[发明专利]半导体装置以及用于制造半导体装置的方法

说明书

本发明涉及半导体装置以及用于制造半导体装置的方法。半导体装置包括包含主表面的半导体衬底、形成在主表面上方的元件分离膜以及从元件分离膜突出并且在平面视图中的第一方向上延伸的鳍。半导体装置进一步包括控制栅极电极和存储器栅极电极，其中控制栅极电极通过栅极绝缘膜沿着鳍的表面在与第一方向垂直的第二方向上延伸，并且与元件分离膜的第一主表面重叠，存储器栅极电极通过绝缘膜沿着鳍的表面在第二方向上延伸并且与元件分离膜的第二主表面重叠，其中相对于主表面，第二主表面低于第一主表面。

相关申请的交叉引用

通过引用将2016年2月24日提交的日本专利申请No.2016-032688的公开(包括说明书、附图和摘要)的全部内容并入本文中。

技术领域

本发明涉及半导体装置以及用于制造该半导体装置的方法，并且本发明能够适合地用于例如包括非易失性存储器的半导体装置。

背景技术

作为电可写且可擦除的非易失性存储器，EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)已被广泛使用。这些当前广泛使用的由闪存存储器代表的储存装置包括MISFET的栅极电极之下由氧化物膜围绕的捕获绝缘膜或导电浮栅电极，并且使浮栅或捕获绝缘膜中的电荷累积状态成为作为晶体管的阈值读出的存储器信息。该捕获绝缘膜意指能够累积电荷的绝缘膜，并且可以引用氮化硅膜等作为示例。通过将电荷注入到这样的电荷累积区/从这样的电荷累积区释放电荷，改变MISFET的阈值并将MISFET作为储存元件操作。作为这种闪存存储器，存在使用MONOS(金属-氧化物-氮化物-氧化物-半导体)膜的分裂栅极型单元。在这样的存储器中，通过使用氮化硅膜作为电荷累积区，与导电浮栅膜相比，存在以下优势：因为离散地累积电荷而在数据保持的可靠性方面有卓越的优点，因为在数据保持的可靠性方面的卓越而有使得氮化硅膜上方和下方的氧化物膜是薄膜的能力以及降低写/擦除操作的电压的能力，等等。

另外，分裂栅极型存储器单元包括通过第一栅极绝缘膜形成在半导体衬底上方的控制栅极电极(选择性栅极电极)，以及通过包括电荷累积区的第二栅极绝缘膜形成在半导体衬底上方的存储器栅极电极。进一步的，分裂栅极型存储器单元包括形成在半导体衬底的表面上方以将控制栅极电极和存储器栅极电极夹在中间的一对半导体区(源区和漏区)，并且第二栅极绝缘膜具有称作ONO膜的结构，其中ONO膜是氧化硅膜、氮化硅膜和氧化硅膜的层叠结构。

另外，在日本未经审查的专利申请公布2006-41354中，公开了分裂栅极型存储器单元，在该分裂栅极型存储器单元中，突起形状的有源区形成在半导体衬底的表面上方，选择性栅极(控制栅极电极)和存储器栅极(存储器栅极电极)被安置为跨过突起形状的有源区。进一步的，选择性栅极500通过栅极绝缘膜900形成在有源区上方，并且存储器栅极550通过由ONO膜形成的栅极绝缘膜950形成在有源区上方。ONO膜具有热氧化硅膜、由CVD方法形成的氮化硅膜以及由CVD方法或ISSG方法形成的氧化硅膜的层叠结构，并且具有电荷保持功能。

发明内容