JP2001135735A - 不揮発性半導体装置の製造方法 - Google Patents

不揮発性半導体装置の製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望の保持特性を有する不揮発性半導体装置
を容易に歩留まり良く作製可能な製造方法を提供する。 【解決手段】 シリコン基板上にトンネル絶縁膜を介し
て設けられた浮遊ゲートと、浮遊ゲート上にゲート間絶
縁膜を介して設けられた制御ゲートを有する不揮発性半
導体装置の製造方法において、シリコン基板表面にシリ
コン酸化膜を形成し、続いて酸化窒素を含む窒化性ガス
雰囲気下で熱処理を行い窒化領域を形成することによっ
てトンネル絶縁膜を形成する工程を有し、その窒化性ガ
ス雰囲気下での熱処理は、形成しようとするトンネル絶
縁膜中の最大窒素原子濃度が、所定の許容保持特性を発
揮させ得る最大窒素原子濃度（許容最大窒素原子濃度）
以上となるように、予め求めておいたトンネル絶縁膜の
厚さと許容最大窒素原子濃度との関係式に基づいて、形
成しようとするトンネル絶縁膜の厚さに応じて窒化性ガ
スの圧力および熱処理温度を調整する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、不揮発性半導体装
置の製造方法に関し、特にトンネル絶縁膜の形成工程に
特徴を有する不揮発性半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】フラッシュメモリやＥＰＲＯＭ等の不揮
発性半導体装置においては、情報の書き込み・消去の
際、基板と浮遊ゲート間でトンネル絶縁膜を介して電子
の注入・放出が行われる。このときトンネル絶縁膜には
高電界によるストレスがかかるため、情報の書き込み・
消去を繰り返すことにより、トンネル絶縁膜の劣化が進
行し、情報の保持特性が低下するという問題がある。
【０００３】近年、素子の信頼性向上や長寿命化ととも
に素子動作の高速化がますます求められている。しか
し、高速で書き込み・消去を行うことはトンネル絶縁膜
の劣化を加速することになる。また、高速化のためには
トンネル絶縁膜は薄いほうが好ましいが、薄くすると信
頼性の低下を招く。このように、高速化と信頼性との間
にはトレードオフの関係があるため、トンネル絶縁膜の
劣化の問題は、素子の信頼性や寿命だけでなく動作特性
の向上の点でも大きな問題となっている。
【０００４】従来、このような問題を解決するために、
トンネル絶縁膜として、シリコン窒化酸化膜を用いるこ
とが提案されている。
【０００５】例えば、特開平７−１９３０５９号公報に
は、シリコン基板上に酸素ガスを用いてパイロジェニッ
ク酸化してシリコン酸化膜を形成した後、密閉型の抵抗
加熱炉内でＮ2とＮ2Ｏを大気圧で流して１０００℃で加
熱して、厚さ７．５ｎｍ程度のトンネル絶縁膜を形成す
ることが開示されている。窒化性ガスとしては、Ｎ2Ｏ
以外にＮＯ、ＮＯ2が記載され、窒化性ガスの圧力は大
気圧以下に減圧してもよいことが記載されている。ま
た、熱処理温度については９５０℃〜１０５０℃で行う
ことが記載されている。
【０００６】また、特開平９−１３９４３７号公報に
は、トンネル酸化膜を次のようにして形成することが開
示されている。まず、シリコン基板上に第１二酸化シリ
コン層（厚さ３．５ｎｍ）を形成した後にアルゴン雰囲
気中でアニールする。次いで、この第１二酸化シリコン
層の下に第２二酸化シリコン層（厚さ３ｎｍ）を形成
し、続いてアルゴン雰囲気中でアニールする。その後、
Ｎ2Ｏ雰囲気で、８００〜１２００℃で窒化を行う。そ
の結果、厚さ９．５ｎｍの窒化酸化物誘電体層（トンネ
ル絶縁膜）を得ている。Ｎ2Ｏに代えてＮＯを用いても
よいことも記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記の公報には、トン
ネル絶縁膜の形成方法として、シリコン基板上にシリコ
ン酸化膜を形成後、Ｎ2Ｏ等の窒化雰囲気で熱処理を行
うことが記載されている。しかしながら、従来、シリコ
ン窒化酸化膜から成るトンネル絶縁膜を形成する際、所
定の熱処理装置を用いて所望の素子特性が得られる熱処
理条件を見つけるためには、一度素子を有る程度まで作
製してからその素子特性を評価する必要があった。その
ため、所望の素子特性が得られる熱処理条件が見つかる
まで素子の作製および評価を繰り返す必要があり、所望
の熱処理条件を得るために時間と労力を要していた。ま
た、熱処理条件を決定した後においても、トンネル絶縁
膜の形成直後に、形成されたトンネル絶縁膜が所望の素
子特性を発揮させ得るものかどうかを適宜確認すること
ができないため、信頼性の低い素子を形成する可能性が
あり、歩留まりを低下させる虞があった。
【０００８】そこで本発明の目的は、所望の素子特性を
発揮させ得るトンネル絶縁膜を有する不揮発性半導体装
置を容易に作製可能な製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、シリコン基板
上にトンネル絶縁膜を介して設けられた浮遊ゲートと、
該浮遊ゲート上にゲート間絶縁膜を介して設けられた制
御ゲートを有する不揮発性半導体装置の製造方法であっ
て、シリコン基板表面にシリコン酸化膜を形成し、続い
て酸化窒素を含む窒化性ガス雰囲気下で熱処理を行い窒
化領域を形成することによってトンネル絶縁膜を形成す
る工程を有し、前記窒化性ガス雰囲気下での熱処理は、
形成しようとするトンネル絶縁膜中の最大窒素原子濃度
が、所定の許容保持特性を発揮させ得る最大窒素原子濃
度（許容最大窒素原子濃度）以上となるように、予め求
めておいたトンネル絶縁膜の厚さと許容最大窒素原子濃
度との関係式に基づいて、形成しようとするトンネル絶
縁膜の厚さに応じて前記窒化性ガスの圧力および熱処理
温度を調整することを特徴とする不揮発性半導体装置の
製造方法に関する。
【００１０】また本発明は、シリコン基板上にトンネル
絶縁膜を介して設けられた浮遊ゲートと、該浮遊ゲート
上にゲート間絶縁膜を介して設けられた制御ゲートを有
する不揮発性半導体装置の製造方法であって、シリコン
基板表面にシリコン酸化膜を形成し、続いて酸化窒素を
含む窒化性ガス雰囲気下で熱処理を行い窒化領域を形成
することによってトンネル絶縁膜を形成する工程を有
し、前記窒化性ガス雰囲気下での熱処理は、形成しよう
とするトンネル絶縁膜の厚さにおいて該トンネル絶縁膜
中に下記（１）式 ＣN ≧ −１．０２Ｔ＋１３．４ （１） ＣN：トンネル絶縁膜中の窒素原子濃度（atomic％） Ｔ ：トンネル絶縁膜の厚さ（ｎｍ） を満たす窒素原子濃度を有する窒化領域が形成されるよ
うに、前記窒化性ガスの圧力および熱処理温度を調整す
ることを特徴とする不揮発性半導体装置の製造方法に関
する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
をフラッシュメモリの製造方法を例に挙げて説明する。
【００１２】まず、図１（ａ）に示すように、シリコン
基板１上に常法により素子分離２を形成し、シリコン基
板表面に熱酸化法等によりシリコン酸化膜を形成する。
続いて、しきい値を調整するために、このシリコン酸化
膜を介してシリコン基板表面にボロン等の不純物のイオ
ン注入を行う。次いで、このシリコン酸化膜を除去した
後、熱酸化法等によりシリコン酸化膜３ａを形成する。
【００１３】次に、図１（ｂ）に示すように、酸化窒素
を含む窒化性ガス雰囲気下で熱処理を行い窒化領域３ｂ
を形成することによってトンネル絶縁膜３を形成する。
このとき、トンネル絶縁膜の所定の厚さにおいてトンネ
ル絶縁膜中に上記（１）式を満たす窒素原子濃度を有す
る窒化領域が形成されるように、熱処理時間、窒化性ガ
スの圧力および熱処理温度を調整する。
【００１４】次に、図１（ｃ）に示すように、全面に、
ＣＶＤ法により後に浮遊ゲートとなる多結晶シリコン層
４を堆積する。導電性付与のための不純物は、多結晶シ
リコン層の形成時に同時に導入してもよいし、形成後に
イオン注入により導入してもよい。ここでは、多結晶シ
リコン層の形成と同時にＰ等のＮ型不純物を導入する。
【００１５】次いで、図１（ｄ）に示すように、リソグ
ラフィ技術とドライエッチング技術により多結晶シリコ
ン層４のパターニングを行って、浮遊ゲート５を形成す
る。
【００１６】次に、図１（ｅ）に示すように、ゲート間
絶縁膜６として、ＣＶＤ法等によりＯＮＯ膜（シリコン
酸化膜／シリコン窒化膜／シリコン酸化膜）を形成す
る。続いて、ＣＶＤ法により多結晶シリコン層を全面に
形成した後、Ｐ等のＮ型不純物のイオン注入を行い、次
いでリソグラフィ技術とドライエッチング技術によりパ
ターニングを行って制御ゲート７を形成する。
【００１７】その後、常法により、ソース・ドレインの
形成のための不純物イオン注入を行う。
【００１８】以上のようにして、シリコン基板上にトン
ネル絶縁膜を介して設けられた浮遊ゲートと、この浮遊
ゲート上にゲート間絶縁膜を介して設けられた制御ゲー
トを有するフラッシュメモリを製造することができる。
【００１９】以下、上記の製造方法において、シリコン
基板表面にシリコン酸化膜を形成した後、酸化窒素を含
む窒化性ガス雰囲気下で熱処理を行い窒化領域を形成す
ることによってトンネル絶縁膜を形成する工程について
さらに説明する。
【００２０】トンネル絶縁膜の厚さは、保持特性や、耐
久性、信頼性、窒化領域の形成の点からは厚いほうが好
ましく、高速動作（書き込み・消去）や低電圧化の点か
らは薄いほうが好ましい。シリコン酸化膜を窒化性ガス
雰囲気下で熱処理して得られるトンネル絶縁膜は、従来
のシリコン酸化膜からなるトンネル絶縁膜より強度が高
いため、比較的薄い厚さであっても十分な保持特性や、
耐久性、信頼性が得られる。本発明の製造方法では、上
記の点を考慮して、トンネル絶縁膜の厚さを、例えば下
限として４ｎｍ以上、好ましくは５ｎｍ以上、より好ま
しくは６ｎｍ以上、上限として例えば１２ｎｍ以下、好
ましくは１１ｎｍ以下、より好ましくは１０ｎｍ以下の
範囲において、適宜設定して、トンネル絶縁膜を形成す
ることができる。
【００２１】酸化窒素としては、ＮＯ、Ｎ2Ｏ、ＮＯ2等
を挙げることができ、これらは混合して用いてもよい。
なかでもＮＯが好ましい。このような酸化窒素を含む窒
化性ガスとしては、酸化窒素のみからなる単体ガスであ
ってもよいし、酸化窒素と窒素、ヘリウム、アルゴン等
の不活性ガスとの混合ガスであってもよい。中でも、Ｎ
Ｏ単体ガス、あるいはＮＯと不活性ガスとの混合ガスが
好ましい。
【００２２】窒化性ガスとして、このような混合ガスを
用いる場合は、加熱処理時間を長くする必要があるた
め、図２に示すような拡散炉を用いることが好ましい。
一方、窒化性ガスとして、酸化窒素のみあるいは高濃度
の酸化窒素混合ガスを用いる場合は、加熱処理時間が比
較的短くてもよいため、図３に示すようなランプアニー
ル装置を用いることができる。なお、図２において、２
１はボート、２２はウェハ、２３はヒータ、２４はチュ
ーブを示す。また、図３において、３１は支持台、３２
はウェハ、３３はランプ、３４はチャンバーを示す。
【００２３】熱処理方法として、拡散炉による方法は、
熱処理に比較的時間を要するものの一度に多数のウェハ
を処理できるため生産性の点で優れる。拡散炉として
は、熱処理炉とよばれている通常の拡散炉を用いること
ができる。一方、ランプアニールは、トンネル絶縁膜の
窒化領域形成の制御性に優れ、また、昇温と降温が非常
に短時間にできるため、不純物プロファイルの熱拡散変
化を抑えることができる。ランプアニールによれば、３
０秒から５分間程度で十分な窒化を行うことが可能であ
る。
【００２４】窒化性ガス雰囲気での熱処理温度は、熱処
理装置の種類や、系内の圧力、酸化窒素分圧、形成しよ
うとするトンネル絶縁膜の厚さに応じて適宜設定される
が、所望の時間内で十分な窒化が行われるためには、８
５０℃以上とすることが好ましく、９００℃以上がより
好ましく、９５０℃以上がさらに好ましい。また、熱処
理温度の上限としては、装置の耐熱限界や不純物プロフ
ァイルの熱拡散変化抑制の点から１２００℃以下が好ま
しく、１１５０℃以下がより好ましく、１１００℃以下
がさらに好ましい。
【００２５】窒化性ガス雰囲気での熱処理は、大気圧、
あるいは大気圧未満の減圧下で行うことが好ましい。ガ
ス消費量（ウェハの取り出しに伴う排気時の未反応ガス
のロス等）、窒化反応の制御性、安全性の点から、大気
圧未満の減圧下で行うことがより好ましい。減圧下で行
う場合は、例えば１．３３３２２×１０2Ｐａ（１Tor
r）以上、７．９９９３２×１０4Ｐａ（６００Torr）以
下で行うことができる。
【００２６】本発明において重要な点は、酸化窒素を含
む窒化性ガス雰囲気下での熱処理工程において、形成し
ようとするトンネル絶縁膜中の最大窒素原子濃度が、所
定の許容保持特性を発揮させ得る最大窒素原子濃度（許
容最大窒素原子濃度）以上となるように、予め求めてお
いたトンネル絶縁膜の厚さと許容最大窒素原子濃度との
関係式に基づいて、形成しようとするトンネル絶縁膜の
厚さに応じて前記窒化性ガスの圧力および熱処理温度を
調整することである。例えば、トンネル絶縁膜の厚さに
応じて、上記（１）式を満たす窒素原子濃度を有する窒
化領域がトンネル絶縁膜中に形成されるように、窒化性
ガスの圧力および熱処理温度を調整する。なお、熱処理
時間については、熱処理装置（方式）の種類に応じて、
生産性、制御性の点からほぼ特定の範囲に適宜設定され
る。またその熱処理時間の範囲内では、生産性の点か
ら、制御性が損なわれない限りできるだけ短く設定する
ことが好ましい。
【００２７】本発明者は、種々の条件でＮＯ単体ガス雰
囲気下の熱処理を行ってトンネル絶縁膜を形成し、得ら
れた素子を評価したところ、トンネル絶縁膜の厚さに応
じて、許容保持特性を得るための熱処理温度とＮＯガス
圧力との間には相関があることを見い出し、本発明を完
成するに至った。
【００２８】図４は、作製された素子が許容保持特性を
発揮し得るために必要な熱処理温度とＮＯガス圧力との
関係をそれぞれのトンネル絶縁膜の厚さ６ｎｍ、８ｎ
ｍ、１０ｎｍについて示したものである。熱処理は、ラ
ンプアニールにより１分間行った（昇温時間：５０℃／
秒、降温時間：５０℃／秒）。また、許容保持特性はリ
ーク電流を指標とし、１０-15Ａ／ｃｍ2を許容リーク電
流とした。リーク電流の測定は、図１（ｄ）に示すよう
に浮遊ゲートを作製した構成において、１０万回の書き
込み・消去に相当するストレス電流を流した後に、基板
１裏面と浮遊ゲート５上面に端子をとりリーク電流を測
定した。浮遊ゲートの厚さは１５０ｎｍ、その不純物
（Ｐ）濃度は３×１０19〜１×１０20／ｃｍ3とした。
トンネル絶縁膜の厚さは、エリプソメトリ法により測定
した。
【００２９】図４から明らかなように、各膜厚におい
て、熱処理温度とＮＯガス圧力との間には一次式の関係
があり、所望の保持特性を得るためには、ＮＯガス圧力
を低くするほど熱処理温度を高くする必要があることが
わかる。また、トンネル絶縁膜の厚さが薄いほど高い温
度・高い圧力が必要となることがわかる。このことか
ら、所望の保持特性を得るには、トンネル絶縁膜の厚さ
に応じてある程度以上の窒化を行うことが必要であると
いえる。例えば図４では、各膜厚において、点線で示さ
れた直線以上の領域における熱処理温度とＮＯガス圧力
下で熱処理を行うことにより所望の保持特性を得ること
ができる。
【００３０】ここで本発明者は、酸化窒素を含む窒化性
ガス雰囲気下での熱処理による窒化の程度を、トンネル
絶縁膜中の窒化領域の最大窒素原子濃度に置き換えて考
え、上記許容リーク電流を示す構成において、トンネル
絶縁膜の種々の厚さに対してトンネル絶縁膜中の最大窒
素原子濃度を測定した。その結果、膜厚６ｎｍでは７．
５atomic％、膜厚８ｎｍでは５．０atomic％、膜厚１０
ｎｍでは３．５atomic％であった。これらの数値をプロ
ットしたところ、図５に示すように、トンネル絶縁膜の
厚さと最大窒素原子濃度と間の関係を一次式により近似
することができ、熱処理条件として上記（１）式を導き
出すことができた。
【００３１】なお、ここでは一実施形態として、トンネ
ル絶縁膜の厚さと最大窒素原子濃度と間の関係を一次式
で近似したが、２次式等の他の近似式を用いてもよい。
また上記（１）式は、保持特性の指標としてリーク電流
を用い、且つ上記測定条件下で任意に設定した許容リー
ク電流値に基づくものであるが、適宜、保持特性として
リーク電流以外の他の指標を用いてもよいし、その他の
測定条件や許容値を設定して上記（１）式に代わる条件
式を導き出し用いてもよい。
【００３２】トンネル絶縁膜中の最大窒素原子濃度の測
定は、トンネル絶縁膜を形成した後に、ＳＩＭＳ（二次
イオン質量分析法）により測定した。この測定により、
シリコン基板とシリコン酸化膜界面付近を中心に窒化反
応が進行し窒化の程度が分布していることがわかった。
トンネル絶縁膜中の窒素原子濃度の分布は、界面位置付
近が最も濃度が高く界面位置から離れるに従って低下し
ており、本発明においては、トンネル絶縁膜の膜厚方向
に沿った窒素原子濃度分布における最大値を最大窒素原
子濃度とした。
【００３３】通常、トンネル絶縁膜用に形成されたシリ
コン酸化膜においては、Ｓｉの未結合手やＳｉ−Ｏ間の
不完全な結合が存在する。酸化窒素を含む窒化性ガス雰
囲気下での熱処理により、未結合手を有するＳｉや、不
完全なＳｉ−Ｏ結合を有するＳｉは優先的に窒化され
る。このようにして形成されたトンネル絶縁膜中のＳｉ
−Ｎ結合は、シリコン酸化膜のＳｉ−Ｏ結合より強く切
れにくいため、トンネル絶縁膜の強度を高めることがで
き、薄くても十分な保持特性が得られるとともに、高い
耐久性が得られ、信頼性を高めることができる。
【００３４】図５から明らかなように、許容値以上の保
持特性を得るためには、トンネル絶縁膜の厚さに応じ
て、特定の窒素原子濃度以上の窒化領域を有するトンネ
ル絶縁膜を形成する必要があり、また、トンネル絶縁膜
が薄いほど、トンネル絶縁膜中の窒素原子濃度（最大窒
素原子濃度）を高くする必要があることがわかる。
【００３５】本発明では、トンネル絶縁膜の形成後、直
ちにトンネル絶縁膜の厚さと窒素原子濃度を測定し、予
め導き出しておいた例えば（１）式のような条件式を利
用することにより、許容値以上の保持特性が得られるか
どうかを判定することができる。そのため、保持特性の
評価のために素子をある程度作り込まなければならない
従来の方法に比べて容易に最適な熱処理条件を見つけ出
すことができる。
【００３６】また、熱処理条件を決定した後も、トンネ
ル絶縁膜の形成直後にトンネル絶縁膜中の窒素原子濃度
を測定することにより、形成されたトンネル絶縁膜が所
望の素子特性を発揮させ得るものであるかどうかを適宜
確認することができるため、信頼性の高い素子を形成す
ることが容易となり、歩留まりを向上することができ
る。特に、多数のウェハを一度に処理する場合は、同一
装置内においても熱処理条件の分布が生じやすいため、
ウェハの載置箇所によってトンネル絶縁膜の窒化の程度
が異なり、所望の素子特性を有しない素子が得られる虞
がある。しかし発明によれば、例えば、所定の箇所にダ
ミーウェハを載置し、ダミーウェハのトンネル絶縁膜の
厚さと窒素原子濃度を測定することにより、素子を完成
させる前に窒化が不十分なウェハを見つけ出すことがで
きる。これにより、装置内での熱処理条件の最適化が容
易になるとともに、不良品率を低減することができる。
【００３７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、所望の素子特性を発揮させ得るトンネル絶縁膜
を有する不揮発性半導体装置を歩留まり良く容易に作製
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の不揮発性半導体装置の製造工程断面図
である。
【図２】本発明の熱処理工程に用いられる拡散炉の一例
を示す概略構成図である。
【図３】本発明の熱処理工程に用いられるランプアニー
ル装置の一例を示す概略構成図である。
【図４】許容保持特性を得るために必要な熱処理温度と
ＮＯガス圧力との関係をトンネル絶縁膜の厚さ毎に示す
グラフである。
【図５】トンネル絶縁膜の厚さと、許容保持特性を得る
ために必要な最大窒素原子濃度との関係を示すグラフで
ある。
【符号の説明】
１ シリコン基板 ２ 素子分離 ３ トンネル絶縁膜 ３ａ シリコン酸化膜 ３ｂ 窒化領域 ４ 多結晶シリコン層 ５ 浮遊ゲート ６ ゲート間絶縁膜 ７ 制御ゲート ２１ ボート ２２ ウェハ ２３ ヒータ ２４ チューブ ３１ 支持台 ３２ ウェハ ３３ ランプ ３４ チャンバー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/316 Ｈ０１Ｌ 29/78 ３７１ 21/318 27/10 ４３４ 27/115 Ｆターム(参考） 5F001 AA02 AA23 AA42 AA43 AA62 AA63 AG03 AG22 AG30 5F058 BA06 BD01 BD04 BD10 BF60 BF62 BF63 BF64 BH01 BJ01 BJ10 5F083 EP02 EP22 EP45 EP50 ER22 JA05 PR33 PR34 5F101 BA02 BA05 BA27 BA28 BA35 BA36 BH04 BH05 BH16

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シリコン基板上にトンネル絶縁膜を介し
    て設けられた浮遊ゲートと、該浮遊ゲート上にゲート間
    絶縁膜を介して設けられた制御ゲートを有する不揮発性
    半導体装置の製造方法であって、 シリコン基板表面にシリコン酸化膜を形成し、続いて酸
    化窒素を含む窒化性ガス雰囲気下で熱処理を行い窒化領
    域を形成することによってトンネル絶縁膜を形成する工
    程を有し、 前記窒化性ガス雰囲気下での熱処理は、形成しようとす
    るトンネル絶縁膜中の最大窒素原子濃度が、所定の許容
    保持特性を発揮させ得る最大窒素原子濃度（許容最大窒
    素原子濃度）以上となるように、予め求めておいたトン
    ネル絶縁膜の厚さと許容最大窒素原子濃度との関係式に
    基づいて、形成しようとするトンネル絶縁膜の厚さに応
    じて前記窒化性ガスの圧力および熱処理温度を調整する
    ことを特徴とする不揮発性半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項２】 シリコン基板上にトンネル絶縁膜を介し
    て設けられた浮遊ゲートと、該浮遊ゲート上にゲート間
    絶縁膜を介して設けられた制御ゲートを有する不揮発性
    半導体装置の製造方法であって、 シリコン基板表面にシリコン酸化膜を形成し、続いて酸
    化窒素を含む窒化性ガス雰囲気下で熱処理を行い窒化領
    域を形成することによってトンネル絶縁膜を形成する工
    程を有し、 前記窒化性ガス雰囲気下での熱処理は、形成しようとす
    るトンネル絶縁膜の厚さにおいて該トンネル絶縁膜中に
    下記（１）式 ＣN ≧ −１．０２Ｔ＋１３．４ （１） ＣN：トンネル絶縁膜中の窒素原子濃度（atomic％） Ｔ ：トンネル絶縁膜の厚さ（ｎｍ） を満たす窒素原子濃度を有する窒化領域が形成されるよ
    うに、前記窒化性ガスの圧力および熱処理温度を調整す
    ることを特徴とする不揮発性半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項３】 前記トンネル絶縁膜の厚さを４ｎｍ以上
    １２ｎｍ以下に設定する請求項１又は２記載の不揮発性
    半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記窒化性ガス雰囲気下での熱処理を大
    気圧未満で行う請求項１、２又は３記載の不揮発性半導
    体装置の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記窒化性ガスとして、ＮＯ単体ガス、
    或いはＮＯと不活性ガスとの混合ガスを用いる請求項１
    〜４のいずれか１項に記載の不揮発性半導体装置の製造
    方法。
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