[發明專利]半導體器件及其制造方法

有效

• 申請號: 201811364991.6
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109786449B
• 公開（公告）日: 2023-08-22
• 發明（設計）人: 井上真雄
• 申請（專利權）人: 瑞薩電子株式會社
• 主分類號: H01L29/51
• 分類號: H01L29/51;H01L29/792;H01L21/28;H01L21/336
• 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；

形成在所述半導體襯底之上的用于存儲器元件的柵極絕緣膜；以及

形成在所述柵極絕緣膜之上的用于所述存儲器元件的柵電極，

其中所述柵極絕緣膜具有第一絕緣膜、在所述第一絕緣膜之上的第二絕緣膜、在所述第二絕緣膜之上的第三絕緣膜、在所述第三絕緣膜之上的第四絕緣膜和在所述第四絕緣膜之上的第五絕緣膜，

其中所述第二絕緣膜是具有電荷累積功能的絕緣膜，

其中所述第一絕緣膜和所述第三絕緣膜的相應帶隙大于所述第二絕緣膜的帶隙，

其中所述第三絕緣膜是由包含金屬元素和氧的高介電常數材料形成的多晶膜，

其中所述第五絕緣膜是由與用于所述第三絕緣膜的材料相同的材料形成的多晶膜，并且

其中所述第四絕緣膜由與用于所述第三絕緣膜的材料不同的材料形成，并且是非晶膜。

2.根據權利要求1所述的半導體器件，

其中所述第三絕緣膜是氧化鋁膜、氮氧化鋁膜或硅酸鋁膜。

3.根據權利要求1所述的半導體器件，

其中所述第三絕緣膜是氧化鋁膜。

4.根據權利要求1所述的半導體器件，

其中所述第二絕緣膜由包含鉿和氧的高介電常數材料形成。

5.根據權利要求1所述的半導體器件，

其中所述第二絕緣膜是氧化鉿膜或硅酸鉿膜。

6.根據權利要求1所述的半導體器件，

其中所述第一絕緣膜是氧化硅膜或氮氧化硅膜。

7.根據權利要求1所述的半導體器件，

其中形成所述第三絕緣膜的多個第一晶粒和形成所述第五絕緣膜的多個第二晶粒通過所述第四絕緣膜被分開。

8.根據權利要求7所述的半導體器件，

其中形成所述第三絕緣膜的所述第一晶粒包括與所述第二絕緣膜和所述第四絕緣膜相鄰的第三晶粒，以及

其中形成所述第五絕緣膜的所述第二晶粒包括與所述第四絕緣膜和所述柵電極相鄰的第四晶粒。

9.根據權利要求1所述的半導體器件，

其中所述第四絕緣膜是由高介電常數材料形成的多晶膜。

10.根據權利要求1所述的半導體器件，

其中所述第四絕緣膜比所述第三絕緣膜和所述第五絕緣膜中的每個絕緣膜薄。

11.根據權利要求10的半導體器件，

其中所述第四絕緣膜的厚度為1nm或更大。

12.根據權利要求11的半導體器件，

其中所述第三絕緣膜和所述第五絕緣膜中的每個絕緣膜的厚度為2nm或更大。

13.根據權利要求10所述的半導體器件，

其中所述第三絕緣膜比所述第五絕緣膜薄。

14.根據權利要求10的半導體器件，

其中所述第五絕緣膜比所述第三絕緣膜薄。