非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置及其制造方法
【專利摘要】根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，可提供一種非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置。多個(gè)元件分離用絕緣體在所述半導(dǎo)體基板的表面區(qū)域中形成沿著所述半導(dǎo)體基板的表面延伸的被劃分的多個(gè)有源區(qū)。將隧道絕緣膜設(shè)在所述有源區(qū)上。將浮置柵電極設(shè)在所述隧道絕緣膜上。將柵間絕緣膜設(shè)在所述浮置柵電極上。將控制柵電極設(shè)在所述柵間絕緣膜上。源極區(qū)域及漏極區(qū)域分別在所述多個(gè)有源區(qū)上相互分離地形成。所述有源區(qū)各自在側(cè)面具有臺(tái)階，比所述臺(tái)階深的部分的寬度大于比所述臺(tái)階淺的部分的寬度。
【專利說明】非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置及其制造方法
[0001]本申請(qǐng)基于2013年9月27日提出的日本專利申請(qǐng)第2013-202534號(hào)及2014年7月25日提出的日本專利申請(qǐng)第2014-152435號(hào)并主張其優(yōu)先權(quán)及其利益，這里通過引用而包含其全部內(nèi)容。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]這里說明的實(shí)施方式總體來說涉及非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置及其制造方法。

【背景技術(shù)】
[0003]在被稱為NAND型快閃存儲(chǔ)器的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中，在半導(dǎo)體基板上形成隧道絕緣膜及成為浮置柵電極的電荷存儲(chǔ)膜后，為了進(jìn)行鄰接的有源區(qū)間的絕緣分離，在半導(dǎo)體基板上形成用于分離元件的槽。通過形成該槽，形成包含所述半導(dǎo)體基板的一部分、所述隧道絕緣膜及所述電荷存儲(chǔ)膜的多個(gè)層疊圖形。然后，如果進(jìn)行清洗工序，則在清洗液的干燥時(shí)，有時(shí)所述層疊圖形發(fā)生倒塌。
[0004]近年來，伴隨著圖形的微細(xì)化，用于進(jìn)行絕緣分離而形成的多個(gè)槽的橫寬的尺寸、即鄰接的有源區(qū)間的距離容易產(chǎn)生偏差。其結(jié)果是，槽的深度尺寸也出現(xiàn)偏差，上述這樣的層疊圖形變得容易倒塌。
[0005]作為用于抑制層疊圖形倒塌的技術(shù)，已知有固化干燥的技術(shù)。在該技術(shù)中，在利用清洗液將半導(dǎo)體基板洗凈后，向鄰接的層疊圖形間的槽中填充溶有升華性物質(zhì)的溶液，使升華性物質(zhì)從固相不經(jīng)液相而直接變化成氣相。利用該技術(shù)，可防止對(duì)層疊圖形施加由清洗液形成的表面張力，因此能夠抑制干燥時(shí)的層疊圖形的倒塌。
[0006]但是，根據(jù)構(gòu)成層疊圖形的材料，有時(shí)升華性物質(zhì)相對(duì)于層疊圖形的成膜性不良。在此種情況下，有在鄰接的層疊圖形間不能很好地形成升華性物質(zhì)、不能充分得到抑制層疊圖形倒塌的效果的可能性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的實(shí)施方式提供一種能夠抑制層疊圖形倒塌的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置及其制造方法。
[0008]根據(jù)實(shí)施方式的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，具備半導(dǎo)體基板、元件分離用絕緣體、隧道絕緣膜、浮置柵電極、柵間絕緣膜、控制柵電極以及源極區(qū)域及漏極區(qū)域。所述元件分離用絕緣體被設(shè)在所述半導(dǎo)體基板的表面區(qū)域，在所述表面區(qū)域中形成向沿著所述半導(dǎo)體基板表面的方向延伸且相互分離的多個(gè)有源區(qū)。所述隧道絕緣膜設(shè)在所述多個(gè)有源區(qū)上。所述浮置柵電極設(shè)在所述隧道絕緣膜上。所述柵間絕緣膜設(shè)在所述浮置柵電極上。所述控制柵電極設(shè)在所述柵間絕緣膜上。所述源極區(qū)域及漏極區(qū)域在所述多個(gè)有源區(qū)的各個(gè)中分離地形成。所述多個(gè)有源區(qū)在側(cè)面具有臺(tái)階，比所述臺(tái)階深的部分的寬度大于比所述臺(tái)階淺的部分的寬度。
[0009]根據(jù)上述的構(gòu)成，能夠抑制層疊圖形的倒塌。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是實(shí)施方式的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的剖視圖。
[0011]圖2A至2F是對(duì)所述實(shí)施方式的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法的工序進(jìn)行例示的剖視圖。
[0012]圖3是沿著圖1中的S-S面的剖視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0013]以下，參照附圖對(duì)更多的實(shí)施方式的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置及其制造方法進(jìn)行說明。在附圖中，同一符號(hào)表示同一部分或類似部分。附圖是示意性的或概念性的，各部分的厚度和寬度的關(guān)系、各部分間的大小的比率等不一定與現(xiàn)實(shí)的相同。另外，即使在表示相同的部分時(shí)，有時(shí)也通過不同的圖而表示彼此不同的尺寸或比率。
[0014]實(shí)施方式的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置例如為NAND型快閃存儲(chǔ)器。在該非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中，從硅基板的表面向深度方向延伸的表面區(qū)域即上層部分例如通過用于Shallow Trench Isolat1n(ST1:淺槽隔離)的元件分離用絕緣體而被劃分為線狀的多個(gè)有源區(qū)(active area) 0這些有源區(qū)分別在側(cè)面具有臺(tái)階。該臺(tái)階的下方部分與臺(tái)階的上方部分相比寬度寬。換句話講，所述臺(tái)階的上方部分與臺(tái)階的下方部分相比寬度窄。所謂“上方部分”為所述半導(dǎo)體基板中的比所述臺(tái)階淺的部分，所謂“下方部分”為比所述臺(tái)階深的部分。
[0015]由于有源區(qū)的臺(tái)階的上方部分的寬度窄，所以鄰接的有源區(qū)間的間隔寬，因此在鄰接的有源區(qū)間難以受到電的影響。因此，對(duì)于本來不想寫入數(shù)據(jù)的非選擇的存儲(chǔ)器單元，不易產(chǎn)生誤寫入數(shù)據(jù)的“誤寫入”。
[0016]另外，關(guān)于臺(tái)階的下方部分，由于寬度比臺(tái)階的上方部寬，所以支承寬度窄的有源區(qū)的上方部分的力增強(qiáng)，能夠減少有源區(qū)的圖形的倒塌。
[0017]根據(jù)實(shí)施方式的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法，在半導(dǎo)體基板上形成隧道絕緣膜及成為浮置柵電極的電荷存儲(chǔ)膜。然后，通過刻蝕形成達(dá)到所述半導(dǎo)體基板的表面區(qū)域的多個(gè)槽，形成容易使固體析出的材料的膜即內(nèi)襯膜。將位于所述多個(gè)槽的底部的所述內(nèi)襯膜的一部分除去，再將所述多個(gè)槽刻蝕到規(guī)定的深度。通過該刻蝕，形成在側(cè)面具有臺(tái)階、且比所述臺(tái)階深的部分的寬度大于比所述臺(tái)階淺的部分的寬度的多個(gè)有源區(qū)。然后，用清洗液清洗所述半導(dǎo)體基板，并將清洗液干燥。該干燥可通過向所述半導(dǎo)體基板的所述多個(gè)槽中導(dǎo)入溶解有能夠從固相不經(jīng)液相而直接變化成氣相的固體物質(zhì)的溶液、至少在所述槽的內(nèi)部使所述固體析出、使所述固體從固相不經(jīng)液相而直接變化成氣相來進(jìn)行。然后，在所述多個(gè)槽中形成元件分離用絕緣體。另外，在所述浮置柵電極上形成柵間絕緣膜及所述控制柵電極。
[0018]根據(jù)上述的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法，在元件分離的形成過程中，將內(nèi)襯膜導(dǎo)入到包含半導(dǎo)體基板的一部分、隧道絕緣膜及電荷存儲(chǔ)膜的多個(gè)層疊圖形的槽中。通過形成該內(nèi)襯膜，能夠在鄰接的層疊圖形之間確實(shí)地填充包含固體物質(zhì)的溶液。另夕卜,通過使該溶液中的固體物質(zhì)從固相直接變化成氣相而將其除去，由此能夠?qū)κ┘咏o所述多個(gè)層疊圖形的由所述清洗液形成的表面張力進(jìn)行抑制，同時(shí)進(jìn)行干燥。所以，能夠更確實(shí)地得到對(duì)干燥時(shí)的所述層疊圖形的倒塌進(jìn)行抑制的效果。
[0019]進(jìn)而，在將對(duì)于固體物質(zhì)來說成膜性優(yōu)良的材料即所述內(nèi)襯膜形成在所述層疊圖形的側(cè)壁上后，通過將所述半導(dǎo)體基板刻蝕到規(guī)定的深度，由此在有源區(qū)的側(cè)面形成臺(tái)階。由于該臺(tái)階的下方部分的寬度比臺(tái)階的上方部分寬，所以支承寬度窄的有源區(qū)的上方部分的力增強(qiáng)，能夠減少有源區(qū)的圖形的倒塌。
[0020]以下，對(duì)實(shí)施方式的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的構(gòu)成進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0021]圖1是本實(shí)施方式的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的剖視圖。圖3是沿著圖1中的S-S面的剖視圖。在本實(shí)施方式中，作為非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，例示了 NAND型快閃存儲(chǔ)器。
[0022]如圖1及圖3所不,作為半導(dǎo)體基板,娃基板11具有表面I。娃基板11從表面I在深度方向具有P導(dǎo)電型的表面區(qū)域2。在表面區(qū)域2中，設(shè)有存儲(chǔ)器陣列區(qū)域2a及未圖示的周邊電路區(qū)域。存儲(chǔ)器陣列區(qū)域2a是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的區(qū)域，形成有作為存儲(chǔ)元件的多個(gè)非易失性存儲(chǔ)器晶體管3。所述周邊電路區(qū)域是驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器陣列區(qū)域2a的區(qū)域，在所述周邊電路區(qū)域中，設(shè)有由高耐壓晶體管及低耐壓晶體管等構(gòu)成的周邊電路。該周邊電路產(chǎn)生多個(gè)水平的電壓，將生成的電壓供給存儲(chǔ)器陣列區(qū)域2a。進(jìn)而，所述周邊電路包含用于檢測(cè)在存儲(chǔ)器陣列區(qū)域2a中發(fā)生的電壓或電流的電路。
[0023]在硅基板11的存儲(chǔ)器陣列區(qū)域2a中，形成有向一個(gè)方向延伸且相互分離的用于Shallow Trench Isolat1n (ST1:淺槽隔離)的多個(gè)元件分離用絕緣體16。元件分離用絕緣體16例如由硅氧化物形成。通過這些元件分離用絕緣體16，硅基板11的存儲(chǔ)器陣列區(qū)域2a被劃分成多個(gè)有源區(qū)AA (半導(dǎo)體區(qū)域)。
[0024]在有源區(qū)AA上，形成有由硅氧化物構(gòu)成的隧道絕緣膜17。隧道絕緣膜17是雖具有絕緣性、但如果外加處于非易失性存儲(chǔ)器晶體管3的驅(qū)動(dòng)電壓范圍內(nèi)的規(guī)定的電壓則流動(dòng)隧道電流的膜。在隧道絕緣膜17上，作為電荷存儲(chǔ)膜形成有由導(dǎo)電性材料、例如導(dǎo)入了雜質(zhì)的多晶硅構(gòu)成的多個(gè)浮置柵電極FG。浮置柵電極FG被分別設(shè)在多個(gè)有源區(qū)AA上。
[0025]在多個(gè)浮置柵電極FG上，設(shè)有例如由硅氧化物或氧化鋁構(gòu)成的柵間絕緣膜18。在柵間絕緣膜18上，設(shè)有由導(dǎo)電性材料、例如導(dǎo)入了雜質(zhì)的多晶硅構(gòu)成的控制柵電極CG。如圖3所示，在硅基板11的表面區(qū)域2的存儲(chǔ)器陣列區(qū)域2a中，相互分離地形成有成為源極或漏極區(qū)域的N型的多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)域5。半導(dǎo)體區(qū)域5間的通道區(qū)域與隧道絕緣膜17相接。在多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)域5上，分別設(shè)有未圖示的絕緣層和被埋在設(shè)于該絕緣層中的接觸孔內(nèi)的形電極。
[0026]有源區(qū)AA的截面形狀分別為階段狀。具體而言，有源區(qū)AA具有臺(tái)階部分27，以臺(tái)階部分27為界，沿著上下方向(深度方向)從上側(cè)(表面I的側(cè))開始依次由上方部分26及下方部分28構(gòu)成。上方部分26的寬度小于下方部分28的寬度。換句話講，下方部分28的寬度大于上方部分26的寬度。下方部分28的寬度比上方部分26的寬度寬2%以上。例如，臺(tái)階部分27的寬度為0.3nm以上。所謂有源區(qū)的“寬度”，指的是與有源區(qū)AA長長延伸的方向正交的方向中的有源區(qū)AA的長度。
[0027]在多個(gè)有源區(qū)AA中，臺(tái)階部分27存在的位置是位于從隧道絕緣膜17與硅基板11的邊界面開始25nm以上的下方、也就是說遠(yuǎn)離表面I的位置。臺(tái)階部分27特別優(yōu)選位于從所述邊界面開始50nm以上且10nm以下的下方。這樣，關(guān)于鄰接的有源區(qū)AA的間隔，位于臺(tái)階部分27的上方寬廣，位于臺(tái)階部分27的下方狹窄。至少從隧道絕緣膜17與硅基板11的邊界面開始往下方到25nm，較寬地保持鄰接的有源區(qū)AA的間隔，在圖1中為大致固定的間隔。下方部分28也可以是如圖1所示的錐形狀?；蛘?，也可以是越到有源區(qū)AA的下方，有源區(qū)AA的寬度越大。
[0028]根據(jù)上述的實(shí)施方式的非易失性半半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，由于有源區(qū)的臺(tái)階的下方部分比臺(tái)階的上方部分的寬度大，所以支承寬度窄的有源區(qū)的上方部分的力增強(qiáng)。所以，如以下說明的，在非易失性半半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造中，能夠?qū)τ蓨A著用于埋入元件分離用絕緣體而形成的多個(gè)槽的電荷存儲(chǔ)膜及硅基板的一部分等構(gòu)成的層疊圖形的倒塌進(jìn)行抑制。特別是，在下方部分為錐形狀的情況下，有源區(qū)的寬度越往下方越寬，所述層疊圖形更難倒塌。另外，由于有源區(qū)的臺(tái)階的上方部分的寬度窄，所以與鄰接的有源區(qū)的間隔大，因此不易受到來自鄰接的有源區(qū)的電影響。對(duì)于本來不想寫入數(shù)據(jù)的非選擇的存儲(chǔ)器單元，能夠不易產(chǎn)生誤寫入數(shù)據(jù)的“誤寫入”。特別是，在本實(shí)施方式的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置中，由于至少從與隧道絕緣膜的邊界面開始往深度方向到25nm為止，較寬地保持鄰接的多個(gè)有源區(qū)的間隔，在鄰接的有源區(qū)間確保了不發(fā)生干涉的空間，所以不易產(chǎn)生“誤寫入”。
[0029]對(duì)實(shí)施方式的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法進(jìn)行說明。
[0030]圖2A?2F是表示實(shí)施方式的非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法的工序的剖視圖。特別是，圖2A?2F示出NAND存儲(chǔ)器的元件分離用絕緣體16的形成過程。
[0031]如圖2A所示，作為半導(dǎo)體基板，向硅基板11中注入所希望的離子，在硅基板11的表面區(qū)域中形成必要的雜質(zhì)分布。然后，在硅基板11上，依次形成并層疊由硅氧化膜構(gòu)成的隧道絕緣膜17、成為浮置柵電極FG的多晶硅膜14、在后面說明的對(duì)元件分離用絕緣體的CMP(Chemical Mechanical Planarizat1n:化學(xué)機(jī)械拋光)工序中成為制動(dòng)膜的娃氮化膜20、成為刻蝕用的硬掩模的硅氧化膜、以及未圖示的抗蝕劑。利用多圖形加工技術(shù)，對(duì)所述抗蝕劑進(jìn)行圖形加工，將圖形加工過的抗蝕劑作為掩模，對(duì)成為所述硬掩模的硅氧化膜實(shí)施圖形加工，形成硬掩模22a。其結(jié)果是，在硅基板上形成由隧道絕緣膜17、多晶硅膜14、硅氮化膜20及硬掩模22a構(gòu)成的層疊結(jié)構(gòu)體4。
[0032]然后，如圖2B所示，以硬掩模22a作為掩模，對(duì)構(gòu)成層疊結(jié)構(gòu)體4的硅氮化膜20及多晶硅膜14進(jìn)行選擇性刻蝕，進(jìn)而選擇性地將隧道絕緣膜17除去。此時(shí)，硬掩模22a也因被刻蝕而減薄。進(jìn)而，將硅基板11從硅基板11表面刻蝕到深度25nm以上，優(yōu)選刻蝕到50nm?10nm,形成用于分離多個(gè)層疊圖形12及形成在層疊圖形12間的元件的多個(gè)槽15。
[0033]然后，用清洗液對(duì)用于分離元件的槽15進(jìn)行清洗，將所述刻蝕形成的加工殘?jiān)ァＴ谠撉逑垂ば蛑?，由于層疊圖形12的長寬比不那么高，所以即使使清洗液以液相原狀干燥，層疊圖形12倒塌的可能性也小。
[0034]接著，如圖2C所示，從槽15的底部上及層疊圖形12的側(cè)壁上到硬掩模22a上對(duì)絕緣膜即內(nèi)襯膜13進(jìn)行成膜。內(nèi)襯膜13例如為硅氧化膜或硅氮化膜。形成內(nèi)襯膜13的目的是，在層疊圖形12的側(cè)壁上形成后述的升華性物質(zhì)的成膜性優(yōu)良的材料的膜作為內(nèi)襯膜13。優(yōu)選內(nèi)襯膜13以達(dá)到0.3nm以上的厚度的方式進(jìn)行成膜。內(nèi)襯膜13可通過ALD (Atomic Layer Deposit1n:原子層沉積)或 LP-CVD (Low Pressure-Chemical VaporDeposit1n:低壓化學(xué)氣相沉積)而形成。
[0035]然后，使內(nèi)襯膜13的表面氧化或氮化，或使用硅烷偶聯(lián)劑等的溶劑對(duì)內(nèi)襯膜13的表面進(jìn)行處理。通過這些處理，在內(nèi)襯膜13的表面上形成烷基、乙烯基、烯丙基、羥基、醛基、擬基、竣基、硝基、橫基、橫酸基、芳基、二燒基甲娃燒基、二(氣代燒基)甲娃燒基、二燒基甲硅烷氧基、三(氟代烷基)甲硅烷氧基中的至少任I種的官能團(tuán)，提高升華性物質(zhì)的相對(duì)于層疊圖形12的成膜性。所述官能團(tuán)的化學(xué)結(jié)構(gòu)只要是含有一 CxH2x+2基(X為任意的正的整數(shù))、—C2H3 基、C3H5 基、一OH 基、一COR 基(R 為 H、OH、CxH2x+2)、一 NO2 基、一SO2R2 (R2為 OH 或 CxH2x+2)、一 C6H5 基、一SiR33 基(R3 為 CxH2x+2)、一 SiR43 基(R4 為 CxHyFz)、一 OSiR53 基(R5 為 CxH2x+2)、一 OSiR63 基(R6 為 CxHyFz)中的任一種即可。
[0036]然后，如圖2D所示，再通過反應(yīng)性離子刻蝕(RIE)將槽15除去到所希望的深度。在刻蝕槽15時(shí)，預(yù)先通過反應(yīng)性離子刻蝕將位于槽15的底部及硬掩模22a上的內(nèi)襯膜13的一部分除去。通過上述的槽15的進(jìn)一步刻蝕，層疊圖形12的長寬比更加增大。在本工序中，由于被殘存的內(nèi)襯膜13被覆的硅基板11的一部分沒有被刻蝕，結(jié)果在多個(gè)有源區(qū)AA的側(cè)面形成圖2D所示這樣的多個(gè)臺(tái)階部分27。
[0037]本工序的刻蝕的結(jié)果是，作為有源區(qū)AA，臺(tái)階27的下方部分28的寬度大于臺(tái)階27的上方部分26的寬度。特別是，下方部分28的形狀可通過反應(yīng)性離子刻蝕形成為錐形狀。
[0038]接著，為了將刻蝕生成物除去而對(duì)多個(gè)槽15進(jìn)行清洗。由于該清洗工序在層疊圖形12的長寬比高的狀態(tài)下實(shí)施，所以在使清洗液干燥時(shí)，層疊圖形12具有倒塌的可能性。因而，在本實(shí)施方式中，作為清洗后的清洗液的干燥方法，使用溶解有升華性物質(zhì)的溶液，進(jìn)行一邊使升華性物質(zhì)升華一邊除去清洗液的干燥。作為升華性物質(zhì)，例如能夠使用碘、萘及苯并三唑(BTA)等。升華性物質(zhì)并不局限于這些，只要是在高溫下升華但在室溫狀態(tài)下為固體狀，也可以是其它物質(zhì)。作為使這樣的固體的升華性物質(zhì)溶解的液體，能夠使用甲苯、苯、二甲苯、己烷、庚烷、醋酸乙酯、醋酸丙酯、醋酸丁酯、丙酮、全氟辛烷、全氟壬烷、全氟環(huán)戊烷、全氟環(huán)己烷、五氟丙烷、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)、二乙二醇、二甲基醚、甲酰胺、N，N—二甲基甲酰胺、N，N—二甲基乙酰胺、N—甲基一 2 —吡咯燒麗、水等。
[0039]具體地，對(duì)使用苯并三唑作為升華性物質(zhì)時(shí)進(jìn)行說明。使在容易控制膜厚的濃度即0.01?0.lg/ml的范圍內(nèi)含有苯并三唑的異丙醇溶液與被清洗液潤濕的狀態(tài)的層疊圖形12接觸。然后，進(jìn)行50?100°C的加熱處理，使溶解了升華性物質(zhì)的溶液的至少一部分變化為固體。具體地講，使固體的升華性物質(zhì)在內(nèi)襯膜13表面析出。接著，在壓力0.1?20Pa、溫度50?150°C的條件下對(duì)層疊圖形12進(jìn)行加熱，通過升華將析出的固體狀的升華性物質(zhì)除去。通過使升華性物質(zhì)從固相不經(jīng)液相而直接變化成氣相，不會(huì)對(duì)層疊圖形12施加由所述清洗液或所述溶液這樣的液體形成的表面張力，能夠抑制干燥時(shí)的層疊圖形12的倒塌。
[0040]然后，如圖2E所示，通過刻蝕將內(nèi)襯膜13除去。該刻蝕例如能夠采用氟系自由基種進(jìn)行。如上所述，內(nèi)襯I旲13為在表面具有燒基、乙稀基、稀丙基、輕基、醒基、擬基、竣基、硝基、橫基、橫酸基、芳基、二燒基甲娃燒基、二(氣代燒基)甲娃燒基、二燒基甲娃燒氧基、三(氟代烷基)甲硅烷氧基中的任一官能團(tuán)的硅氧化膜或硅氮化膜。在內(nèi)襯膜13為硅氧化膜的情況下，可以不將內(nèi)襯膜13全部除去，只將表面的官能團(tuán)除去而殘留硅氧化膜。
[0041]然后，如圖2F所示，在槽15內(nèi)埋入例如硅氧化物等絕緣材料，形成用于STI的元件分離用絕緣體16。然后，將硬掩模22a及硅氮化膜20除去，另外，在深度方向?qū)^緣體16進(jìn)行刻蝕，將絕緣體16的上部除去。
[0042]然后，如圖1及圖3所示，在成為浮置柵電極FG的多晶硅膜14上，形成并層疊二氧化硅的柵間絕緣膜18和成為控制柵電極CG的多晶硅膜。通過將這些多晶硅膜以及隧道絕緣膜17及柵間絕緣膜18選擇性地除去，形成控制柵電極CG和浮置柵電極FG。通過在整面進(jìn)行離子注入，在硅基板11的多個(gè)有源區(qū)AA上形成成為源極區(qū)域及漏極區(qū)域的多個(gè)N型的半導(dǎo)體區(qū)域。半導(dǎo)體區(qū)域5在硅基板11的表面16方向相互分離地形成。在多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)域5間的多個(gè)通道區(qū)域上，存在隧道絕緣膜17。在多個(gè)半導(dǎo)體區(qū)域5上，形成未圖示的絕緣層，進(jìn)而在該絕緣層中形成接觸孔，將電極埋入接觸孔內(nèi)。
[0043]在上述的制造方法中，使含有升華性物質(zhì)的溶液的至少一部分變化成固體。另外，通過升華使升華性物質(zhì)從固相向氣相變化，由此將升華性物質(zhì)除去。也可以替代如此的升華性物質(zhì)及除去升華性物質(zhì)的方法而使用其它的固體物質(zhì)或方法。例如，也可以替代所述升華性物質(zhì)、或者與升華性物質(zhì)一同使用聚合物材料。為了使含有這樣的固體物質(zhì)的溶液與層疊圖形12接觸并使溶液的至少一部分變化成固體，可采用使溶液進(jìn)行反應(yīng)、或使溶液中所含的溶劑的量減少、或者使溶于溶劑中的物質(zhì)的至少一部分析出等方法中的至少任一種方法。
[0044]為了使從溶液中析出的固體物質(zhì)從固相向氣相變化,能夠通過固體的升華、分解及反應(yīng)中的至少任一種方式來進(jìn)行。另外，從固相向氣相的變化，可通過加熱處理、光照射處理、電子射線照射處理、減壓處理及采用了與所述物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的氣體的處理中的至少任一種來實(shí)施。
[0045]根據(jù)本實(shí)施方式的制造方法，由于有源區(qū)AA的下方部分28的寬度大于上方部分26的寬度，所以能夠抑制層疊圖形12的倒塌的發(fā)生。進(jìn)而，使含有固體物質(zhì)的溶液與被清洗液潤濕的狀態(tài)的層疊圖形12接觸，使所述溶液的至少一部分變化成固體，進(jìn)而使所述固體物質(zhì)從固相向氣相變化而將其除去。因此，能夠抑制由清洗液形成的表面張力施加于層疊圖形12上，進(jìn)一步抑制干燥時(shí)的層疊圖形12的倒塌的發(fā)生。
[0046]另外，通過在使用了含有所述固體物質(zhì)的溶液的干燥之前，在層疊圖形12的側(cè)壁上形成固體物質(zhì)的成膜性優(yōu)良的材料的內(nèi)襯膜13，能夠在內(nèi)襯膜13上充分地形成固體物質(zhì)。
[0047]利用這樣的方法，在清洗液的干燥時(shí)，能夠使由含有所述固體物質(zhì)的溶液形成的固體物質(zhì)從固相直接變化成氣相而將固體除去。其結(jié)果是，不會(huì)對(duì)層疊圖形12施加由所述清洗液或所述溶液這樣的液體形成的表面張力，能夠抑制干燥時(shí)的圖形倒塌。
[0048]以上，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但實(shí)施方式是作為例子而提示的，并不有意限定發(fā)明的范圍。實(shí)施方式還可以有其它多種方式實(shí)施，在不脫離發(fā)明要旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行多種省略、置換、變更。例如，本發(fā)明可用于三維層疊非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器或具有扁平型單元的平面型非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)器這樣的半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置。
[0049]這些實(shí)施方式及其變形等同于包含在發(fā)明的范圍或要旨內(nèi)，包含在權(quán)利要求范圍所述的發(fā)明和與其均等的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置，其具備: 半導(dǎo)體基板、 元件分離用絕緣體，其被埋入設(shè)在所述半導(dǎo)體基板的表面區(qū)域中的多個(gè)槽中，將所述表面區(qū)域劃分為沿著所述半導(dǎo)體基板的表面向一個(gè)方向延伸且相互分離的多個(gè)有源區(qū)、設(shè)在所述多個(gè)有源區(qū)上的隧道絕緣膜、 設(shè)在所述隧道絕緣膜上的浮置柵電極、 設(shè)在所述浮置柵電極上的柵間絕緣膜、 設(shè)在所述柵間絕緣膜上的控制柵電極、 形成在所述多個(gè)有源區(qū)的各個(gè)中的源極區(qū)域及漏極區(qū)域； 所述有源區(qū)各自在側(cè)面具有臺(tái)階，比所述臺(tái)階深的部分的寬度大于比所述臺(tái)階淺的部分的寬度。
2.一種非易失性半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置的制造方法，其中， 在半導(dǎo)體基板的表面區(qū)域上形成隧道絕緣膜及成為浮置柵電極的電荷存儲(chǔ)膜后，通過選擇性地刻蝕所述電荷存儲(chǔ)膜、所述隧道絕緣膜及所述表面區(qū)域的一部分而形成多個(gè)槽；將形成所述多個(gè)槽的所述表面區(qū)域的一部分進(jìn)一步刻蝕到規(guī)定的深度，形成具有臺(tái)階、且比所述臺(tái)階深的部分的寬度大于比所述臺(tái)階淺的部分的寬度的多個(gè)有源區(qū)； 用清洗液清洗所述半導(dǎo)體基板； 在所述多個(gè)槽中埋入元件分離用絕緣體； 在所述電荷存儲(chǔ)膜上形成柵間絕緣膜及控制柵電極； 在所述多個(gè)有源區(qū)的各個(gè)中形成相互分離的源極區(qū)域及漏極區(qū)域。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，進(jìn)而，在形成所述多個(gè)槽后、且在刻蝕到所述規(guī)定的深度之前，在用于形成所述多個(gè)槽的側(cè)壁上形成內(nèi)襯膜； 在所述半導(dǎo)體基板的清洗后、且在形成所述元件分離用絕緣體之前，向所述多個(gè)槽中導(dǎo)入溶解有能夠從固相不經(jīng)液相而直接變化成氣相的固體物質(zhì)的溶液，至少在所述多個(gè)槽的內(nèi)部使所述固體物質(zhì)析出，使所述固體物質(zhì)從固相不經(jīng)液相而直接變化成氣相，然后，將所述內(nèi)襯膜除去。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述內(nèi)襯膜為所述固體物質(zhì)的成膜性優(yōu)異的材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，對(duì)所述內(nèi)襯膜實(shí)施用于增強(qiáng)固體物質(zhì)的成膜性的表面處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述內(nèi)襯膜由硅氧化膜或硅氮化膜形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述內(nèi)襯膜由硅氧化膜或硅氮化膜形成。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中， 所述內(nèi)襯膜通過在表面上具有至少I個(gè)以上的烷基、乙烯基、烯丙基、羥基、醛基、羰基、羧基、硝基、磺基、磺酰基、芳基、三烷基甲硅烷基、三(氟代烷基)甲硅烷基、三烷基甲硅烷氧基、三(氟代烷基)甲硅烷氧基中的任一官能團(tuán)的絕緣膜而形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中， 所述內(nèi)襯膜通過在表面上具有至少I個(gè)以上的烷基、乙烯基、烯丙基、羥基、醛基、羰基、羧基、硝基、磺基、磺?；?、芳基、三烷基甲硅烷基、三(氟代烷基)甲硅烷基、三烷基甲硅烷氧基、三(氟代烷基)甲硅烷氧基中的任一官能團(tuán)的絕緣膜而形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中， 所述內(nèi)襯膜通過在表面上具有至少I個(gè)以上的烷基、乙烯基、烯丙基、羥基、醛基、羰基、羧基、硝基、磺基、磺酰基、芳基、三烷基甲硅烷基、三(氟代烷基)甲硅烷基、三烷基甲硅烷氧基、三(氟代烷基)甲硅烷氧基中的任一官能團(tuán)的絕緣膜而形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中， 所述內(nèi)襯膜在表面上通過具有至少I個(gè)以上的烷基、乙烯基、烯丙基、羥基、醛基、羰基、羧基、硝基、磺基、磺酰基、芳基、三烷基甲硅烷基、三(氟代烷基)甲硅烷基、三烷基甲硅烷氧基、三(氟代烷基)甲硅烷氧基中的任一種官能團(tuán)的絕緣膜而形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中， 所述固體的析出是通過使所述溶液與所述多個(gè)槽接觸、通過使所述溶液反應(yīng)或使所述溶液中所含的溶劑的量減少、或者使溶于所述溶液中的固體物質(zhì)的至少一部析出的方法中的至少任一種方法使所述溶液的至少一部分變化成固體而進(jìn)行的。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中， 所述固體物質(zhì)的從固相向氣相的變化通過固體物質(zhì)的升華、分解及反應(yīng)中的至少任一種方式來進(jìn)行。
【文檔編號(hào)】H01L27/115GK104517968SQ201410448439
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】西谷和人, 佐藤勝廣 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝