[發明專利]NAND型非易失性半導體存儲裝置

無效

• 申請號: 200910130661.5
• 申請日: 2009-03-27
• 公開（公告）號: CN101546773A
• 公開（公告）日: 2009-09-30
• 發明（設計）人: 菊地祥子;中崎靖;村岡浩一
• 申請（專利權）人: 株式會社東芝
• 主分類號: H01L27/115
• 分類號: H01L27/115;H01L29/792;H01L29/10
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 郭 放

1.一種NAND型非易失性半導體存儲裝置，其特征在于，

在半導體基板中，具備相互串聯連接的多個存儲單元晶體管、和設置在上述多個存儲單元晶體管的端部的選擇晶體管，

上述存儲單元晶體管具備：

上述半導體基板上的第一絕緣膜；

上述第一絕緣膜上的電荷積蓄層；

上述電荷積蓄層上的作為鋁氧化物的第二絕緣膜；

上述第二絕緣膜上的第一控制柵電極；以及

在上述第一控制柵電極的兩側的上述半導體基板中形成的第一源/漏區域，

上述選擇晶體管具備：

上述半導體基板上的第三絕緣膜；

上述第三絕緣膜上的作為鋁氧化物且含有四價陽離子元素、五價陽離子元素、氮中的至少一種元素的第四絕緣膜；

上述第四絕緣膜上的第二控制柵電極；以及

在上述第二控制柵電極的兩側的上述半導體基板中形成的第二源/漏區域，

當將四價陽離子元素設為M₁，將五價陽離子元素設為M₂，將鋁設為Al，將氮設為N，將氧設為O時，上述四價陽離子元素在上述第四絕緣膜中的濃度是0.03≤M₁/(Al+M₁)≤0.3；上述五價陽離子元素在上述第四絕緣膜中的濃度是0.015≤M₂/(Al+M₂)≤0.15；上述氮在上述第四絕緣膜中的濃度是0.02≤N/(O+N)≤0.4。

2.根據權利要求1所述的NAND型非易失性半導體存儲裝置，其特征在于，

上述第四絕緣膜中的上述四價陽離子元素、五價陽離子元素、氮的合計濃度具有在上述第三絕緣膜一側取最大值的分布。

3.根據權利要求1所述的NAND型非易失性半導體存儲裝置，其特征在于，

上述四價陽離子元素、五價陽離子元素、氮中的至少一種元素大致均勻地包含在上述鋁氧化物中。

4.根據權利要求1所述的NAND型非易失性半導體存儲裝置，其特征在于，

在上述第三絕緣膜與上述第四絕緣膜之間，具有第五絕緣膜，該第五絕緣膜為鋁氧化物且含有上述四價陽離子元素、五價陽離子元素、氮中的至少一種元素，由上述元素的濃度分布的半寬度定義的膜厚大于等于0.1nm小于等于1nm。

5.根據權利要求1至4中的任一項所述的NAND型非易失性半導體存儲裝置，其特征在于，

上述四價陽離子元素是從Si、Ge、Sn、Hf、Zr、Ti中選擇的至少一種元素，上述五價陽離子元素是從V、Nb、Ta中選擇的至少一種元素。

6.一種NAND型非易失性半導體存儲裝置，其特征在于，

在半導體基板中，具備相互串聯連接的多個存儲單元晶體管、和設置在上述多個存儲單元晶體管的端部的選擇晶體管，

上述存儲單元晶體管具備：

上述半導體基板上的第一絕緣膜；

上述第一絕緣膜上的作為鋁氧化物的第二絕緣膜；

上述第二絕緣膜上的第一控制柵電極；以及

在上述第一控制柵電極的兩側的上述半導體基板中形成的第一源/漏區域，

上述選擇晶體管具備：

上述半導體基板上的第三絕緣膜；

上述第三絕緣膜上的作為鋁氧化物且含有四價陽離子元素、五價陽離子元素、氮中的至少一種元素的第四絕緣膜；

上述第四絕緣膜上的第二控制柵電極；以及

在上述第二控制柵電極的兩側的上述半導體基板中形成的第二源/漏區域，

當將四價陽離子元素設為M₁，將五價陽離子元素設為M₂，將鋁設為Al，將氮設為N，將氧設為O時，上述四價陽離子元素在上述第四絕緣膜中的濃度是0.03M₁/(Al+M₁)≤0.3；上述五價陽離子元素在上述第四絕緣膜中的濃度是0.015≤M₂/(Al+M₂)≤0.15；上述氮在上述第四絕緣膜中的濃度是0.02≤N/(O+N)≤0.4。

7.根據權利要求6所述的NAND型非易失性半導體存儲裝置，其特征在于，

上述第四絕緣膜中的上述四價陽離子元素、五價陽離子元素、氮的合計濃度具有在上述第三絕緣膜一側取最大值的分布。