppress the word line 16 from contacting the semiconductor substrate 10 and electrically connecting the word line 16 and the semiconductor substrate 10. Further, as shown in FIGS. 3A to 3C, the second groove portion 32 is formed so that the surface of the charge storage layer 22 is exposed. Thereby, the charge storage layer 22 can be easily oxidized in the step of forming the gate insulating film 18 shown in FIGS. 4A to 4C.

さらに、上記製造方法で製造された実施例1に係るNAND型フラッシュメモリにおいては、ワードライン16幅方向における中央部であって、ゲート絶縁膜18上のワードライン16の高さと絶縁膜14上のワードライン16の高さとは異なるように形成される。また、絶縁膜14上であって、ワードライン16幅方向中央部のワードライン16の高さと、ワードライン16幅方向両端部のワードライン16の高さとは異なるように形成される。   Furthermore, in the NAND flash memory according to the first embodiment manufactured by the above manufacturing method, the height of the word line 16 on the gate insulating film 18 and the height of the word line 16 in the center in the width direction of the word line 16. It is formed different from the height of the word line 16. Further, the height of the word line 16 at the center in the width direction of the word line 16 on the insulating film 14 is different from the height of the word line 16 at both ends in the width direction of the word line 16.

実施例2に係るNAND型フラッシュメモリは、電荷蓄積層22とマスク層30とが同じ材料からなる場合の例である。図9(a)から図10(b)を用い、実施例2に係るフラッシュメモリの製造方法を説明する。なお、図9(a)から図10(b)は、図2のB−B間に相当する箇所の断面図である。   The NAND flash memory according to the second embodiment is an example in which the charge storage layer 22 and the mask layer 30 are made of the same material. A method for manufacturing the flash memory according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 9A to 10B. FIG. 9A to FIG. 10B are cross-sectional views of a portion corresponding to BB in FIG.

まず、図2(a)から図3(c)で説明した工程を実施する。ただし、電荷蓄積層22は窒化シリコン膜を用いる。図9(a)を参照に、第2溝部32下に形成された電荷蓄積層22を、ラジカル酸化法もしくはプラズマ酸化法を用いて酸化させて、ゲート絶縁膜18を形成する。電荷蓄積層22とマスク層30とは共に窒化シリコン膜であり、同じ材料であるため、マスク層30の上面および側面も酸化されて酸化膜38が形成される。   First, the steps described in FIGS. 2A to 3C are performed. However, the charge storage layer 22 uses a silicon nitride film. Referring to FIG. 9A, the charge storage layer 22 formed under the second trench 32 is oxidized using a radical oxidation method or a plasma oxidation method to form the gate insulating film 18. Since both the charge storage layer 22 and the mask layer 30 are silicon nitride films and are made of the same material, the upper surface and side surfaces of the mask layer 30 are also oxidized to form an oxide film 38.

図9(b)を参照に、第2溝部32に埋め込まれるように第1導電層34を形成する。図9(c)を参照に、RIE法もしくはフッ酸によるウエットエッチング法を用いて、第1導電層34の側面が露出するよう、酸化膜38を除去する。   With reference to FIG. 9B, the first conductive layer 34 is formed so as to be embedded in the second groove portion 32. Referring to FIG. 9C, the oxide film 38 is removed using the RIE method or the wet etching method using hydrofluoric acid so that the side surface of the first conductive layer 34 is exposed.

図10(a)を参照に、マスク層30を除去した後、第1導電層34幅方向における両側面に第2導電層36を形成し、第1導電層34と第2導電層36とからなるワードライン16を形成する。図10(b)を参照に、ワードライン16をマスクに、トップ絶縁膜24と電荷蓄積層22とをエッチングにより除去する。その後、第1溝部12間であって、ワードライン16幅方向両側の半導体基板10にソース領域およびドレイン領域である拡散領域26を形成する。   Referring to FIG. 10A, after removing mask layer 30, second conductive layer 36 is formed on both side surfaces in the width direction of first conductive layer 34, and first conductive layer 34 and second conductive layer 36 are separated from each other. The word line 16 is formed. Referring to FIG. 10B, the top insulating film 24 and the charge storage layer 22 are removed by etching using the word line 16 as a mask. Thereafter, a diffusion region 26 as a source region and a drain region is formed in the semiconductor substrate 10 between the first groove portions 12 and on both sides of the word line 16 in the width direction.

実施例2の製造方法によれば、電荷蓄積層22とマスク層30とが同じ材料からなるため、図9(a)のように、電荷蓄積層22を酸化させてゲート絶縁膜18を形成する工程を実施すると、マスク層30の上面と側面とに酸化膜38が形成される。図9(c)のように、第2溝部32に第1導電層34を形成した後、第1導電層34の側面が露出するよう酸化膜38を除去する。これにより、図10(a)に示すように、第1導電層34と第1導電層34の両側面に形成された第2導電層36とを電気的に接続させることができる。なお、第1導電層34と第2導電層36との電気的な接続の観点から、図9(c)に示す酸化膜38を除去する工程は、第1導電層34の側面が半分以上露出するように酸化膜38を除去することが好ましい。   According to the manufacturing method of the second embodiment, since the charge storage layer 22 and the mask layer 30 are made of the same material, the charge storage layer 22 is oxidized to form the gate insulating film 18 as shown in FIG. When the process is performed, an oxide film 38 is formed on the upper surface and the side surface of the mask layer 30. As shown in FIG. 9C, after forming the first conductive layer 34 in the second groove 32, the oxide film 38 is removed so that the side surface of the first conductive layer 34 is exposed. Accordingly, as shown in FIG. 10A, the first conductive layer 34 and the second conductive layer 36 formed on both side surfaces of the first conductive layer 34 can be electrically connected. Note that, from the viewpoint of electrical connection between the first conductive layer 34 and the second conductive layer 36, in the step of removing the oxide film 38 shown in FIG. 9C, more than half of the side surface of the first conductive layer 34 is exposed. Thus, it is preferable to remove the oxide film 38.

また、上記製造方法で製造された実施例2に係るNAND型フラッシュメモリにおいては、第1導電層34と第2導電層36との間に酸化膜38が形成される。言い換えると、ワードライン16幅方向におけるゲート絶縁膜18両端部上に、ワードライン16に突出する酸化膜38が形成される。   In the NAND flash memory according to the second embodiment manufactured by the above manufacturing method, the oxide film 38 is formed between the first conductive layer 34 and the second conductive layer 36. In other words, the oxide film 38 protruding to the word line 16 is formed on both ends of the gate insulating film 18 in the width direction of the word line 16.

以上、本発明の好ましい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。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, but the present invention is not limited to such specific embodiments, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention described in the claims.・ Change is possible.

図1は実施例1に係るNAND型フラッシュメモリの斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a NAND flash memory according to the first embodiment. 図2(a)は実施例1に係るNAND型フラッシュメモリの製造方法を示す斜視図(その1)であり、図2(b)および図2(c)は図2(a)のB−B間およびC−C間の断面図である。FIG. 2A is a perspective view (No. 1) illustrating the method for manufacturing the NAND flash memory according to the first embodiment. FIGS. 2B and 2C are cross-sectional views taken along line BB in FIG. It is sectional drawing between C and C-C. 図3(a)は実施例1に係るNAND型フラッシュメモリの製造方法を示す斜視図(その2)であり、図3(b)および図3(c)は図3(a)のB−B間およびC−C間の断面図である。FIG. 3A is a perspective view (No. 2) illustrating the method for manufacturing the NAND flash memory according to the first embodiment. FIGS. 3B and 3C are cross-sectional views taken along line BB in FIG. It is sectional drawing between C and C-C. 図4(a)は実施例1に係るNAND型フラッシュメモリの製造方法を示す斜視図(その3)であり、図4(b)および図4(c)は図4(a)のB−B間およびC−C間の断面図である。4A is a perspective view (No. 3) illustrating the method for manufacturing the NAND flash memory according to the first embodiment. FIGS. 4B and 4C are cross-sectional views taken along line BB in FIG. It is sectional drawing between C and C-C. 図5(a)は実施例1に係るNAND型フラッシュメモリの製造方法を示す斜視図(その4)であり、図5(b)および図5(c)は図5(a)のB−B間およびC−C間の断面図である。FIG. 5A is a perspective view (No. 4) illustrating the method for manufacturing the NAND flash memory according to the first embodiment. FIGS. 5B and 5C are cross-sectional views taken along line BB in FIG. It is sectional drawing between C and C-C. 図6(a)は実施例1に係るNAND型フラッシュメモリの製造方法を示す斜視図(その5)であり、図6(b)および図6(c)は図6(a)のB−B間およびC−C間の断面図である。FIG. 6A is a perspective view (No. 5) illustrating the method for manufacturing the NAND flash memory according to the first embodiment. FIGS. 6B and 6C are cross-sectional views taken along line BB in FIG. It is sectional drawing between C and C-C. 図7(a)は実施例1に係るNAND型フラッシュメモリの製造方法を示す斜視図(その6)であり、図7(b)および図7(c)は図7(a)のB−B間およびC−C間の断面図である。FIG. 7A is a perspective view (No. 6) illustrating the method for manufacturing the NAND flash memory according to the first embodiment. FIGS. 7B and 7C are cross-sectional views taken along line BB in FIG. It is sectional drawing between C and C-C. 図8(a)は実施例1に係るNAND型フラッシュメモリの製造方法を示す斜視図(その7)であり、図8(b)および図8(c)は図8(a)のB−B間およびC−C間の断面図である。FIG. 8A is a perspective view (No. 7) illustrating the method for manufacturing the NAND flash memory according to the first embodiment. FIGS. 8B and 8C are cross-sectional views taken along line BB in FIG. It is sectional drawing between C and C-C. 図9(a)から図9(c)は実施例2に係るNAND型フラッシュメモリの製造方法を示す、図2のB−B間に相当する箇所の断面図(その1)である。FIG. 9A to FIG. 9C are cross-sectional views (No. 1) of a portion corresponding to the line BB in FIG. 図10(a)および図10(b)は実施例2に係るNAND型フラッシュメモリの製造方法を示す、図2のB−B間に相当する箇所の断面図(その2)である。FIG. 10A and FIG. 10B are cross-sectional views (No. 2) of a portion corresponding to the line B-B in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 半導体基板
12 第1溝部
14 絶縁膜
16 ワードライン
18 ゲート絶縁膜
20 トンネル絶縁膜
22 電荷蓄積層
24 トップ絶縁膜
25 積層膜
26 拡散領域
30 マスク層
32 第2溝部
34 第1導電層
36 第2導電層
38 酸化膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Semiconductor substrate 12 1st groove part 14 Insulating film 16 Word line 18 Gate insulating film 20 Tunnel insulating film 22 Charge storage layer 24 Top insulating film 25 Laminated film 26 Diffusion area 30 Mask layer 32 2nd groove part 34 1st conductive layer 36 2nd Conductive layer 38 Oxide film

Claims (7)

半導体基板上に電荷蓄積層を形成する工程と、
前記電荷蓄積層上に形成されたマスク層をマスクにして、前記電荷蓄積層と前記半導体基板とに、延伸する第1溝部を形成する工程と、
前記第1溝部に埋め込むように絶縁膜を形成する工程と、
前記マスク層と前記絶縁膜とに、前記第1溝部に交差して延伸する第2溝部を形成する工程と、
前記第2溝部下に形成された前記電荷蓄積層を酸化させてゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記第2溝部に埋め込むように第1導電層を形成する工程と、
前記マスク層を除去する工程と、
前記第1導電層幅方向における両側面に第2導電層を形成し、前記第1導電層と前記第2導電層とからなるワードラインを形成する工程と、
前記ワードラインをマスクに前記電荷蓄積層を除去する工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
Forming a charge storage layer on a semiconductor substrate;
Forming a first groove extending in the charge storage layer and the semiconductor substrate using the mask layer formed on the charge storage layer as a mask;
Forming an insulating film so as to be embedded in the first groove,
Forming a second groove portion extending across the first groove portion in the mask layer and the insulating film; and
Oxidizing the charge storage layer formed under the second groove to form a gate insulating film;
Forming a first conductive layer so as to be embedded in the second groove,
Removing the mask layer;
Forming a second conductive layer on both side surfaces in the width direction of the first conductive layer, and forming a word line composed of the first conductive layer and the second conductive layer;
And a step of removing the charge storage layer using the word line as a mask.
前記第1導電層を形成する工程の後、前記第1導電層と前記マスク層とをマスクに、前記絶縁膜をエッチングする工程を有することを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。   2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of etching the insulating film using the first conductive layer and the mask layer as a mask after the step of forming the first conductive layer. . 前記絶縁膜を形成する工程は、前記絶縁膜の上面と前記マスク層の上面とが同一面になるよう、前記絶縁膜を形成する工程であることを特徴とする請求項1または2記載の半導体装置の製造方法。   3. The semiconductor according to claim 1, wherein the step of forming the insulating film is a step of forming the insulating film such that an upper surface of the insulating film and an upper surface of the mask layer are flush with each other. Device manufacturing method. 前記第2溝部を形成する工程は、前記第2溝部の底面が前記半導体基板の上面より上方にあるよう、前記第2溝部を形成する工程であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。   The step of forming the second groove portion is a step of forming the second groove portion so that the bottom surface of the second groove portion is above the upper surface of the semiconductor substrate. A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1. 前記第2溝部を形成する工程は、前記電荷蓄積層が露出するよう、前記第2溝部を形成する工程であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。   5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the step of forming the second groove is a step of forming the second groove so that the charge storage layer is exposed. Method. 前記ゲート絶縁膜を形成する工程は、前記マスク層の上面と側面とに酸化膜を形成する工程を含み、
前記第1導電層を形成する工程の後、前記第1導電層の側面が露出するよう、前記酸化膜を除去する工程を有することを特徴とする請求項1から5のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
The step of forming the gate insulating film includes a step of forming an oxide film on an upper surface and a side surface of the mask layer,
6. The method according to claim 1, further comprising a step of removing the oxide film so that a side surface of the first conductive layer is exposed after the step of forming the first conductive layer. A method for manufacturing a semiconductor device.
前記ワードラインと前記絶縁膜とをマスクに、前記半導体基板内に拡散領域を形成する工程を有することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。   7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising a step of forming a diffusion region in the semiconductor substrate using the word line and the insulating film as a mask.
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