JP2008034814A5 - - Google Patents
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Claims (13)
- 半導体基板上に形成されたトンネル絶縁膜と、
前記トンネル絶縁膜上に形成され、遷移金属がドーピングされた誘電膜を含む電荷トラップ層と、
前記電荷トラップ層上に形成されたブロッキング絶縁膜と、
前記ブロッキング絶縁膜上に形成されたゲート電極と、を備えることを特徴とする不揮発性半導体メモリ素子。 - 前記誘電膜は、ＳｉｘＯｙ膜、ＨｆｘＯｙ膜、ＺｒｘＯｙ膜、ＳｉｘＮｙ膜、ＡｌｘＯｙ膜、ＨｆｘＳｉｙＯｚＮｋ膜、ＨｆｘＯｙＮｚ膜及びＨｆｘＡｌｙＯｚ膜で構成されたグループから選択される何れか一つ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メモリ素子。
- 前記遷移金属は、ｄ軌道に原子が電子を有する金属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メモリ素子。
- 前記誘電膜がＨｆｘＯｙ膜である場合、前記誘電膜内にドーピングされた遷移金属は、Ｔａ、Ｖ、Ｒｕ及びＮｂで構成されたグループから選択される一つ以上の遷移金属であり、前記誘電膜がＡｌｘＯｙ膜である場合は、前記誘電膜内にドーピングされた遷移金属は、Ｗ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔｉ及びＺｎで構成されたグループから選択される一つ以上の遷移金属であることを特徴とする請求項２に記載の不揮発性半導体メモリ素子。
- 前記遷移金属は、０.０１％〜１５％でドーピングされたことを特徴とする請求項１に記載の不揮発性半導体メモリ素子。
- 前記遷移金属は、前記誘電膜内に電子トラップと正孔トラップとを同時に形成するように少なくとも２種類以上ドーピングされたことを特徴とする請求項１に記載の不揮発性半導体メモリ素子。
- 半導体基板上にトンネル絶縁膜用の第１絶縁膜を形成する工程と、
前記第１絶縁膜上に電荷トラップ層として遷移金属がドーピングされた誘電膜を形成する工程と、
前記遷移金属がドーピングされた誘電膜上にブロッキング絶縁膜用の第２絶縁膜を形成する工程と、
前記第２絶縁膜上にゲート電極用の導電膜を形成する工程と、
前記導電膜、第２絶縁膜、遷移金属がドーピングされた誘電膜及び第１絶縁膜をパターニングしてトンネル絶縁膜、電荷トラップ層、ブロッキング絶縁膜及びゲート電極が順次に積層されたゲート構造物を形成する工程と、を含むことを特徴とする不揮発性半導体メモリ素子の製造方法。 - 前記誘電膜は、ＳｉｘＯｙ膜、ＨｆｘＯｙ膜、ＺｒｘＯｙ膜、ＳｉｘＮｙ膜、ＡｌｘＯｙ膜、ＨｆｘＳｉｙＯｚＮｋ膜、ＨｆｘＯｙＮｚ膜及びＨｆｘＡｌｙＯｚ膜で構成されたグループから選択される何れか一つであることを特徴とする請求項７に記載の不揮発性半導体メモリ素子の製造方法。
- 前記遷移金属がドーピングされた誘電膜は、前記第１絶縁膜上に未ドーピング誘電膜を形成した後に、前記未ドーピング誘電膜内に遷移金属原子をイオン注入して形成することを特徴とする請求項７に記載の不揮発性半導体メモリ素子の製造方法。
- 前記遷移金属がドーピングされた誘電膜は、少なくとも８００℃以上の温度で形成することを特徴とする請求項７に記載の不揮発性半導体メモリ素子の製造方法。
- 前記遷移金属がドーピングされた誘電膜を形成する工程後に、前記遷移金属がドーピングされた誘電膜を少なくとも８００℃以上の温度でアニーリングする工程をさらに含むことを特徴とする請求項７に記載の不揮発性半導体メモリ素子の製造方法。
- 前記アニーリングは、酸素雰囲気または窒素雰囲気で行うことを特徴とする請求項１１に記載の不揮発性半導体メモリ素子の製造方法。
- 前記アニーリングは、急速熱処理方式または電気炉熱処理方式で行うことを特徴とする請求項１１に記載の不揮発性半導体メモリ素子の製造方法。
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