[发明专利]隧道氧化膜的氮化处理方法、非易失性存储元件的制造方法和非易失性存储元件，以及控制程序和计算机可读取的存储介质

说明书

技术领域

本发明涉及非易失性存储元件中的隧道氧化膜的氮化处理方法、使用该处理方法的非易失性存储元件的制造方法及非易失性存储元件，以及用于实施上述氮化处理方法的控制程序和计算机可读取的存储介质。

背景技术

一直以来，在EPROM、EEPROM、快速闪存储器等非易失性存储元件中，出于改善存储器特性的目的，对隧道氧化膜实施氮化处理。已知，这种氧化膜的氮化处理有现在仍在采用的热处理(例如下述专利文献1、2)。

在现有的利用热处理的氧化膜氮化方法中，为在热平衡状态下推进氮化处理，基本上需要采用特定的氮化区域形成位置及浓度，即需要特定的氮分布。具体而言，氮化区域的位置确定在与基板交界面，且N的峰密度基本上为10²¹atoms/cm³的上限。

然而最近，人们在寻求进一步提高隧道氧化膜的膜质、进一步提高浮栅(floating gate)中的数据保持特性等存储器特性，因此，上述氮分布在现有热氮化工艺中逐渐显露出不足。

专利文献1：日本特开平5-198573号公报。

专利文献2：日本特开2003-188291号公报。

发明内容

本发明目的在于，提供可达到进一步提高隧道氧化膜的膜质、进一步提高浮栅中的数据保持特性等存储器特性的非易失性存储元件的隧道氧化膜的氮化处理方法。

本发明的另一目的在于，提供使用如上所述氮化处理方法的非易失性存储元件的制造方法和非易失性存储元件。

本发明的又一目的在于，提供用于施行上述氮化处理方法的控制程序和计算机可读取的存储介质。

根据本发明第一方面，提供一种隧道氧化膜的氮化处理方法，其中，具有准备形成有用于形成非易失性存储元件的隧道氧化膜的基板的工序，和使用含有氮气的处理气体进行等离子体处理，由此在上述隧道氧化膜的表面部分形成氮化区域的工序。

根据本发明第二方面，提供一种非易失性存储元件的制造方法，其中，具有在硅基板上形成隧道氧化膜的工序；使用含有氮气的处理气体进行等离子体处理，由此在上述隧道氧化膜的表面部分形成氮化区域的工序；在上述隧道氧化膜上形成浮栅的工序；在上述浮栅上形成电介质膜的工序；在上述电介质膜上形成控制栅的工序；和在上述浮栅和上述控制栅的侧壁形成侧壁氧化膜的工序。

根据本发明第三方面，提供一种非易失性存储元件，其中，具备：硅基板；在上述硅基板上形成的隧道氧化膜；在上述隧道氧化膜上形成的浮栅；在上述浮栅上形成的电介质膜；在电介质膜上形成的控制栅；和在上述浮栅和上述控制栅的侧壁形成的侧壁氧化膜，上述隧道氧化膜的表面部分具有采用含有氮气的处理气体进行等离子体处理形成的氮化区域。

根据本发明第四方面，提供一种控制程序，其在计算机上运行时，用计算机控制等离子体处理装置，使其进行隧道氧化膜的氮化处理方法，该方法具有：准备形成有用于形成非易失性存储元件的隧道氧化膜的基板的工序，和使用含有氮气的处理气体进行等离子体处理，由此在上述隧道氧化膜的表面部分形成氮化区域的工序。

根据本发明第五方面，提供一种计算机可读取的存储介质，用于存储在计算机上运行的控制程序，上述控制程序运行时，用计算机控制等离子体处理装置，实施下述隧道氧化膜的氮化处理方法，该方法具有：准备形成有用于形成非易失性存储元件的隧道氧化膜的基板的工序，和使用含有氮气的处理气体进行等离子体处理，由此在上述隧道氧化膜的表面部分形成氮化区域的工序。

在上述第一和第二方面中，上述等离子体处理可使用由具有多个缝隙的平面天线将微波导入处理室内而产生等离子体的等离子体处理装置进行。此外，作为上述处理气体，可使用含有稀有气体的处理气体，作为稀有气体优选为氩(Ar)气。再者，上述氮化区域的N掺杂量优选为1×10¹⁵atoms/cm²以上。且上述等离子体处理还优选在6.7～266Pa的压力下实施。

在上述第三方面中，上述氮化区域优选使用由具有多个缝隙的平面天线将微波导入处理室内而产生等离子体的等离子体处理装置形成。此外，上述氮化区域可通过使用含有氮气及稀有气体的处理气体的等离子体处理形成，作为稀有气体优选为Ar气。再者，氮化区域的N掺杂量优选为1×10¹⁵atoms/cm²以上。