JP5591668B2 - 不揮発性半導体記憶装置および不揮発性半導体記憶装置の製造方法 - Google Patents
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Description
図1は、第1実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置のメモリセルの概略構成を示す斜視図である。
図1において、半導体基板1には、ビット線方向DBにトレンチ2が形成され、半導体基板1に形成されるメモリセルのアクティブエリアが分離されている。なお、メモリセルのアクティブエリアは、メモリセルに設けられたメモリトランジスタのチャネル領域およびソース/ドレイン領域を言う。また、半導体基板1の材質としては、例えば、Si、Ge、SiGe、SiC、SiSn、PbS、GaAs、InP、GaP、GaN、GaInAsPまたはZnSeなどから選択することができる。
図2は、第2実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置のメモリセルアレイの概略構成を示す平面図である。
図2において、ビット線方向DBにはトレンチ2が形成され、アクティブエリアAAはトレンチTCにて分離されている。また、ワード線方向DWには、ワード線WL0、WL1、・・がそれぞれ形成されるとともに、セレクトゲート電極SG1、SG2が形成されている。そして、セレクトゲート電極SG1、SG2間のアクティブエリアAA上にはビット線コンタクトCBがそれぞれ形成されている。
図3〜図13は、第3実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法を示す断面図である。なお、図11(a)〜図13(a)は図2のA−A線で切断した断面図、図11(b)〜図13(b)は図2のB−B線で切断した断面図、図3(a)〜図10(a)および図11(c)〜図13(c)は図2のC−C線で切断した断面図、図3(b)〜図10(b)および図11(d)〜図13(d)は周辺回路部で切断した断面図である。
図14〜図18は、第4実施形態に係る不揮発性半導体記憶装置の製造方法を示す断面図である。なお、図14(a)〜図18(a)は図2のC−C線で切断した断面図、図14(b)〜図18(b)は周辺回路部で切断した断面図である。
Claims (5)
- 半導体基板に設けられ、電極間絶縁膜を介して電荷蓄積層上に制御ゲート電極が設けられた複数のメモリセルと、
セレクトゲート電極を含み、前記メモリセルのアクティブエリアに接続されて形成されたセレクトゲートトランジスタと、
ワード線方向に隣接する前記電荷蓄積層間の前記制御ゲート電極下に潜り込むように設けられ、前記セレクトゲート電極に隣接する前記電荷蓄積層と前記セレクトゲート電極の下を貫通し、前記メモリセルのアクティブエリアを分離する前記半導体基板に設けられたトレンチに入り込み、かつ、下面が前記電荷蓄積層の下面よりも低い位置に存在する第1の空隙と、
ビット線方向に隣接する前記電荷蓄積層間に設けられた第2の空隙と、
前記電極間絶縁膜と前記第1の空隙の間に配置された第1絶縁膜とを備えることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置。 - 上面が前記第1の空隙の下面となるような第2絶縁膜が前記トレンチ内に埋め込まれ、
前記第1絶縁膜の材料は前記第2絶縁膜の材料と同じであることを特徴とする請求項1に記載の不揮発性半導体記憶装置。 - 前記トレンチの側壁に設けられ、斜面が上端に形成された側壁絶縁膜をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の不揮発性半導体記憶装置。
- 半導体基板上にトンネル絶縁膜を介して浮遊ゲート電極材を成膜する工程と、
前記浮遊ゲート電極材および前記トンネル絶縁膜を介して前記半導体基板にトレンチをビット線方向に形成する工程と、
前記浮遊ゲート電極材に上端がかかるように前記トレンチの側壁に側壁絶縁膜を形成する工程と、
前記浮遊ゲート電極材を覆うとともに空隙を有して前記トレンチ内に埋め込まれた絶縁膜を高密度プラズマCVDにて形成する工程と、
前記空隙上に前記絶縁膜が残るようにして前記絶縁膜を薄膜化することにより、前記浮遊ゲート電極材の側壁を露出させる工程と、
前記浮遊ゲート電極材が覆われるようにして前記絶縁膜上に電極間絶縁膜を形成する工程と、
前記電極間絶縁膜上に制御ゲート電極材を成膜する工程と、
前記制御ゲート電極材、前記電極間絶縁膜および前記浮遊ゲート電極材をパターニングすることにより、メモリセルごとに分離された浮遊ゲート電極を形成するとともに、前記浮遊ゲート電極上に配置された制御ゲート電極をワード線方向に形成する工程とを備え、
前記浮遊ゲート電極材に上端がかかるように前記トレンチの側壁に側壁絶縁膜を形成する工程は、
前記トレンチ内に空洞ができるように前記トレンチ内に前記側壁絶縁膜を埋め込む工程と、
前記浮遊ゲート電極材に上端がかかるように前記側壁絶縁膜をエッチバックする工程とを備えることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。 - 半導体基板上にトンネル絶縁膜を介して浮遊ゲート電極材を成膜する工程と、
前記浮遊ゲート電極材および前記トンネル絶縁膜を介して前記半導体基板にトレンチをビット線方向に形成する工程と、
前記浮遊ゲート電極材に上端がかかるように前記トレンチの側壁に側壁絶縁膜を形成する工程と、
前記浮遊ゲート電極材を覆うとともに空隙を有して前記トレンチ内に埋め込まれた絶縁膜を高密度プラズマCVDにて形成する工程と、
前記空隙上に前記絶縁膜が残るようにして前記絶縁膜を薄膜化することにより、前記浮遊ゲート電極材の側壁を露出させる工程と、
前記浮遊ゲート電極材が覆われるようにして前記絶縁膜上に電極間絶縁膜を形成する工程と、
前記電極間絶縁膜上に制御ゲート電極材を成膜する工程と、
前記制御ゲート電極材、前記電極間絶縁膜および前記浮遊ゲート電極材をパターニングすることにより、メモリセルごとに分離された浮遊ゲート電極を形成するとともに、前記浮遊ゲート電極上に配置された制御ゲート電極をワード線方向に形成する工程とを備え、
前記浮遊ゲート電極材に上端がかかるように前記トレンチの側壁に側壁絶縁膜を形成する工程は、
前記トレンチの側壁が覆われるように前記浮遊ゲート電極材上に前記側壁絶縁膜を形成する工程と、
前記トレンチ内が埋め込まれるようにして前記側壁絶縁膜上に犠牲膜を形成する工程と、
前記犠牲膜を薄膜化しながら前記浮遊ゲート電極材に上端がかかるように前記側壁絶縁膜をエッチバックする工程と、
前記トレンチ内に埋め込まれている前記犠牲膜を除去する工程とを備えることを特徴とする不揮発性半導体記憶装置の製造方法。
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