(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上にシリコン酸化物からなる第１酸化膜を形成する段階と、
シリコンソース物質及び窒素ソースガスを用いたサイクリック化学気相蒸着工程を実施して前記第１酸化膜上にシリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ）を含むシリコン窒化膜を形成する段階と、
前記シリコン窒化膜上に第２酸化膜を形成する段階と、
前記第２酸化膜上に導電膜を形成する段階と、
前記導電膜、前記第２酸化膜、前記シリコン窒化膜及び前記第１酸化膜を順にエッチングし、前記半導体基板の上部に第１酸化膜パターン、シリコン窒化膜パターン及び第２酸化膜パターンの多層構造を有する電荷トラップ絶縁体、ならびに導電性パターンを含むゲート構造物を形成する段階と、
前記ゲート構造物と隣接する前記半導体基板の表面部に不純物をドーピングしてソース／ドレイン領域を形成する段階と、を含み、
前記シリコン窒化物は、ｘ／ｙの値が０．８５〜１．５であることを特徴とするＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記シリコンソース物質は、Ｓｉ２Ｃｌ６またはＳｉ３Ｃｌ８を含み、前記窒素ソースガスはＮＨ３ガス、４ＮＨ２ガスまたはこれらの混合ガスを含むことを特徴とする請求項１記載のＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記サイクリック化学気相蒸着工程は、４００〜７００℃で実施することを特徴とする請求項１記載のＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の製造方法。
【請求項４】
半導体基板上にシリコン酸化物からなる第１酸化膜を形成する段階と、
前記第１酸化膜上にシリコン窒化物（ＳｉａＮｂ、ａ／ｂの比が０．７〜０．８５である）からなる第１シリコン窒化薄膜を形成する段階と、
前記第１シリコン窒化薄膜上にシリコンソース物質と窒素ソースガスを用いたサイクリック化学気相蒸着工程を実施してシリコン窒化物（ＳｉｃＮｄ、ｃ／ｄの比が０．８５〜１．５である）からなる第２シリコン窒化薄膜を形成する段階と、
前記第２シリコン窒化膜上に第２酸化膜を形成する段階と、
前記第２酸化膜上に導電膜を形成する段階と、
前記導電膜、前記第２酸化膜、前記第１シリコン窒化薄膜及び前記第２シリコン窒化薄膜を含むシリコン窒化膜、ならびに前記第１酸化膜を順にエッチングして前記半導体基板の上部に第１酸化膜パターン、シリコン窒化膜パターン及び第２酸化膜パターンの多層構造を有する電荷トラップ絶縁体、ならびに導電性パターンを含むゲート構造物を形成する段階と、
前記ゲート構造物と隣接する前記半導体基板の表面部に不純物をドーピングしてソース／ドレイン領域を形成する段階と、
を含むことを特徴とするＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１シリコン窒化薄膜は前記シリコン窒化膜のうちその５〜６０％の厚さを有し、前記第２シリコン窒化薄膜は前記シリコン窒化膜のうちその４０〜９５％の厚さを有することを特徴とする請求項４記載のＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の製造方法
【請求項６】
前記第２シリコン窒化薄膜上にシリコン窒化物（ＳｉｘＮｙ、ｘ／ｙの値が０．７〜０．８５である）からなる第３シリコン窒化薄膜をさらに形成することを特徴とする請求項４記載のＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の製造方法に関し、より詳細にはシリコンリッチ（ｓｉｌｉｃｏｎ−ｒｉｃｈ）窒化薄膜を含む電荷トラップ絶縁膜を用いたＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、不揮発性半導体装置は単位セルの構造によりフローティングゲート型の不揮発性半導体装置と、フローティングトラップ型の半導体装置と、に区分することができる。特に、前記フローティングトラップ型の不揮発性半導体装置は主にＳＯＮＯＳ（Silicon Oxide Nitride Oxide Semiconductor）型の不揮発性半導体装置で示す。
【０００３】
前記フローティングゲート型の不揮発性半導体装置は、単位セルとして半導体基板上に形成するトンネル酸化膜、フローティングゲート、誘電膜及びコントロールゲートを含む。そして、前記フローティングゲート内に自由電荷（free carriers）の形態で電荷を貯蔵する方法でプログラミングを実施する。特に、前記フローティングゲート型の不揮発性半導体装置は前記フローティングゲートと半導体基板との間に介在する前記トンネル酸化膜に欠陥が発生すると、前記フローティングゲートに貯蔵された電荷をすべてなくしてしまうので、前記トンネル酸化膜を相対的に厚く形成しなければならい。しかし、前記トンネル酸化膜を多少厚く形成する場合には高い動作電圧を必要とし、その結果、周辺回路の構造が複雑となる。従って、前記フローティングゲート型の不揮発性半導体装置は高集積化に限界を示す。
【０００４】
前記ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置は、単位セルとして半導体基板上に形成する第１シリコン酸化膜、シリコン窒化膜及び第２シリコン酸化膜の多層構造を有する電荷トラップ絶縁体と、前記電荷トラップ絶縁体上に形成する単一電極と、を含む。そして、前記ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置は、前記単一電極と半導体基板との間に介在された前記電荷トラップ絶縁体で形成されるトラップに電子（ｅ）を貯蔵する方法でプログラミングを実施する。特に、前記電子は前記シリコン窒化膜の深い順位トラップ（deep level trap）に貯蔵されるので、前記第１シリコン酸化膜を相対的に薄く形成することができる。
【０００５】
このように、前記第１シリコン酸化膜を多少薄く形成する場合には低動作電圧でも駆動が可能であり、その結果、周辺回路の構造が簡単となる。従って、ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置は高集積化の実現が容易である。
【０００６】
前記ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置に対する例は、特許文献１に開示されている。しかし、前記ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置は、前記シリコン窒化膜に貯蔵された電荷である電子を消去するとき、前記電子を完全に消去することができないという状況が頻繁に発生する。その理由は、前記消去を実施するとき、前記シリコン窒化膜に貯蔵された電子がファウラーノルドハイム（Fowler-Nordheim）トンネリングによって、前記シリコン窒化膜から前記第１シリコン酸化膜をトンネルし前記半導体基板に完全に移動しなければならないが、前記シリコン窒化膜に電子が継続的に残っている状況が発生するからである。具体的に、前記シリコン窒化膜に貯蔵された電子を消去するとき、前記単一電極から生成された電子が前記第２シリコン酸化膜を通じて前記シリコン窒化膜に移動する。
【０００７】
また、前記ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の製造方法は、特許文献２に開示されている。このようなＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を製造するためには、基板上に下部誘電体膜（ＢＴＭ）でシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）膜を形成する。続いて、シリコン酸化膜上にＳｉＣｌ4またはＳｉ2Ｃｌ6ガス及びアンモニア（ＮＨ3）ガスを用いた原子層蒸着（ＡＬＤ）工程を実施し、電荷蓄積膜であるシリコン窒化膜を形成する。以後、前記シリコン窒化膜上に上部誘電膜及びゲート電極を形成することでＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置が完成される。
【０００８】
しかし、特許文献２に開示されているＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の製造方法は、ただ、前記シリコン窒化膜のインキュベーション時間を減少し、前記シリコン窒化膜の界面特性を向上させるために原子層蒸着工程を実施するシリコン窒化膜（ＳｉｘＮｙ）を形成することにある。従って、トラップ密度の高い前記シリコン窒化膜を形成することは困難であるという問題を有する。また、アンモニウムガスの流量を増加させ前記シリコン窒化膜を形成するので、前記シリコン窒化膜にトラップされた電子を除去するプログラム消去速度の向上には限界がある。これは、前記シリコン窒化膜がシリコンリッチ窒化物を含んでいないからである。
【０００９】
【特許文献１】米国特許第６，５０１，６８１号明細書
【特許文献２】特開２００２−２１７３１７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明の第１目的は、電子トラップ密度が高く電子の円滑な消去が可能となるシリコンリッチ窒化物を含む電荷トラップ絶縁体の製造方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の第２目的は、電荷トラップ絶縁膜を含むＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記第１目的を達成するための本発明による電荷トラップ絶縁体の製造方法は、シリコン酸化物からなる第１酸化膜を形成する。シリコンソース物質及び窒素ソースガスを用いたサイクリック化学気相蒸着工程を実施して前記第１酸化膜上にシリコンリッチ窒化物（ＳｉｘＮｙ、ｘ／ｙの値が０．７〜１．５である）を含むシリコン窒化膜を形成する。前記シリコン窒化膜上に第２酸化膜を形成する。その結果、半導体基板上には電荷の消去特性が高い電荷トラップ絶縁体が形成される。
【００１３】
特に、シリコンリッチ窒化物は化学式ＳｉｘＮｙでｘ／ｙの値が０．８５〜１．５であることが望ましい。前記シリコンソース物質としてＳｉ2Ｃｌ6またはＳｉ3Ｃｌ8を用い、窒素ソースガスとしてＮＨ3ガス、４ＮＨ2ガス、またはこれらの混合ガスを用いることが望ましい。また、前記シリコンリッチ窒化物ＳｉｘＮｙで前記ｙが４の場合ｘが３以上であることが望ましい。
【００１４】
前記第１目的を達成するための本発明による電荷トラップ絶縁体の製造方法は、シリコン酸化物からなる第１酸化膜を形成する。前記第１酸化膜上にシリコン窒化物（ＳｉａＮｂ、ａ／ｂの値が０．７〜０．８５である）からなる第１シリコン窒化薄膜を形成する。前記第１シリコン窒化薄膜上にシリコンソース物質及び窒素ソースガスを用いたサイクリック化学気相蒸着工程を実施してシリコンリッチ窒化物（ＳｉｃＮｄ、ｃ／ｄの値が０．８５〜１．５である）からなる第２シリコン窒化薄膜を形成する。前記第２シリコン窒化薄膜上に第２酸化膜を形成する。その結果、半導体基板上には電荷の消去特性が高い電荷トラップ絶縁体が形成される。
【００１５】
特に、前記電荷トラップ絶縁体の製造方法において、前記第１シリコン窒化薄膜及び前記第２シリコン窒化薄膜はインサイチュで形成することが望ましい。また、前記第１シリコン窒化薄膜はシリコン窒化膜全体の厚さのうち５〜６０％の厚さを有し、前記第２シリコン窒化薄膜は前記シリコン窒化膜厚さのうち４０〜９５％の厚さを有することが望ましい。
【００１６】
前記第２目的を達成するための本発明によるＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の製造方法は、半導体基板上にシリコン酸化物からなる第１酸化膜を形成する。シリコンソース物質及び窒素ソースガスを用いたサイクリック化学気相蒸着工程を実施して前記第１酸化膜上にシリコンリッチ窒化物（ＳｉｘＮｙ、ｘ／ｙの値が０．７〜１．５である）を含むシリコン窒化膜を形成する。前記シリコン窒化膜上に第２酸化膜を形成する。前記第２酸化膜上に導電膜を形成する。前記導電膜、第２酸化膜、シリコン窒化膜及び第１酸化膜を順にエッチングし、前記半導体基板の上部に第１酸化膜パターン、シリコン窒化膜パターン及び第２酸化膜パターンからなる電荷トラップ絶縁体、ならびに導電性パターンを含むゲート構造物を形成する。前記ゲート構造物と隣接する前記半導体基板の表面部に不純物をドーピングしてソース／ドレイン領域を形成する。その結果、前記絶縁体にトラップされた電荷の消去が容易なＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置が形成される。
【００１７】
前記第２目的を達成するための本発明によるＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の製造方法は、半導体基板上にシリコン酸化物からなる第１酸化膜を形成する。前記第１酸化膜上にシリコン窒化物（ＳｉａＮｂ、ａ／ｂの比が０．７〜０．８５である）からなる第１シリコン窒化薄膜を形成する。前記第１シリコン窒化薄膜上にシリコンソース物質及び窒素ソースガスを用いたサイクリック化学気相蒸着工程を実施してシリコンリッチ窒化物（ＳｉｃＮｄ、ｃ／ｄの比が０．８５〜１．５である）からなる第２シリコン窒化薄膜を形成する。前記シリコン窒化膜上に第２酸化膜を形成する。前記第２酸化膜上に導電膜を形成する。前記導電膜、第２酸化膜、前記第１シリコン窒化薄膜、及び第２シリコン窒化薄膜を含むシリコン窒化膜、及び第１酸化膜を順にエッチングして前記半導体基板の上部に第１酸化膜パターン、シリコン窒化膜パターン及び第２酸化膜パターンの多層構造を有する電荷トラップ絶縁体、ならびに導電性パターンを含むゲート構造物を形成する。前記ゲート構造物と隣接する前記半導体基板の表面部に不純物をドーピングしてソース／ドレイン領域を形成する。その結果、前記絶縁体にトラップされた電荷の消去が容易なＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置が形成される。
【００１８】
言及したように、本発明によると、ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置に適用するシリコンリッチ窒化物を含む電荷トラップ絶縁体は電荷の貯蔵能力は向上し、一定の電圧下で前記電荷トラップ絶縁体に貯蔵された電子の消去が容易な特性を有する。そのため、本発明のＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置でプログラム入力速度及びプログラム消去速度を顕著に増加させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態をより詳細に説明する。
（電荷トラップ絶縁体）
図１は本発明の一実施例による電荷トラップ絶縁体を示す概略的な断面図である。
図１を参照すると、前記電荷トラップ絶縁体５０は、ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置に適用され、第１酸化膜１５、シリコン窒化膜２０及び第２酸化膜３０の多層構造を有する。
【００２０】
具体的に、前記第１酸化膜１５は、電子トンネリングでエネルギ障壁を提供するトンネル膜に該当する。本実施例の第１酸化膜１５はシリコン酸化膜である。また、前記第１酸化膜１５は約２０Å〜５０Åの厚さを有し、望ましくは、約２０Å〜４０Åの厚さを有する。より望ましくは、約２５Å〜３５Åの厚さを有する。最も、望ましくは約３０Åの厚さを有する。ここで、前記第１酸化膜１５を相対的に薄く形成することができるのは言及したようにＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置が電荷トラップ絶縁体５０で形成されるトラップに電子を貯蔵する方法でプログラミングを実施するからである。
【００２１】
前記シリコン窒化膜２０は、電子（電荷）を貯蔵する貯蔵膜に該当する。本実施例のシリコン窒化膜２０はシリコンリッチ窒化物を含む。前記シリコンリッチ窒化物を含むシリコン窒化膜２０はシリコンソース物質及び窒素ソースガスを用いたサイクリック化学気相蒸着工程で形成される。
【００２２】
特に、前記シリコン窒化膜に含まれたシリコンリッチ窒化物（ＳｉｘＮｙ）におけるｘ／ｙの値は、０．７〜１．５を満足し、望ましくはｘ／ｙの値は０．８５〜１．３を満足する。より望ましくは、ｘ／ｙの値は、０．９〜１．２を満足する。また、前記シリコンリッチ窒化物ＳｉｘＮｙでｙが４の場合望ましくはｘは３〜６であり、より望ましくは、ｘは３．５〜５．５である。
【００２３】
また、本実施例においては前記シリコン窒化膜２０は約５０Å〜１００Åの厚さを有する。望ましくは、約６０Å〜９０Åの厚さを有し、より望ましくは約６５Å〜８０Åの厚さを有する。最も望ましくは、約７０Åの厚さを有する。
前記第２酸化膜３０は、前記ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の電極（図示せず）から印加される電圧を遮断する遮断膜に該当する。前記第２酸化膜３０は、シリコン酸化物または金属酸化物を含む。本実施例においては前記第２酸化膜３０の例としては金属酸化膜を挙げることができる。
【００２４】
（電荷トラップ絶縁体の製造方法）
図２は図１に示された電荷トラップ絶縁体の製造方法を示す工程流れ図である。
図１及び図２を参照すると、まず、半導体基板上にシリコン酸化物からなる第１酸化膜１５を形成する（段階Ｓ１１０）。
具体的に、前記第1酸化膜１５は化学気相蒸着工程、サブ−大気化学気相蒸着（Sub-Atmospheric ＣＶＤ）工程、低圧・化学気相蒸着工程（Low Pressure ＣＶＤ）工程または強化プラズマ化学気相蒸着（Plasma Enhanced ＣＶＤ）工程、熱酸化工程で形成することができる。特に、本実施例の前記第１酸化膜１５は熱酸化工程を実施することが望ましい。
【００２５】
前記第１酸化膜１５を形成するための熱酸化は約９００℃〜１２００℃の温度で実施する。特に、熱酸化の実施においては前記半導体基板１５が急激な温度変化がないように低い温度から言及した約９００℃〜１２００℃の酸化温度まで徐々に上昇させる。そして、±１℃範囲で前記酸化温度を保持し前記酸化を実施して第１酸化膜１５を形成した後、前記温度を徐々に下降させる。さらに、前記熱酸化では前記酸化のための反応物質として酸素（Ｏ2）または水蒸気（Ｈ2Ｏ）を提供する。
【００２６】
また、本実施例においては、前記第１酸化膜１５を約２０Å〜５０Åの厚さを有するように形成する。望ましくは、約２０Å〜４０Åの厚さを有するように形成し、より望ましくは、約２５Å〜３５Åの厚さを有するように形成する。最も望ましくは、約３０Åの厚さを有するように形成する。ここで、前記第１酸化膜１５を相対的に薄く形成することができるのは、言及したようにＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置が電荷トラップ絶縁体で形成されるトラップに電子を貯蔵する方法でプログラミングを実施するからである。
【００２７】
続いて、前記第１酸化膜１５上にシリコンリッチ窒化物を含むシリコン窒化膜２０を形成する（段階Ｓ１２０）。
具体的に、気体状態のシリコンソース物質及び窒素ソースガスを用いたサイクリック化学気相蒸着工程を実施して前記第１酸化膜上にシリコンリッチ窒化物（ＳｉｘＮｙ  ｘ／ｙの値が０．７〜１．５である）を含むシリコン窒化膜２０を形成する。
【００２８】
一般的に、前記シリコンリッチ窒化物を含むシリコン窒化膜２０はジクロロシラン（ＳｉＨ2Ｃｌ2）ガス及びアンモニウムガスを用いた化学気相蒸着工程で形成することができる。しかし、前記化学気相蒸着方式で前記シリコン窒化膜２０を形成するためには前記ジクロロシランガスの使用量を増加させることが必須的である。前記ジクロロシランの使用量の増加は反応副産物であるＮＨ4Ｃｌ塩の生成を増加させるという問題点を招く。ここで、前記ＮＨ4Ｃｌ塩は前記半導体基板上でパーティクルとして作用する。
【００２９】
従って、本実施例においては前記シリコンリッチ窒化物を含むシリコン窒化膜２０はサイクリック化学気相蒸着工程で形成することが望ましい。以下、一例で、前記サイクリック化学気相蒸着工程を実施しシリコン窒化膜を形成する方法を具体的に説明する。
【００３０】
まず、化学気相蒸着チャンバ内にローディングされた半導体基板の上部にシリコンソース物質を約０．５秒〜５秒の間提供する。特に、本実施例においては前記反応物質を約１秒の間提供する。前記シリコンソース物質の提供ではＬＤＳ（liquid delivery system）を使用する。前記半導体基板上には第１酸化膜が形成されている。
【００３１】
前記シリコンリッチ窒化物を含むシリコン窒化膜を形成するために適用される前記シリコンソース物質の例としては、Ｓｉ2Ｃｌ6またはＳｉ3Ｃｌ8を挙げることができる。本実施例においては、シリコンソース物質として、液体状態のＳｉ2Ｃｌ6を気化させ気体状態のＳｉ2Ｃｌ6ガスを使用することが望ましい。
その結果、前記シリコンソース物質の一部は前記第１酸化膜上に化学吸着され、残りのシリコンソース物質は前記第１酸化膜上部で物理的に吸着又は前記チャンバ内に残留する。
【００３２】
続いて、前記チャンバ内部にパージガスを提供する。前記パージガスの例としては、アルゴンガス、窒素ガスなどのような不活性ガスを挙げることができる。この際、前記パージガスは約１秒〜３０秒の間提供する。前記チャンバ内部にパージガスを提供することにより、前記チャンバ内に残留又は前記第１酸化膜１５上部で物理的吸着されたシリコンソース物質は除去される。その結果、前記第１酸化膜に化学吸着されていない残存する余剰のシリコンソース物質は除去される。
【００３３】
続いて、前記チャンバ内部に前記窒素ソースガスを提供する。前記窒素ソースガスの例としては、ＮＨ3ガス及び４ＮＨ2ガスを挙げることができる。これらは単独で使用することが望ましく、場合によって２つ以上を混合して使用することもできる。このとき、窒素ソースガスは約０．５秒〜５秒の間提供する。このように、窒素ソースガスを提供することによって前記第１酸化膜上に吸着されたシリコンソース物質と窒素ソースガスとは化学的に反応し、シリコンリッチ窒化物が形成される。
【００３４】
続いて、前記チャンバ内部にパージガスを提供する。前記パージガスの種類及び提供時間は上述したのと同一である。このように、前記チャンバ内部にパージガスを提供することで、前記シリコンソース物質と化学的に反応していない余剰の窒素ソースガスが前記チャンバから除去される。その結果、前記第1酸化膜１５上には所定の厚さを有するシリコンリッチ窒化物ＳｉｘＮｙが形成される。即ち、予備シリコン窒化膜が形成される。
【００３５】
特に、前記シリコンリッチ窒化物ＳｉｘＮｙにおいて、ｘ／ｙ値は０．７〜１．５を満足し、望ましくは、ｘ／ｙの値は０．８５〜１．３を満足する。より望ましくは、ｘ／ｙの値は０．９〜１．２を満足する。また、シリコンリッチ窒化物ＳｉｘＮｙにおいて、ｙが４の場合、望ましくはｘは３〜６であり、より望ましくはｘは３．５〜５．５である。
【００３６】
続いて、前記予備シリコン窒化膜を形成する段階を少なくとも５〜１０回反復して実施する。その結果、前記第１酸化膜１５上には予備シリコン窒化膜を積層したシリコン窒化膜２０が形成される。この際、前記シリコン窒化膜２０はシリコンリッチ窒化物（ＳｉｘＮｙ：ｘ／ｙの値が０．７〜１．５である）を含有する。そして、前記シリコン窒化膜２０の厚さは、前記予備シリコン窒化膜を形成するための工程の反復回数によって調節することができる。
【００３７】
また、本実施例のシリコン窒化膜を形成するためのサイクリック化学気相蒸着工程は、望ましくは約４００℃〜７００℃で実施する。より望ましくは約４５０℃〜６５０℃で実施する。他の例で、前記予備シリコン窒化膜を形成する工程の際シランガスを追加導入しシリコン含量がより高いシリコンリッチ窒化物を形成することができる。
【００３８】
また、本実施例においては、前記シリコン窒化膜２０を約５０Å〜１００Åの厚さを有するように形成する。望ましくは、約６０Å〜９０Åの厚さを有するように形成し、より望ましくは約６５Å〜８０Åの厚さを有するように形成する。最も望ましくは、約７０Åの厚さを有するように形成する。
【００３９】
続いて、前記シリコンリッチ窒化物を含むシリコン窒化膜上に第２酸化膜を形成する（段階Ｓ１３０）。
具体的に、前記第２酸化膜３０は図１で言及した電荷トラップ絶縁体５０の金属酸化膜またはシリコン酸化膜３０で形成される。前記第２酸化膜３０が金属酸化膜の場合、前記第２酸化膜３０は化学気相蒸着工程で形成することが望ましい。反面、前記第２酸化膜がシリコン酸化膜の場合、前記第２酸化膜はラジカル酸化工程で形成することが望ましい。
【００４０】
本実施例においては、前記第２酸化膜３０を約１００Å〜２００Åの厚さを有するように形成する。望ましくは、約１２０Å〜１８０Åの厚さを有するように形成し、より望ましくは約１３０Å〜１７０Åの暑さをを有するように形成する。最も望ましくは約１５０Åの厚さを有するように形成する。
【００４１】
（ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置）
図３は図１に示された電荷トラップ絶縁体を適用した本発明の実施例によるＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を示す断面図である。
図３を参照すると、ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置３００は、単位セルとして電荷トラップ絶縁体５０及び電極５５を含むゲート構造物６０が形成されている半導体基板２００を含む。前記半導体基板２００の例としてはシリコン基板、シリコン−オン−インシュレータ（ＳＯＩ）基板、ゲルマニウム基板、ゲルマニウム−オン−インシュレータ基板（ＧＯＩ）、シリコン−ゲルマニウム基板、選択的エピタキシャル成長（ＳＥＧ）を実施し獲得したエピタキシャル薄膜の基板などを挙げることができる。
【００４２】
そして、前記半導体基板２００にはアクティブ領域とフィールド領域とを限定するための素子分離膜２０５が形成される。前記素子分離膜２５０の例としてはフィールド酸化膜、トレンチ素子分離膜などを挙げることができる。
また、前記半導体基板２００の表面部には不純物がドーピングされた領域であるソース／ドレイン２３０ａ、２３０ｂが形成される。具体的に、前記ソース／ドレイン２３０ａ、２３０ｂは、前記半導体基板２００上部に位置するゲート構造物６０と隣接する半導体基板２００の表面部に形成される。また、前記ソース／ドレイン２３０ａ。２３０ｂの形成のための不純物の例としては、周期率表の５族元素であるＮ型不純物としてリン、ヒ素などを挙げることができる。これらは単独で使用することが望ましく、場合によってこれらを混合して使用することもできる。また、前記ソース／ドレイン２３０ａ、２３０ｂを形成のための不純物は主にイオン注入を実施して前記半導体基板２００にドーピングさせることが望ましい。
【００４３】
このように、前記半導体基板２００の表面の下にソース／ドレイン２３０ａ、２３０ｂを形成することで前記ソース／ドレイン２３０ａ、２３ｂの間にはチャンネル領域２３６が位置する。
従って、前記ゲート構造物６０は、前記半導体基板２００のチャンネル領域２３６上部に位置する。そして、前記ゲート構造物６０は、第１酸化膜パターン１５及びシリコンリッチ窒化物を含むシリコン窒化膜パターン２０と、第２酸化膜パターン３０を含む電荷トラップ絶縁体５と０、電極５５とからなる。特に、前記シリコンリッチ窒化膜パネル２０は、化学式ＳｉｘＮｙで示される組成を有し、前記化学式においてｘ／ｙの値が０．７〜１．５であり、望ましくはｘ／ｙの値が０．８５〜１．３である。
【００４４】
以下、前記電荷トラップ絶縁体５０と電極５５のゲート構造物６０を単位セルで含むＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を使用した情報の記録と消去について説明する。
前記ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置３００を使用して情報を記録する場合には、前記半導体基板２００をアースさせ、前記ゲート構造物６０の電極５５に正電圧（Ｖｇ＞０）を印加する。そうすると、前記半導体基板２００と前記ゲート構造物６０の単一電極との間に電場が形成されることで前記電荷トラップ絶縁体５０の第１酸化膜パターン１５を横切るファウラーノルドハイム電流が発生する。それにより、前記ソース／ドレイン２３０ａ、２３０ｂの間のチャンネル領域２３６を進行していた電子は、前記ファウラーノルドハイム電流によって前記第１酸化膜パターン１５のエネルギ障壁をトンネリングし、前記シリコンリッチ窒化物を含むシリコン窒化膜パターン２０に移動する。そして、前記シリコン窒化膜パターン２０に貯蔵された電子は、前記電荷トラップ絶縁体の第２酸化膜パターン３０のエネルギ障壁によって前記電極５５への移動が遮断され、その結果、前記シリコンリッチ窒化膜パターン２０にトラップされることで情報が記録される。
【００４５】
前記ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置３００を使用して情報を消去する場合には、前記半導体基板２００をアースさせ、前記ゲート構造物６０の電極５５に負電圧（Ｖｇ＜０）を印加する。そうすると、前記情報を記録するときとは反対方向に電場が形成され、その結果、前記電荷トラップ絶縁体５０の第１酸化膜パターン１５を横切るファウラーノルドハイム電流も前記情報を記録するときには反対方向に発生する。それにより、前記電荷トラップ絶縁体５０のシリコン窒化膜パターン２０に貯蔵された電子は、前記ファウラーノルドハイム電流によって前記第１酸化膜パターン１５のエネルギ障壁をトンネリングし、前記半導体基板２００に移動することで情報が削除される。
【００４６】
（ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の製造）
図４〜図８は図３のＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を製造する方法を概略的に示す断面図である。
図４を参照すると、前記半導体基板２００にトレンチ素子分離膜２０５を形成してアクティブ領域とフィールド領域とを区画する。前記トレンチ素子分離膜２０５を形成することは言及したように集積度的な側面を考慮するからである。
【００４７】
図５を参照すると、前記素子分離膜２０５が形成された半導体基板２００上にシリコン酸化物の第１酸化膜１５ａを形成する。ここで、前記第１酸化膜１５ａは、図３で言及した電荷トラップ絶縁体５０の第１酸化膜１５に形成するため適用される。前記第１酸化膜１５ａは主に熱酸化を実施して形成することが望ましい。
【００４８】
また、本実施例においては、前記第１酸化膜１５ａを約２０Å〜５０Åの厚さを有するように形成し、望ましくは、約２０Å〜４０Åの厚さを有するように形成し、最も望ましくは約３０Åの厚さを有するように形成する。ここで、前記第１酸化膜１５ａを相対的に薄く形成することができるのは、言及したようにＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置が電荷トラップ絶縁体５０で形成されるトラップに電子ｅを貯蔵する方法でプログラミングを実施するからである。
【００４９】
図６を参照すると、前記シリコン酸化物の第１酸化膜１５ａ上にシリコンリッチ窒化物からなるシリコン窒化膜２０ａを形成する。ここで、前記シリコン窒化膜２０ａは、図３で言及した電荷トラップ絶縁体５０のシリコン窒化膜パターン２０を形成するためのものである。前記シリコン窒化膜２０は、シリコンソース物質と窒素ソースガスを用いたサイクリック化学気相蒸着工程を実施して形成することが望ましい。
【００５０】
具体的に、前記サイクリック化学気相蒸着工程は、シリコンソース物質でＳｉ2Ｃｌ6またはＳｉ3Ｃｌ8を用い、前記窒素ソースガスとしてＮＨ3ガスまたは４ＮＨ2を用いて約４００℃〜７００℃の温度で実施することが望ましい。
【００５１】
シリコン窒化膜ＳｉｘＮｙにおいて、ｘ／ｙの値は０．７〜１．５を満足し、望ましくはｘ／ｙの値は０．８５〜１．３を満足する。より望ましくはｘ／ｙの値は０．９〜１．２を満足する。また、シリコン窒化膜ＳｉｘＮｙでｙが４の場合、望ましくはｘは３〜６であり、より望ましくはｘは３．５〜５．５である。
【００５２】
図６に示されたように、前記シリコン窒化膜２０ａ上に金属酸化物の第２酸化膜３０ａを形成する。ここで、前記第２酸化膜３０ａは図３で言及した電荷トラップ絶縁体５０の第２酸化膜パターン３０を形成するために使用される。そして、前記金属酸化物の第３酸化膜３０ａは化学気相蒸着工程を実施し形成することが望ましい。
図７を参照すると、前記第２酸化膜３０ａ上に電荷キャリアとして正孔の生成が可能な不純物がドーピングされた導電膜５５ａを形成する。前記導電膜５５ａは図３に示されたゲート構造物６０の電極５５を形成するために適用される。
【００５３】
図８を参照すると、前記半導体基板２００上に形成された導電膜５５ａ、第２酸化膜３０ａ、シリコンリッチ窒化物を含むシリコン窒化膜２０ａ、第１酸化膜１０ａをエッチングマスクとして用いて順にパターニングする。その結果、前記半導体基板２００上部には第１酸化膜パターン１５、シリコン窒化膜パターン２０、第２酸化膜パターン３０を含む電荷トラップ絶縁体５０と電極５５からなるゲート構造物６０が形成される。
【００５４】
続いて、前記ゲート構造物をマスクとして使用して前記ゲート構造物に露出された半導体基板の表面の下に不純物をイオン注入する。それにより、前記ゲート構造物１００と隣接する半導体基板２００の表面部にはソース／ドレイン２３０ａ、２３０ｂが形成される。このように、前記ソース／ドレイン２３０ａ、２３０ｂを形成することにより、前記ソース／ドレイン２３０ａ、２３０ｂの間にはチャンネル領域２３６が形成される。
【００５５】
その結果、シリコンリッチ窒化物からなるシリコン窒化膜パターン２０を含む電荷トラップ絶縁体５０と電極５５からなるゲート構造物６０を単位セルとして有するＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置３００が完成される。
言及した本実施例においては前記ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置３００のゲート構造物としてプレナー型に限定して説明しているが、他の実施例として前記ゲート構造物をパーティカル型、ピン型などからも形成することができる。
【００５６】
（電荷トラップ絶縁体）
図９は本発明の他の実施例による電荷トラップ絶縁体を示す概略的な断面図である。
図９を参照すると、前記電荷トラップ絶縁体１５０は、ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置に適用するためのものであり、第１酸化膜１１５、第１シリコン窒化薄膜１２２、及びシリコンリッチ窒化物からなる第２シリコン窒化薄膜１２４を含むシリコン窒化膜１２０及び第２酸化膜１３０の多層構造を有する。
【００５７】
具体的に、前記第１酸化膜１１５は、電子のトンネリングによるエネルギ障壁を提供するトンネル膜に該当する。本実施例の第１酸化膜１１５は、シリコン酸化膜であり、約２０Å〜５０Åの厚さを有する。前記第１酸化膜１１５は、前記ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置のプログラミングまたは消去効率によってその厚さを変更することができる。
【００５８】
前記シリコン窒化膜１２０は、電子（電荷）を貯蔵する貯蔵膜として第１シリコン窒化薄膜１２２、シリコンリッチ窒化物からなる第２シリコン窒化薄膜１２４が積層された構造を有する。前記第１シリコン窒化薄膜１２２は一般的なシリコン窒化物からなり、前記第１シリコン窒化薄膜１２４はシリコン含量の高いシリコンリッチ窒化物からなる。
【００５９】
特に、第１シリコン窒化薄膜を構成するシリコン窒化物（ＳｉａＮｂ）において望ましいａ／ｂの値は０．７〜０．８５であり、より望ましいａ／ｂの値は０．７〜０．８である。最も望ましい、 ａ／ｂの値は０．７５である。反面、前記第２シリコン窒化薄膜１２４に含まれたシリコンリッチ窒化物ＳｉｃＮｄにおいて、望ましいｃ／ｄの値は、０．８５〜１．５であり、より望ましいｃ／ｄの値は０．９〜１．３である。最も望ましいｃ／ｄの値は１．０である。また、前記シリコンリッチ窒化物ＳｉｃＮｄにおいて、ｄが４の場合、望ましくはｃは３〜６であり、より望ましくはｃは３．５〜５．５である。本実施例において適用される第１シリコン窒化薄膜１２０は、ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置のプログラムの際、前記シリコンリッチ窒化膜１２４にトラップされる電子の保持特性を向上させるために適用される。
【００６０】
他の例として、前記シリコン窒化膜１２０は第１シリコン窒化薄膜１２２、第２シリコン窒化薄膜１２４及び第３シリコン窒化薄膜（図示せず）が積層された構造を有していてもよい。前記第１シリコン窒化薄膜１２２は、前記第１シリコン窒化薄膜と同一の特性及び組成を有する。
【００６１】
前記第２酸化膜１３０は前記ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の電極（図示せず）から印加される電圧を遮断する遮断膜に該当する。前記第２酸化膜１３０はシリコン酸化物または金属酸化物を含む。本実施例においては前記第２酸化膜１３０の例としては金属酸化膜を挙げることができる。
【００６２】
（電荷トラップ絶縁体の製造）
図１０は図９に示された電荷トラップ絶縁体の製造方法を示す工程流れ図である。
図９及び図１０を参照すると、まず、半導体基板１１０上にシリコン酸化物からなる第１酸化膜１１５を形成する（段階Ｓ２１０）。前記第１酸化膜の形成方法及びその特性は図２及び図９に示された第１酸化膜についての詳細な説明と同一である。
【００６３】
続いて、前記気体状態のシリコンソース物質及び窒素ソースガスを用いたサイクリック化学気相蒸着工程を実施し前記第１酸化膜上にシリコン窒化物（ＳｉａＮｂ、ａ／ｂの値が０．７〜０．８５である）を含む第１シリコン窒化薄膜１２２を形成する（段階Ｓ２２０）。
【００６４】
特に、前記第１シリコン窒化薄膜１２２はＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置のプログラムの際前記シリコンリッチ窒化物からなる第２シリコン窒化膜１２４にトラップされる電子の保持特性を向上させるために適用される。前記第１シリコン窒化薄膜１２２の形成方法及びその特性は図９に示された第１シリコン窒化膜の詳細と同一である。
【００６５】
続いて、気体状態のシリコンソース物質及び窒素ソースガスを用いたサイクリック化学気相蒸着工程を実施し前記第１シリコン窒化薄膜上にシリコンリッチ窒化物（ＳｉｃＮｄ、ｃ／ｄの値が０．８５〜１．５である）からなる第２シリコン窒化薄膜１２４を形成する（段階Ｓ２３０）。前記第２シリコン窒化薄膜１２４の形成方法及びその特性は、図１及び図２に示されたシリコン窒化膜の詳細な説明と同一である。特に、サイクリック化学気相蒸着工程を実施し前記第２シリコン窒化薄膜１２４を形成する場合シランガスを追加的に導入することが望ましい。
【００６６】
その結果、第１シリコン窒化薄膜１２２及びシリコンリッチ窒化物からなる第２シリコン窒化薄膜１２２が積層された構造を有するトラップ用シリコン窒化膜１２０が形成される。
具体的に、本実施例の第１シリコン窒化薄膜１２２は、前記シリコン窒化膜１２０全体の厚さのうち５％〜６０％に該当する厚さを有し、望ましくは２５％〜４５％に該当する厚さを有する。より望ましくは、３０％〜４０％の厚さを有する。これに反して、前記第２シリコン窒化薄膜１２４は、前記シリコン窒化膜１２０全体厚さのうち４０％〜９５％に該当する厚さを有し、望ましくは６０％〜７５％に該当する厚さを有する。より望ましくは６５％〜７０％の厚さを有する。
【００６７】
本実施例においては、前記第１シリコン窒化薄膜１２２、及び前記第２シリコン窒化薄膜１２４は、インサイチュで形成することが望ましい。
他の例として、前記第１シリコン窒化薄膜１２２及び前記第２シリコン窒化薄膜を含むシリコン窒化膜１２０は、第３シリコン窒化薄膜（図示せず）をさらに形成することができる。前記第３シリコン窒化薄膜（図示せず）は前記第１シリコン窒化薄膜と同一の特性を有し、同一の方法で形成される。
【００６８】
続いて、前記シリコン窒化膜１２０上に第２酸化膜１３０を形成する（段階Ｓ２３０）。本実施例の前記第２酸化膜は金属酸化膜である。前記第２酸化膜１３０についての説明は図１に示された第２酸化膜について詳細な説明と同一である。
【００６９】
（ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置）
図１１は図９に示された本発明の実施形態によるＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を示す断面図である。
図１１を参照すると、ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置５００は、アクティブ領域とフィールド領域とを区画するための素子分離膜４０５が形成された半導体基板４００、ならびに電荷トラップ絶縁体１５０及び電極１５５からなるゲート構造物１６０を含む。具体的に、電荷トラップ絶縁体１５０は、第１酸化膜パターン１１５、第１シリコン窒化薄膜パターン１２２、シリコンリッチ窒化物からなる第２シリコン窒化薄膜パターン１２４、及び第２酸化膜パターン１３０を含む。
【００７０】
特に、前記第１シリコン窒化薄膜パターン１２２は、化学式ＳｉａＮｂの組成で示されており、ａ／ｂの値が０．７〜０．８５を有するシリコン窒化物からなる。このシリコン窒化物の組成は、望ましくは、ａ／ｂの値が０．７〜０．８を有することが望ましい。この際、前記第１シリコン窒化薄膜パターンは、前記シリコン窒化膜パターン１２０が全体の厚さの５％〜６０％に該当する厚さを有し、望ましくは２５％〜４５％に該当する厚さを有する。より望ましくは３０％〜４０％の厚さを有する。
【００７１】
これに反して、前記第２シリコン窒化薄膜パターンは、化学式ＳｉｃＮｄのの組成で示されており、ｃ／ｄの値が０．８５〜０．１５を有するシリコン窒化物からなる。このシリコン窒化物の組成は、望ましくは、ｃ／ｄの値が０．９〜１．３を有することが望ましい。この際、前記第２シリコン窒化薄膜パターン１２４は、前記シリコン窒化膜パターン１２０が全体の厚さの４０％〜９５％に該当する厚さを有し、望ましくは６０％〜７５％に該当する厚さを有する。より望ましく６５％〜７０％の厚さを有する。
【００７２】
他の例として、前記電荷トラップ絶縁体１５０は第３シリコン窒化薄膜パターンをさらに含むことができる。
また、前記半導体基板４００の表面部には不純物がドーピングされた領域であるソース／ドレイン４３０ａ、４３０ｂが形成される。このように、前記半導体基板４００の表面部にソース／ドレイン４３０ａ、４３０ｂを形成することで、前記ソース／ドレイン４３０ａ、４３０ｂの間にはチャンネル領域４３６が位置するようになる。前記素子分離膜及びソース／ドレイン２３０ａ、２３０ｂは図３の説明と同一であるので省略する。
【００７３】
（ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置製造）
図１２〜図１５は図１１のＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を製造する方法を概略的に示す断面図である。
図１２を参照すると、前記半導体基板４００にトレンチ素子分離膜４０５を形成しアクティブ領域とフィールド領域とを区画する。
図１３を参照すると、前記素子分離膜４０５が形成された半導体基板４００上には、シリコン窒化物の第１酸化膜１１５ａが形成される。ここで、前記第１酸化膜１１５ａは、図１１で言及した電荷トラップ絶縁体１５０の第１酸化膜パターン１１５で形成する。
【００７４】
続いて、シリコン酸化物の第１酸化膜１１５ａ上にシリコン窒化物（ＳｉａＮｂの化学式でａ／ｂの値が０．７〜０．８５である）からなる第１シリコン窒化薄膜１２２ａを形成する。ここで、前記第１シリコン窒化薄膜１２２ａの形成方法及びその特性は図９及び図１０の詳細な説明と同一である。
【００７５】
続いて、前記第１シリコン窒化薄膜１２２ａ上にサイクリック化学気相蒸着工程を実施しシリコンリッチ窒化物（ＳｉｃＮｄの化学式で示され、ｘ／ｙの値が０．８５〜１．８５である）からなる第２シリコン窒化薄膜１２４ａを形成する。ここで、前記第２シリコン窒化薄膜１２４ａの形成の方法及びその特性は図９及び図１０の詳細な説明と同一である。
【００７６】
その結果、第１シリコン窒化薄膜１２２ａ及び第２シリコン窒化薄膜１２４ａが積層された構造を有する電荷トラップシリコン窒化膜１２０ａが形成される。
シリコン窒化膜１２０ａ上に金属酸化物の第２酸化膜１３０ａを形成する。ここで、前記第２酸化膜１３０ａは、図１１で言及した電荷トラップ絶縁体１５０の第２酸化膜パターン１３０を形成するために使用される。そして、前記金属酸化物の第３酸化膜１３０ａは化学気相蒸着工程を実施し形成することが望ましい。
【００７７】
図１４を参照すると、前記第２酸化膜１３０ａ上に導電膜１５５ａを形成する。前記導電膜１５５ａは、図１１に示されたゲート構造物１６０の電極１５５を形成するために適用される。
図１５を参照すると、前記半導体基板４００上に形成された導電膜１５５ａ、第２酸化膜１３０ａ、第１シリコン窒化薄膜１２２ａ及び第２シリコン窒化薄膜１２４ａを含むシリコン窒化膜１２０ａ、ならびに第１酸化膜１１０ａをエッチングマスクとして用いて順にパターニングする。その結果、前記半導体基板４００上部には図１１で言及した第１酸化膜パターン１１０、シリコン窒化膜パターン１２０、第２酸化膜パターン１３０を含む電荷レベル絶縁体１５０と電極１５５を含むゲート構造物１６０とが形成される。
【００７８】
続いて、前記ゲート構造物１６０から露出した半導体基板の表面部に不純物をイオン注入して前記ゲート構造物１６０と隣接する半導体基板４００の表面部にはソース／ドレイン４３０ａ、４３０ｂを形成する。このように、前記ソース／ドレイン４３０ａ、４３０ｂを形成することにより、前記ソース／ドレイン４３０ａ、４３０ｂの間にはチャンネル領域４３６が形成される。
その結果、シリコンリッチ窒化薄膜パターン１２４を含む電荷トラップ絶縁体１５０と、電極１５５からなるゲート構造物１６０と、を単位セルとして有するＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置５００が完成される。
【００７９】
（ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置のプログラム消去評価）
一般的に、化学気相蒸着工程で形成されたシリコン窒化膜を有する電荷トラップ絶縁体を含むＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置（サンプルＡ）の消去特性と、図９に示されたシリコンリッチ窒化薄膜を有する電荷トラップ絶縁体を含むＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置（サンプルＢ）の消去特性と、を比較した。その結果を図１６のグラフに示した。
【００８０】
図１６は、図９に示されたＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の印加電圧による電圧の変化を示すグラフである。
図１６を参照すると、前記サンプルＡのＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の消去特性は、印加電圧が増加しても、前記電荷トラップ絶縁体のシリコン窒化膜に貯蔵された電子の変化が殆どないことがわかる。即ち、電圧が増加しても、電子が消去できず、かえって増加することが確認できた。
【００８１】
反面、サンプルＢのＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の消去特性は、電圧の増加にともない、前記電荷トラップ絶縁体のシリコンリッチ窒化薄膜に貯蔵された電子の変化が顕著であることがわかる。即ち、電圧が増加すると、電子の消去量が顕著に増加することがわかる。
【００８２】
（産業上の利用可能性）
本発明を適用した実施例によるＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を使用して消去を実施するとき、電荷トラップ絶縁体にトラップされた電子は充分に減少する。従って、前記ＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を使用した消去を安定的に実施することができる。
以上のように、本発明を適用したＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を、より積極的に活用することができる。
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離脱することなく、本発明を修正または変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明は一実施例による電荷トラップ絶縁体を示す概略的な断面図である。
【図２】図１に示された電荷トラップ絶縁体の製造方法を示す工程流れ図である。
【図３】図１に示された電荷トラップ絶縁体を適用した本発明の一実施例によるＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を示す断面図である。
【図４】図３のＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を製造する方法を概略的に示す断面図である。
【図５】図３のＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を製造する方法を概略的に示す断面図である。
【図６】図３のＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を製造する方法を概略的に示す断面図である。
【図７】図３のＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を製造する方法を概略的に示す断面図である。
【図８】図３のＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を製造する方法を概略的に示す断面図である。
【図９】本発明の他の実施例による電荷トラップ絶縁体を示す概略的な断面図である。
【図１０】図９に示された電荷トラップ絶縁体の製造方法を示す工程流れ図である。
【図１１】図９に示された電荷とラップ絶縁体を適用した本発明の他の実施例によるＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を示す断面図である。
【図１２】図１１のＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を製造する方法を概略的に示す断面図である。
【図１３】図１１のＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を製造する方法を概略的に示す断面図である。
【図１４】図１１のＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を製造する方法を概略的に示す断面図である。
【図１５】図１１のＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置を製造する方法を概略的に示す断面図である。
【図１６】図９に示されたＳＯＮＯＳ型の不揮発性半導体装置の印加電圧による電圧の変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００８４】
１５、１１５：第１酸化膜、１２０、２０：シリコン窒化膜、１２２：第１シリコン窒化薄膜、１２４：第２シリコン窒化薄膜、３０、１３０：第２酸化膜、５０、１５０：電荷トラップ絶縁体
【図１】
0005235287.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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