[发明专利]半导体存储装置及其制造方法

权利要求书

1、一种半导体存储装置，其特征在于，包括：

半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成的第一绝缘膜，该第一绝缘膜包括：具有第一氮氧化硅层、氮化硅层以及第二氮氧化硅层的叠层结构的氮氧化硅膜，以及形成在所述氮氧化硅膜上的富硅氧化硅膜；

形成在所述第一绝缘膜上的电荷蓄积层；

形成在所述电荷蓄积层上的第二绝缘膜；和

形成在所述第二绝缘膜上的控制栅极。

2、一种半导体存储装置，其特征在于，包括：

半导体衬底；

在所述半导体衬底上形成的第一绝缘膜，该第一绝缘膜包括：具有第一氮氧化硅层、氮化硅层以及第二氮氧化硅层的叠层结构的氮氧化硅膜、以及形成在所述氮氧化硅膜上的氧化硅膜，所述氧化硅膜与所述第二氮氧化硅层加起来的膜厚等于或大于硅和氢氧根的结合能除以加在所述第一绝缘膜上的电场和电子电荷得到的值；

形成在所述第一绝缘膜上的电荷蓄积层；

形成在所述电荷蓄积层上的第二绝缘膜；和

形成在所述第二绝缘膜上的控制栅极。

3、根据权利要求2记载的半导体存储装置，其特征在于，所述氮化硅层从所述第一绝缘膜和所述电荷蓄积层的界面隔开的距离至少为硅与氢氧根的结合能除以加在所述第一绝缘膜上的电场和电子电荷得到的值。

4、根据权利要求2记载的半导体存储装置，其特征在于，施加于所述第一绝缘膜的电场为10MV/cm以上，所述第一绝缘膜中的硅和氢氧根的结合能为3.6eV。

5、根据权利要求1-4中任一项记载的半导体存储装置，其特征在于，所述电荷蓄积层为由多晶硅制成的浮置栅极。

6、根据权利要求1-4中任一项记载的半导体存储装置，其特征在于，所述电荷蓄积层由绝缘膜形成。

7、根据权要求1-4中任一项记载的半导体存储装置，其特征在于，所述氮氧化硅膜的膜厚为2.0nm以上2.9nm以下。

8、根据权利要求7记载的半导体存储装置，其特征在于，所述氮化硅层从所述半导体衬底隔开0.85nm以上。

9、根据权利要求1-4中任一项记载的半导体存储装置，其特征在于，所述氮氧化硅膜中的固定电荷密度为2.0×10¹¹cm^-2以上8.0×10¹²cm^-2以下。

10、根据权利要求1-4中任一项记载的半导体存储装置，其特征在于，所述氮氧化硅膜中的固定电荷密度与Si-N键的密度的比为0.5×10^-4以上2.0×10^-4以下。

11、根据权利要求1-4中任一项记载的半导体存储装置，其特征在于，所述氮化硅层中氮浓度为55％以上57％以下。

12、根据权利要求1-4中任一项记载的半导体存储装置，其特征在于，所述第一和第二氮氧化硅层中氮浓度为10％以下。

13、一种半导体存储装置的制造方法，其特征在于，包括：

在含有对半导体衬底的表面进行氮化处理的第一氮化气体和在制造中与所述半导体衬底实质上不反应的第一稀释气体、所述第一稀释气体的分压和所述第一氮化气体的分压的和与所述第一氮化气体的分压之比为5以上、且总压力为40托以下的气氛中，设置所述半导体衬底，在所述半导体衬底的表面上形成氮化层的工序；

将在表面上形成了所述氮化层的所述半导体衬底放置在含有氧化气体以及在制造中与所述半导体衬底实质上不反应的第二稀释气体的气氛中，在所述半导体衬底和所述氮化层之间形成第一氮氧化层，同时在所述氮化层的表面上形成第二氮氧化层的工序；以及

通过利用CVD法在所述第二氮氧化层上淀积氧化膜，形成所述第一氮氧化层、所述氮化层、所述第二氮氧化层、及所述氧化膜的叠层结构的隧道绝缘膜的工序。

14、根据权利要求13记载的半导体存储装置的制造方法，其特征在于，所述氮化层的形成是在500℃以上850℃以下的温度下进行的。