JPH04199672A - 電荷蓄積装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、電荷蓄積装置に関するもので、特にＤ　Ｒ
Ａ　Ｍ　（Ｄｙｎａｍｉｃ　Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓ
ｓ　Ｍｅｎｏｒｙ）の各メモリセルのキャパシタ部とし
て好適な１！荷記憶装冨に間するものである。

（従来の技術） ＤＲＡＭは、電子機器構築のうえて不可欠な半導体デバ
イスとなっている。

第８図は、このようなりＲＡＭの１つのメモリセル部分
の最も一般的な構造を概略的に示した断面図である。

このメモリセルは、第１導電型（この場合はｐ型。）の
シリコン基板１０１と、この基板１０１上に形成された
電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）１０３及び電荷
記憶装置ｊｌ１０５で主に構成されている。なお、図中
１０７は素子分離のためのフィールド酸化膜である。

ここて、ＭＯ３ＦＥＴ１０３は、基板に形成されたソー
ス領域１０３ａ及びトレイン領域１０３ｂと、ゲート絶
縁膜１０３ｃと、このゲート締縛［１０３ｃ上に形成さ
れたゲート電極１０３ｄとて構成されている。

また、電荷記憶装置１０５は、一方の電極としてかつ電
荷蓄積部としで機能する第２導電型領域（この場合口型
領ｔｉ）１０５ａ及び他方の電極となるプレート電極１
０５ｂと、これらの間に設けられた誘電体膜１０５ｃ　
（以下、キャパシタ絶縁膜１０５Ｃと称することもある
。）とて構成されている。

ゲート絶縁膜１０３Ｃ及びキャパシタ絶縁膜１０５Ｇい
ずれも、基板１０１を酸素雰囲気中で］００ｏ″Ｃ程度
の温度で熱処理することで形成される。

上述のメモリセルては、ＭＯ３ＦＥＴＩ○３のゲート電
極１０３ｄにバイアスか加えられて当該トランジスタの
チャネル１０９かオンされると、ソース領域１０３ａか
ら「１」または「Ｏ」の情報かトレイン領域１０３ｂに
転送されさらに１！荷蓄積装！１０５に転送される。電
荷蓄積部１０５は、この情報を保持する。これにより情
報書き込みかなされる。また、電荷蓄積部１０５て保持
されでいる情報は、ＭＯ３ＦＥＴ１０３のチャネル１０
９がオンされるとトレイン領域１０３ｂ、チャネル１０
９を経てソース領ｔｉ１０３ａから取り出される。

この電荷蓄積部［１０５ての電荷蓄積部１０５のキャパ
シタ容量は、ｎ型領域１０５ａ、キャパシタ絶縁膜１０
５Ｃ及びプレート電極］０５ｂ各々か重なっている部分
の平面積と、キャパシタ絶縁膜１０５ｃの膜厚と、キャ
パシタ絶縁膜１０５Ｃの誘電率とにより決まる。

しかし、ＤＲＡＭの高と層化に伴い半導体基板での電荷
蓄積装置の平面的な形成面積は小ざくせざるをえない。

このため、電荷蓄積装置の静電容量か小さくなるので信
号電荷量は減少し、情報の安定記憶が出来なくなる。

そこで、静電容量を維持するための対策の一つとして、
半導体基板の上側空間や、半導体基板内部領域を利用し
てキャパシタ絶縁膜の実効的な面積を増大させた電荷記
憶装置か提案されでいる。

前者はスタック型キャパシタと称され、後者はトレンチ
キャパシタと称されでいる。第９図はスタックドキャパ
シタを概略的に示した断面図、第１０図はトレンチキャ
パシタを概略的に示した断面図である。いずれの図にお
いても、第８図に示した構成成分と同様な機能を有する
構成成分については第８図で用いた番号と同一の番号を
付しである。但し、第９図において第８図のｎ型領域１
０５ａに相当する構成成分はｎ型ポリシリコン層で構成
されている。ざらに第９図において、１１１は絶縁膜で
ある。

また、静電容量を維持するための他の対策として、キャ
パシタ誘電体膜１０５ｃの膜厚を薄くすることかなされ
でいる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、キャパシタ誘電体膜を薄くした場合この
膜に加わる電界は増大するのでキャパシタ誘電体膜は破
壊し易くなる。このため、電荷蓄積装置の寿命か低下し
易くなる。

この発明は、このような点に鑑みなされたものであり、
従って、この発明の目的は、キャパシタ誘電体膜を薄膜
化した場合も従来の電荷蓄積装置に比へ長寿命な電荷蓄
積装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） この目的の達成を図るため、この出願の第一発明によれ
ば、２つの電極及びこれら電極間に設けられた誘電体膜
を具える電荷蓄積装置において、誘電体膜は、シ１ノコ
ンを少なくとも亜酸化窒素（Ｎ２０）ガスで酸化及び窒
化し形成した膜で構成しであることを特徴とする。

この第一発明の笑施に当つ、前述のシリコンを、シリコ
ン基板の表面部分またはポリシリコン層の表面部分とす
るのが好適である。

また、この出願の第二発明によれば、２つの電極及びこ
れら電極間に設けられた誘電体膜を具える電荷蓄積装置
においで、 誘電体膜を、その膜厚方向における水素原子濃度が該膜
の表面近傍を除いた１囲で最大で５３×１０２０個７．
／ｃｍ’であり、かつ、該膜の膜厚方向における窒素原
子濃度の最大値か最小でも１×ＩＱ２１個／　ｃ　ｍ　
３であるシリコン酸化膜で構成したことを特徴とする。

なお、ここで、シリコン基板とは、シリコン基板そのも
の、シリコン基板上にシリコンエピタキシャル層を具え
たもの、これら基板に拡散層や素子等か作り込まれた中
間物等であることが出来る。

また、第一発明でいう少なくとも（Ｎ２０）ガスでの意
味は、シリコンから自然酸化膜を除去するために還元性
ガスを用いたつ、酸素ガスを用いシリコンに予め酸化膜
を形成したりというような他の処理を含め得ることであ
る。

また、上述の第二発明の実施に当り、当該誘電体膜は、
基板を少なくとも亜酸化窒素（Ｎ２０）ガスを用い酸化
及び窒化することにより容易に得られるが、これ以外の
方法で形成したものでも勿論良い。

（作用） この出願の第一発明の誘電体膜は、水素を含まないガス
により窒化されたものであるため、窒素原子を所望の濃
度で含占かつ電子捕獲の原因となる水素の含有量の少い
誘電体膜である。

また、この出願の第二発明の誘電体膜は、後述する実験
結果から明らかなように、誘電体膜とこれにＷｔする電
極（例えば半導体基板の不純物拡散層）との界面の未結
合ポンドを埋めるに充分な窒素を含みかつ電子捕獲の原
因となる水素の含有量の少い誘電体膜である。

（実施例） 以下、図面７８参照して第−及び第二発明の実施例につ
いで説明する。なお、以下の説明では第−及び第２発明
の実施例を併せて説明する。ここで以下の説明で用いる
各図は、この発明を理解出来る程度に各構成成分の寸法
、形状、配置関係を概略的に示しである。また、以下の
説明中で述べる使用材料、使用製画及び温度、時間、膜
厚等の数埴的条件はこの出願の各発明の範囲内の好適例
にすぎないことは理解されたい。

く誘電体膜形成装置の説明〉 この実施例では菓−発明の電荷蓄積装置の誘電体膜（ま
たは第二発明の電荷蓄積装置の誘電体膜、以下、これら
を実施例の誘電体膜という。）を以下に説明するように
形成する。第５図は、そのために用いた誘電体膜形成装
置の主要部を概略的に示す断面図である。なお、第５図
では反応炉内に基板１８を設置した状態を示す。また第
６図はこの誘電体膜形成装置の全体構成を概略的に示す
図である。

第５図にも示すようにこの装置は反応炉（チャ、　　ン
バー）１０を具える。この反応炉１ｏは、本体１０ａ、
蓋部材１０ｂ及び昇降部材１０ｃで構成しである。本体
１０ａ及び昇降部材１０ｃは例えばステンレスで、また
蓋部材１０ｂ及び後述の支持体２０は石英で構成しであ
る。

また反応炉１０の本体］○ａ及び昇降部材１０Ｃは分離
可能に一体となっで凹部ａを形成するものである。また
、昇降部材１０ｃの凹部ａの側には基板１８を載せるた
めの支持体２０を設けて昇降部材１０ｃの昇降によって
支持体２０をのせた基板１８を反応炉］０内へ入れ或は
反応炉１０外へ取り出せるようにしである。この場合、
昇降部材１０ｃ％例えば機械的に昇降させるための昇降
装Ｍ２２と連結させている。

また蓋部材１０ｂは本体１０ａに着脱自在なものとしで
ある。本体１０ａと蓋部材１０ｂ及び昇降部材１０ｃと
の間には気叱保持部材２４例えばパイトンパツキンを設
けてあり、従って反応炉］０内の真空引きを行なった際
に反応炉１０内に電光状態が形成できる。

また凹部ａの基板近傍位言に基板１８の表面温度を測定
するための温度測定手段２６例えばオプティカルパイロ
メータを設けである。

ざらにこの実施例では加熱部］６を任意好適な構成の赤
外線照射手段、例えば赤外線ランプ１６ａと、この赤外
線ランプ１６ａｔ支持するための支持部材１６１）とを
以って構成しである。赤外線ランプ１６ａとしではタン
グステンハロゲンランプその他の任意好適なランプを用
いる。好ましくは、複数個の赤外線ランプ１６ａを反応
炉１０内の加熱を均一に行なえるように配置する。赤外
線ランプ１６ａは、反応炉１０外に配置する。この実施
例ては、蓋部材１０ｂを既に説明したように石英で構成
しであるので赤外線の透過が可能である。

このような構成の反応炉１０は、ガス供給管２８を介し
ガス供給部１４（第６図参照）と接続してありまた、排
気管３０を介し排気手段１２（第６図参照）と接続しで
ある。

排気手段１２は、この場合、ターボ分子ポンプ１２ａと
このポンプ１２ａと接続されたロータリーポンプ１２ｂ
とを具える。さらに、所定の位置に、真空計３２ａ〜３
２ｄＶ具える。これら真空ポンプ及び真空計は、配管３
ｏ及びバルブ３４．３６ａ　〜３６ｆ、３８．４０によ
って接続しである。

カス供給部１４は、この場合、還元性ガス源１４ａ、Ｎ
２０ガス源１４ｂ、０２ガス源１４ｃ及び不活性ガス限
１４ｄ％具える。場合によっては他のガス源例えば反応
性ガス源（例えば塩化水素等）を具えることも出来る。

これらガス源１４ａ〜１４ｄと反応炉１０とは、配管２
８及びバルブ４６ａ〜４６ｄ、４８ａ、４８ｂによって
接続しである。また、系の途中にはガスの流量を調整す
るためのガス流量コントローラ５０ａ、５０ｂか設けで
ある。

このガス供給系１４では各バルブを揉作することにより
、反応炉１０に所望のガス源からのガスを供給できる。

なお、菓５図及び第６図を用いて説明した装置は、この
出願の出願人に係る例えば特願平１−２９９５４６号、
特願平２−４２２０３号に詳細に説明されている。

〈電荷蓄積装置の形成説明〉 夫庭應 次に、上述の装置を用いこの実施例の場合ｐ型シリコン
基板１８（基板］８と略称することもある。）に実施例
の誘電体膜を以下の手順で形成する。次いて、公知の方
法によりこの誘電体膜主にプレート電極を形成して実施
例のＩ！電荷蓄積装置形成する。第７図（Ａ）〜（Ｃ）
はその説明に供する工程図である。いずれも断面図によ
り示しである。

■・・・前処理 先ず、従来から行なわれている如く化学薬品及び純水等
を用いてｐ型シリコン基板１８の前洗浄を行なう。

次に、反応炉］Ｏ内で基板１８に自然酸化膜か形成され
るのを防止するため、反応炉１０内にパージ用のガスと
して例えば窒素ガス或いはアルゴンガス等のような不活
性ガスを予め導入してあく。ここでは、還元性ガス及び
０２ガスは未だ導入しない。このようにガス供給を行な
うには、ノ＼ルブ４４．４８ｂ及び４６ｄを開け、バル
ブ４８ａ、４６ａ〜４６ｃを閉しれば良い。

次に、基板１８を反応炉１０内に投雪する。これは、基
板％１８昇降部材１０の支持体２０上に固定することで
行なえる。

■・・・自然酸化膜の除去 シリコン基板は、上述の如く極力自然酸化膜か形成され
ないように配慮された状態で反応炉１０内に設置するか
、このように取り扱いを慎重にしたとしても不可避的に
自然酸化膜が表面に形成されることか多い。このためこ
の実施例では、この自然酸化膜を以下に説明するように
除去する。

まず、反応炉１０内への不活性ガスの供給を停止する。

次に、排気手段１２によって反応炉］○内を例　　。

えばｌｘ　１０−６Ｔｏ　ｒ　ｒの真空度となるように
排気し反応炉１０内を清浄化する。

次に、反応炉１０内に還元性ガス例えば水素ガスを導入
する。この際、反応炉１０内を減圧状態に維持する。こ
れは、不活性ガスの流量及び排気系の排気速度を調整す
ることで行なえる。

次に、還元性ガス雰囲気下において加熱部１６により基
板を加熱する。これにより基板の自然酸化膜を還元出来
、自然酸化膜を基板から除去出来る。自然酸化膜の除去
の際には、シリコン基板表面に付着していた不純物等も
除去出来る。なお、この実施例では、反応炉１０内を減
圧状態に維持しながら加熱処理を行なっているので、自
然酸化膜の還元による反応生成物が反応炉１ｏ外へ排気
され、その結果、反応生成物によって基板及び反応炉］
０内が汚染される度合を低減出来る。

また、加熱処理の際は、基板の表面温度を温度測定手段
２６で測定しながら例えば基板の表面温度を５０℃／秒
〜２００℃／秒の間の適当な割合で好ましくは約り００
℃／秒で上昇させて、約１０００℃となったら約１０〜
３０秒間１００ｏ℃の状態を保持するように基板の加熱
を制御する。

次に、基板の加熱を停止すると共に還元性ガスの供給を
停止し、そして基板の表面温度か室温例えば約２５℃と
なるまで基板が冷却するのを待つ。この冷却は強制的に
冷却するよう（こしても良い。強制冷却は、例えば不活
性ガスを反応炉ｌｏ内に大量に導入することにより行な
える。

次に、反応炉１ｏ内を例えば１ｘｌＯ−６Ｔｏｒｒの高
真空に排気し、反応炉］０内を清浄化する。

■・・・誘電体膜の成膜 ■−■第１ステップ 次に、反応炉１０内に０２ガスを供給する。この場合も
誘電体膜形成時の反応性生成物を反応炉］０外に排気す
るため、反応炉］Ｏ内を例えば１００〜１Ｏ−２ＴＯｒ
「の低真空の減圧状態に維持する。この、状態で加熱部
１６による加熱処理によって基板１８を加熱する。具体
的には、基板１８の表面温度を温度測定手段２６で測定
しながら、基板１８の温度を例えば５０℃／秒〜２００
℃／秒の間の適当な割合で、好ましくは昇温速度約１０
０″Ｃ／秒で上昇させた復、所定時間、１１００℃に保
持するように行なう。この場合、温度の上昇割合か一定
となるように加熱を行なうのが好適であるが、それは第
１の絶縁膜の成長度合を一定にして品質の良い誘電体膜
を形成するためである。このようにして基板表面に膜厚
か２〜１５ｎｍ程度のＳｉ○２膜２０膜性０１する（第
７図（Ａ））。この実施例では膜厚か７膜ｍの８１０２
膜を形成した。

なお、５１０２膜２０１の膜厚制御は、例えば、酸化温
度、酸化時間及び０２ガスの流量を調整することによっ
て行なえる。

■−〇第２ステップ 次に、０２ガスの供給を停止した後、反応炉１０内を一
旦真空排気する。また、基板の冷却を行なう。その後、
反応炉１０内にＮ２０ガスを供給する。

次に、例えば０２ガスを用いでいた場合と同様な加熱条
件でＮ２０ガス雰囲気での基板の加熱を行なう。これに
より、ＳｉＯ２膜２０膜中０１中原子が導入されると共
にこの５ｉＯ７膜２０１が酸窒化され、酸窒化Ｓ　ｉ　
Ｏ２膜（実施例の誘電体膜）２０３が形成出来る（第７
図（Ｂ））。この実施例では酸窒化ＳｉＯ□膜２０３の
膜厚１！］ち実施例の誘電体膜の最終的な膜厚は１０ｎ
ｍとしている。なお、ガス交換時に基板を冷却するのは
、ガス交換時に基板温度か高いと基板に所望としない誘
電体膜が形成されてしまう恐れがあるのでこれを防ぐた
めである。

次に、酸窒化５１０２膜２０３形成済みの基板１８を冷
却後反応炉１０がら取り出す。

■・・・プレート電極の形成 次に、酸窒化５１０２膜２０３形成済みの基板］８上に
公知の方法によりプレート電極２０５を形成する。これ
により実施例の電荷蓄積装置が得られる（第７図（Ｃ）
）。

■■■ また、第７図（Ａ）を用い説明した酸素ガス及び赤外線
ランプによる酸化法でｐ型シリコン基板を酸化し膜厚か
１０ｎｍのＳ　ｘ　Ｏ２膜を形成する。即ち、Ｎ２０ガ
スを用いず酸素ガスのみを用いて実施例に準した方法で
膜厚１０ｎｍのＳｉ○膜を形成する。次に、このＳ　ｉ
　０２　Ｈ上にプレート電極を形成して比較例１の電荷
蓄積装置を形成する。

比１江２ また、第７図（Ａ）を用い説明した方法でＳｉ○２膜２
０１％形成した後この膜に対しアンモニアガスを用い酸
窒化を行ない、膜厚１０ｎｍの酸窒化５１０２膜を形成
する。次に、この酸窒化Ｓ　ｉ　Ｏ２膜上にプレート電
極を形成して比較例２の電荷蓄積装置を形成する。

〈電荷蓄積装置の評価結果〉 上述のように形成した実施例、比較例１及び比較例２の
各電荷蓄積装置に定電流注入試験を行ない、各試料の寿
命特性を評価する。なお、この試験は電流密度が１０ｍ
Ａ／ｃｍ２どなるような条件て行なっている。

第１図にこの試験結果を示した。ここで、縦軸は定電流
を維持するためにプレート電極に印加する電圧を変化さ
せた際の変化ｊｌ　（Ｖ）であり、横軸は注入電荷量（
Ｃ’、／ｃｍ２）である。

第１図から明らかなように、実施例の電荷蓄積装置は、
絶縁膜破壊を起す注入電荷量が比較例のものに比べ約１
．７〜２．６倍大きくなることか分つ、比較例のものに
比へ長寿命であることか理解出来る。

従って、この発明の電荷蓄積装置を第８図、第９図及び
第１０図を用いで説明した各ＤＲＡＭのメモリセルのキ
ャパシタに適用することにより、従来より長寿命なりＲ
ＡＭの実現が可能になる。

なお、この発明の電荷蓄積装Ｎを第９図のＤＲＡＭに組
み込む場合はボ１ノシリコン層１０５ａを形成後このポ
リシリコン層１０５ａに第７図（Ａ）及び（８）を用い
て説明した酸窒化処理を行なえば良い。また、第１０図
のＤ日ＡＭにこの発明の電荷蓄積装Ｍを組み込む場合は
基板にトレンチを形成後この基板に第７図（Ａ）及び（
Ｂ）を用いて説明した酸窒化処理を行なえば良い。

また、実施例の電荷蓄積装置は、プレート電極に印加す
る電圧の増加具合か一番受いことか分る。プレート電極
に印加する電圧が変化するのは、誘電体膜中に電子トラ
ップか生しているためであることを考えると、実施例の
電荷蓄積装置は電子トラップの発生か一番受いことが理
解できる。

〈誘電体膜の分析結果〉 また、実施例、比較例１及び比較例２の各電荷蓄積装置
の各誘電体膜を形成した手順と同様な手順でシリコン基
板に各誘電体膜を別途に形成し、これら誘電体膜各々の
、窒素原子濃度及び水素原子濃度をそれぞれＳ工ＭＳ（
二次イオン質量分析）により測定する。

第２図に実施例の誘電体膜の分析結果を、第３図に比較
例１の誘電体膜の分析結果を、第４図に比較例２の誘電
体膜の分析結果をそれぞれ示す。

いずれの図も、横軸に誘電体膜表面から基板方向への深
さ（ｎｍ）をとり、縦軸に原子濃度（ａｔｏｍｓ／ｃｍ
’　）をとって示しである。

■・・・第２図から明らかなように、実施例の誘電体膜
は、誘電体膜の膜厚方向における水素原子濃度か当該誘
電体膜の表面近傍を除いた範囲で最大でも３Ｘ１０”個
／ｃｍ３　（ａち３×１０２０個／ｃｍ３以下）であり
、かつ、該誘電体膜の膜厚方向における案素原子濃度の
最大値か最小でも１×１０２１個／ｃｍ３　（この場合
は４×１０２１個／ｃｍ３）であることが分る。そして
、誘電体膜の膜厚方向における窒素原子濃度の分布か該
膜の表面側においで最低濃度（３〜４ｘｌＯ１８個／ｃ
ｍ３）となり前記基板との界面近傍（この場合は界面か
ら２ｎｍ程度誘電体膜側）において最大濃度となってい
ることが分る。

■また、第３図から明らかなように、比較例１の誘電体
膜は比較例２のものに比べ窒素や水素の濃度は非常に低
い。これは、比較例１の誘電体膜が水素や窒素を導入せ
ずに形成したものであるからである。水素や窒素を導入
しないにもかかわらす検出された窒素や水素は、酸化雰
囲気の残留空気に起因するものと考えられる。

■また、第１図〜第３図を比較することで明らかなよう
に、実施例の誘電体膜は、稟素原子濃度が比較例２のそ
れの約半分どなっているかある程度（上述のようにピー
ク濃度か少なくとも１×１０２１個／ｃｍ３以上）は含
有されており、−方、水素原子Ｊ度は比較例２のそれの
約１１５となっていることか分る。そして、水素原子濃
度プロファイルに関しては比較例１のものと笑質的に同
しであることから、実施例の誘電体膜は水素原子濃度が
パックグラウントレヘルまで低減されていると考えるこ
とが出来る。

〈考察〉 第１図の寿命特性及び第２〜第４図の分析結果から、以
下のようなことか考えられる。

実施例の電荷蓄積装置か長寿命となる原因は、キャパシ
タ誘電体膜としで用いた実施例の誘電体膜中の窒素か誘
電体膜／シリコン基板界面の未結合ボンディングを埋め
るようになる（ターミネイトする）ためと考えられる。

アンモニアガスを用いた比較例２の誘電体膜も膜中に窒
素を含んでいるがこの膜は水素含有率か実施例のものよ
り高い（菓２図及び第４図参照）。このため、比較例２
の電荷蓄積装置では電子捕獲による基板電圧増加か生し
これか窒素の作用を相殺し当該装置の寿命を低下しでい
ると考えられる。

上述においでは、この出願の各発明の実施例について説
明したが、これら発明は上述の実施例のみに限られるも
のではなく以下に説明するような変更を加えることが出
来る。

実施例の電荷蓄積装置の誘電体膜はその窒素及び水素濃
度プロファイルか第２図のようなものであったか、当該
誘電体膜は第２図の濃度ファイルのもののみに限られる
ものではない。特に窒素濃度のピーク値はもつと高くで
も良いと考えられる。その上限は窒素添加量が増加する
ことによる誘電体膜の応力が素子特性に与える影響等で
決定されると考えられる。

（発明の効果） 上述した説明からも明らかなように、この出願の第−及
び第二発明の電荷蓄積装置によれば、キャパシタ誘電体
膜か該誘電体膜及び電極界面の未結合ボンドを埋めるに
充分な窒素を含有しかつ電子捕獲の原因となる水素の含
有量の少い誘電体膜であるので、従来より界面準位発生
、電子捕獲共に生しにくい。

このため、ＤＲＡＭの高配層化に伴うキャパシタ面積の
減少による静電容量低下を防止するためキャパシタ誘電
体膜の薄膜化が行なわれても、酸化膜のみでキャパシタ
絶縁膜が構成された従来の電′ｖＩ蓄積装置より長寿命
な電荷蓄積装置になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例及び比較例の電荷蓄積装置の寿命特性
を示す図、 菓２図は、ＳＩＭＳにより測定した実施例の装置の誘電
体膜の窒素及び水素濃度プロファイル、第３図は、ＳＩ
ＭＳにより測定した比較例１の装置の誘電体膜の窒素及
び水素濃度プロファイル、 第４図は、ＳＩＭＳにより測定した比較例２の装置の誘
電体膜の窒素及び水素濃度プロファイル、 第５図及び第６図は、実施例の説明に供する図であり、
実施例の誘電体膜形成時に使用した装置の説明に供する
図、 第７図（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例の電荷蓄積装置の製造
説明に供する図、 第８図〜第１０図は、従来技術の説明に供する図である
。 ］８・・・基板（ｐ型シリコン基板） ２０１−３ｉ○２膜 ２０３・・・酸窟化５１０２膜 ２０５・・・プレート電極。 特許出願人　　　沖電気工業株式会社 代理人　弁理士　　　　大　垣　　孝ｇ３プレート電極
電圧の変化量（Ｖ） 深さ（ｎｍ） 英施例の装置の誘電体膜のＳＩＭＳ測定結果第２図 深さ（ｎｍ） 比較例１の製画の誘電体膜のＳＩＭＳ測定結果第３図 ０　　　　　　　　５　　　　　　　　　ｌ０１５；ｊ
さ（ｎｍ） 比較例２の製画の誘電体膜のＳＩＭＳ測定結果第４図 １８二基板（ｐ型シリコン基板） ２０１　：　Ｓ　ｉ　０２腹 ２０３：酸璽化Ｓｉ○２１１１ ２０５ニブレート電極 爽施例の説明に供する工程図 第７図 ＋（１３１（１５ 従来技術の説明に供する図 従来技術の説明に供する図 笛９図 ＋０３　　　　　　　　　　　１０５ 従来技術の説明に供する図 第１Ｏ図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）２つの電極及びこれら電極間に設けられた誘電体
   膜を具える電荷蓄積装置において、 誘電体膜を、シリコンを少なくとも亜酸化窒素（Ｎ＿２
   Ｏ）ガスで酸化及び窒化し形成した膜で構成したこと を特徴とする電荷記憶装置。
2. （２）請求項１に記載の電荷記憶装置において、前記シ
   リコンを、シリコン基板の表面部分またはポリシリコン
   層の表面部分としたこと を特徴とする電荷蓄積装置。
3. （３）２つの電極及びこれら電極間に設けられた誘電体
   膜を具える電荷蓄積装置において、 誘電体膜を、その膜厚方向における水素原子濃度が該膜
   の表面近傍を除いた範囲で最大でも３×１０＾２＾０個
   ／ｃｍ＾３であり、かつ、該膜の膜厚方向における窒素
   原子濃度の最大値が最小でも１×１０＾２＾１個／ｃｍ
   ＾３であるシリコン酸化膜で構成したことを特徴とする
   電荷蓄積装置。