[发明专利]非易失性半导体存储装置以及制造该存储装置的方法

权利要求书

1.一种非易失性半导体存储装置，包括：

第一导电类型的半导体区；

第二导电类型的源区和漏区；

在源区与漏区之间形成的沟道区；

在沟道区上形成的隧道绝缘膜；

在隧道绝缘膜上形成的浮动栅电极；

在浮动栅电极上形成的电极间绝缘膜；以及

在电极间绝缘膜上形成的控制栅电极，

其中，将电极间绝缘膜与浮动栅电极之间的界面定义为第一界面，并将电极间绝缘膜与控制栅电极之间的界面定义为第二界面，

其中，电极间绝缘膜包括一个或多个第一元素、一个或多个第二元素以及氧，并且

其中，第一元素从稀土元素中选择，第二元素从Al、Ti、Zr、Hf、Ta、Mg、Ca、Sr和Ba中选择，

其中，被定义为第一元素的原子数量除以第二元素的原子数量的第一元素与第二元素的组成比率在第一界面与第二界面之间改变，

其中，电极间绝缘膜中第一元素在第一界面附近的组成比率低于在第二界面附近的组成比率。

2.如权利要求1所述的装置，其中，电极间绝缘膜是非晶质的。

3.如权利要求2所述的装置，其中，被定义为第一元素的原子总数除以第二元素的原子总数的电极间绝缘膜中的平均组成比率不等于1。

4.如权利要求2所述的装置，其中，被定义为第一元素的原子总数除以第二元素的原子总数的电极间绝缘膜中的平均组成比率为0.6到0.9。

5.如权利要求4所述的装置，

其中，浮动栅电极在与电极间绝缘膜接触的区中包括含有Si的导电材料，

其中，控制栅电极包括含有金属的导电材料，并且

其中，被定义为第一元素的原子数量除以第二元素的原子数量的电极间绝缘膜中第一元素的组成比率在第一界面附近为0.1或更低。

6.如权利要求4所述的装置，

其中，浮动栅电极和控制栅电极在与电极间绝缘膜接触的区中包括含有金属的导电材料，并且

其中，电极间绝缘膜中第一元素的组成比率在第一和第二界面附近为0.3或更低。

7.如权利要求4所述的装置，

其中，浮动栅电极在与电极间绝缘膜接触的区中包括含有金属的导电材料，

其中，控制栅电极在与电极间绝缘膜接触的区中包括含有Si的导电材料，并且

其中，电极间绝缘膜中第一元素的组成比率在第一界面附近为0.3或更低，以及其组成比率在11第二界面附近为0.5或更低。

8.如权利要求4所述的装置，

其中，浮动栅电极和控制栅电极在与电极间绝缘膜接触的区中包括含有Si的导电材料，并且

其中，电极间绝缘膜中第一元素的组成比率在第一界面附近为0.1或更低，以及其组成比率在第二界面附近为0.5或更低。

9.如权利要求4所述的装置，还包括：在浮动栅电极与电极间绝缘膜的第一界面之间形成的含有Si的绝缘膜，

其中，控制栅电极包括含有金属的导电材料，并且

其中，电极间绝缘膜中第一元素的组成比率在第一界面附近为0.1或更低。

10.如权利要求4所述的装置，还包括：在浮动栅电极与电极间绝缘膜的第一界面之间形成的含有Si的绝缘膜，

其中，控制栅电极在与电极间绝缘膜接触的区中包括含有Si的导电材料，并且

其中，电极间绝缘膜中第一元素的组成比率在第一界面附近为0.1或更低，电极间绝缘膜中第一元素的组成比率在第二界面附近为0.5或更低。

11.一种用于制造非易失性半导体存储装置的方法，包括：

在半导体区上形成隧道绝缘膜和浮动栅电极层；

在浮动栅电极层上形成第一绝缘膜，其包括一个或多个从Al、Ti、Zr、Hf、Ta、Mg、Ca、Sr和Ba中选择的元素以及氧；

在第一绝缘膜上形成第二绝缘膜，其包括一个或多个从稀土元素中选择的元素、一个或多个从包括在第一绝缘膜中的所述一个或多个元素中选择的元素以及氧；

在第二绝缘膜上形成控制栅电极层；

在半导体区中形成源区和漏区；以及

对第一绝缘膜和第二绝缘膜执行热处理以使它们具有单层结构。