[發明專利]半導體器件及制造半導體器件的方法

在審

• 申請號: 201810374912.3
• 申請日: 2018-04-24
• 公開（公告）號: CN108735759A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 阿部真一郎
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H01L27/11563
• 分類號: H01L27/11563;H01L27/11568
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 李輝

1.一種半導體器件，包括：

半導體襯底；以及

非易失性存儲器單元，被設置在所述半導體襯底的第一區域中，

其中所述非易失性存儲器單元包括：

第一柵極電極，被設置在所述半導體襯底之上；以及

第一絕緣膜，被形成在所述第一柵極電極與所述半導體襯底之間，并且在內部具有電荷存儲部分；

其中所述第一絕緣膜包括：

第一膜，包括形成在所述半導體襯底之上的氧化硅膜；

第二膜，包括形成在所述第一膜之上的氮化硅膜，并且所述第二膜用作所述電荷存儲部分；以及

第三膜，形成在所述第二膜之上并且包含氧化硅膜，

其中所述第三膜包括：氧化硅膜，以及以原子或分子狀態而被添加到所述氧化硅膜上的金屬和金屬氧化物之一，

其中所述金屬的氧化物具有比氧化硅的介電常數高的介電常數，并且

其中所述金屬氧化物具有比氧化硅的介電常數高的介電常數。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述金屬和所述金屬氧化物之一以1×10¹³個原子/cm²至5×10¹⁴個原子/cm²的表面密度而被添加在所述氧化硅膜處。

3.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述金屬包括Hf和Al之一，并且所述金屬氧化物包括HfO₂和Al₂O₃之一。

4.根據權利要求1所述的半導體器件，其中，所述第三膜是添加有Hf、Al、HfO₂和Al₂O₃的層。

5.根據權利要求4所述的半導體器件，其中，所述第二膜包括所述氮化硅膜中的氮氧化硅膜。

6.根據權利要求5所述的半導體器件，還包括形成在所述第一區域中的選擇晶體管，

其中所述選擇晶體管包括：

選擇柵極電極，被設置在所述半導體襯底之上的所述第一柵極電極的旁邊；以及

選擇柵極絕緣膜，被形成在所述選擇柵極電極與所述半導體襯底之間，以及

其中所述選擇柵極絕緣膜是添加有所述金屬和所述金屬氧化物之一的層。

7.根據權利要求5所述的半導體器件，還包括設置在所述半導體襯底的所述第二區域中的第一晶體管，

其中所述第一晶體管包括：

第二柵極電極，被設置在所述半導體襯底之上；以及

第二柵極絕緣膜，被形成在所述第二柵極電極與所述半導體襯底之間，

其中所述第二柵極絕緣膜是添加有所述金屬和所述金屬氧化物之一的層。

8.根據權利要求7所述的半導體器件，還包括：

第二晶體管，被設置在所述半導體襯底的所述第三區域中，

其中所述第二晶體管包括：

第三柵極電極，被設置在所述半導體襯底之上；以及

第三柵極絕緣膜，被形成在所述第三柵極電極與所述半導體襯底之間，

其中所述第三柵極絕緣膜比所述第二柵極絕緣膜厚，并且所述第三柵極絕緣膜是添加有所述金屬和所述金屬氧化物之一的層。

9.根據權利要求8所述的半導體器件，

其中所述半導體襯底包括支撐襯底、被設置在所述支撐襯底之上的絕緣層以及被設置在所述絕緣層之上的半導體層，

其中被設置在所述第一區域中的所述非易失性存儲器單元被形成在所述半導體層中，

其中被設置在所述第二區域中的所述第一晶體管被形成在去除了所述半導體層和所述絕緣層的所述第二區域中的所述支撐襯底中，并且

其中被設置在所述第三區域中的所述第二晶體管被形成在去除了所述半導體層和所述絕緣層的所述第三區域中的所述支撐襯底中。