[发明专利]非易失性存储装置及半导体装置的制造方法

权利要求书

1.一种半导体装置的制造方法，包括：

在一半导体基底上方形成一氧化层；

对该氧化层进行一第一氮化工艺步骤，以形成一第一富含氮区，该第一富含氮区邻近于该氧化层与该半导体基底之间的一界面；

在进行该第一氮化工艺步骤之后，对氧化层进行一第二氮化工艺步骤，以形成一第二富含氮区；以及

在该氧化层上方形成一第一栅极电极，其中该第二富含氮区邻近于该氧化层与该第一栅极电极之间的一界面。

2.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，还包括在形成该第一栅极电极之前，以大于950℃的温度进行退火处理。

3.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中该第一氮化工艺步骤包括在氨气、一氧化二氮、及/或一氧化氮的气体氛围且在800℃以上的温度进行加热，而该第二工艺包括去耦合等离子体氮化工艺。

4.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其中该第一富含氮区包括至少5％的氮，且该第二富含氮区包括至少5％的氮。

5.如权利要求1所述的半导体装置的制造方法，还包括：

在该第一栅极电极上方形成一栅极间介电层；以及

在该栅极间介电层上方形成一第二栅极电极，其中该第二栅极电极包括一非易失性存储装置的一控制栅极，且该第一栅极电极包括该非易失性存储装置的一浮置栅极。

6.如权利要求5所述的半导体装置的制造方法，其中形成该栅极间介电层的步骤包括：

在该第一栅极电极上方形成一栅极间介电前驱物层；

对该栅极间介电前驱物层进行一第三氮化工艺步骤，以形成一第三富含氮区，该第三富含氮区邻近于该栅极间介电前驱物层与该第一栅极电极之间的一界面；以及

在进行该第三氮化工艺步骤之后，对该栅极间介电前驱物层进行一第四氮化工艺步骤，以形成一第四富含氮区；

其中该第三氮化工艺步骤包括在氨气、一氧化二氮、及/或一氧化氮的气体氛围进行加热，且加热温度在800℃以上，而该第四工艺包括去耦合等离子体氮化工艺步骤。

7.一种半导体装置的制造方法，包括：

在一半导体基底上方形成一氧化层；

对该氧化层进行一第一热氮化工艺；

在进行该第一热氮化工艺之后，对氧化层进行一第一等离子体氮化工艺；以及

在该氧化层上方形成一浮置栅极电极。

8.如权利要求7所述的半导体装置的制造方法，其中该第一热氮化工艺在该氧化层内形成一富含氮区，该富含氮区邻近于该氧化层与该半导体基底之间的一界面，而该第一等离子体氮化工艺在该氧化层内形成另一富含氮区，其邻近于该氧化层与该浮置栅极电极之间的一界面。

9.如权利要求7所述的半导体装置的制造方法，还包括在形成该浮置栅极电极之前，以大于950℃的温度进行退火处理。

10.如权利要求7所述的半导体装置的制造方法，其中该第一热氮化工艺包括在氨气、一氧化二氮、及/或一氧化氮的气体氛围且在800℃以上的温度进行加热，而该第一等离子体氮化工艺包括去耦合等离子体氮化工艺。

11.如权利要求7所述的半导体装置的制造方法，还包括：

在该浮置栅极电极上方形成一栅极间介电层；以及

在该栅极间介电层上方形成一控制栅极电极。

12.如权利要求11所述的半导体装置的制造方法，其中形成该栅极间介电层的步骤包括：

在该浮置栅极电极上方形成一栅极间介电前驱物层；

对该栅极间介电前驱物层进行一第二热氮化工艺；以及

在进行该第二热氮化工艺之后，对该栅极间介电前驱物层进行一第二等离子体氮化工艺；

其中该第二热氮化工艺包括在氨气、一氧化二氮、及/或一氧化氮的气体氛围且温度在800℃以上进行加热，而该第二等离子体氮化工艺包括去耦合等离子体氮化工艺。

13.一种非易失性存储装置，包括：

一栅极介电层，设置于一半导体基底上方，该栅极介电层包括一非均匀氮量变曲线，该非均匀氮量变曲线包括：

一第一富含氮区，邻近于该栅极介电层的一下表面；以及

一第二富含氮区，邻近于该栅极介电层的一上表面；以及

一第一栅极电极，设置于该栅极介电层的该上表面上。