JP5376123B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
2 ソース・ドレイン
3 ソース・ドレイン
4 トラップ絶縁膜
5 メモリ導電体(MG)
6 電極間絶縁膜
7 絶縁膜
8 コントロール導電体(CG)
9 第一の導電体(n型不純物添加シリコン)
10 第二の導電体(n型不純物添加シリコン)
11 第一の絶縁膜(トラップ層を含まない)
12 第二の絶縁膜(トラップ層を含む)
13 仕事関数制御用金属添加絶縁膜
15 n型不純物添加シリコン
16 p型不純物添加シリコン
17 高誘電率絶縁膜
18 導電体中の仕事関数コントロール用の金属もしくは金属シリサイド層
19 導電体中の仕事関数コントロール用の金属もしくは金属シリサイド層
20 導電体中の第一の領域
21 導電体中の第二の領域
22 電極間ギャップ
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図2は本発明の不揮発性記憶装置の第一の実施の形態を説明するための断面図である。p型半導体基板上1上にトラップ層を含む第一の絶縁膜11と第一の導電体9からなる第一のゲート積層構造と、トラップ層を含まない第二の絶縁膜12と第二の導電体10からなる第二のゲート積層構造が形成され、第一のゲート積層構造と第二のゲート積層構造を挟み込むようにソース・ドレイン領域2とソース・ドレイン領域3が形成されてひとつのメモリセルとなる。また、第一のゲート積層構造と第二のゲート積層構造の間には電極間絶縁膜6が形成されている。電荷蓄積層が近いソース・ドレイン領域3の拡散層深さはホットエレクトロンによる電子の注入効率を上げるため、深い方が良く、ソース・ドレイン領域2はメモリセルの短チャネル効果を抑制するため、浅い方が良い。よって、ソース・ドレイン領域2の拡散層深さよりもソース・ドレイン領域3の拡散層深さが深い方が望ましい。また、隣接するメモリセルをソース・ドレイン領域2もしくはソース・ドレイン領域3を軸に対象に配置し、メモリ領域上に規則的に複数並べることで、隣接するセルのソース・ドレインを共通にすることができ、チップの縮小化に効果がある。
仕事関数が高い。よって、チャネル領域の不純物濃度が低くてもパンチスルーを抑制可能な高い閾値を得ることができる。本発明で示した様に第二ゲート積層部のチャネル領域の不純物濃度が低いと、第二のゲート積層部のチャネル領域を流れるキャリア(電子)の不純物散乱成分が低減し、移動度が上昇する。よって、第二の絶縁膜の膜厚が比較的厚くても高いトランスコンダクタンスを得ることができる。また、第二ゲート積層部の実効仕事関数が4.6eV以上だと、さらに、第二ゲート積層部チャネル領域の不純物濃度を下げることができ、移動度増大効果もより大きくなる。
以下、本発明の第二の実施の形態について図面を用いて説明する。図9は本発明の不揮発性記憶装置の第一の実施の形態を説明するための断面図である。
Claims (69)
- 第一導電型の半導体基板上に形成された第一のチャネル領域と電荷蓄積層を含む第一の絶縁膜と第一の導電体から成る第一のゲート積層構造と、第一のゲート積層構造に隣接して形成された第二のチャネル領域と電荷蓄積層を含まない第二の絶縁膜と第二の導電体から成る第二のゲート積層構造を少なくとも含み、前記第二のゲート積層構造の実効仕事関数が前記第一のゲート積層構造の実効仕事関数に比べて高く、さらに前記第二のゲート積層構造の耐圧が第一の積層構造の耐圧以上であることを特徴とする半導体装置。
- 前記第二のゲート積層構造の実効仕事関数が4.2eV以上であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第二のゲート積層構造の実効仕事関数が4.6eV以上であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
- 前記第二の絶縁膜の物理膜厚が前記第一の絶縁膜の物理膜厚以上であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の半導体装置。
- 請求項1から4のいずれかに記載の半導体装置であって、前記第二の導電体の少なくとも導電体/第二の絶縁膜界面はp型不純物添加シリコンであり、前記第一の導電体の少なくとも導電体/第一の絶縁膜界面はn型不純物添加シリコンであり、前記第二の絶縁膜は酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、前記第一の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二の層からなり、前記第一の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコンのいずれかであることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1から4のいずれかに記載の半導体装置であって、前記第二の導電体の少なくとも導電体/第二の絶縁膜界面はp型不純物添加シリコンであり、前記第一の導電体の少なくとも導電体/第一の絶縁膜界面はn型不純物添加シリコンであり、前記第二の絶縁膜は酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、前記第一の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二、第三の層からなり、前記第一の層及び前記第三の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかであることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1から4のいずれかに記載の半導体装置であって、前記第一の導電体及び第二の導電体の少なくとも導電体/絶縁膜界面はn型不純物添加シリコンであり、前記第二の絶縁膜に金属元素が添加されていることを特徴とする半導体装置。
- 前記第二の絶縁膜はHfもしくはAlを添加された酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、前記第一の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二の層からなり、前記第一の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコンのいずれかであることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。
- 前記第二の絶縁膜はHfもしくはAlを添加された酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜でおり、前記第一の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二、第三の層からなり、前記第一の層及び前記第三の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかであることを特徴とする請求項7に記載の半導体装置。
- 請求項1から4のいずれかに記載の半導体装置であって、前記第一の導電体及び前記第二の導電体の少なくとも電極/絶縁膜界はn型不純物添加シリコンであり、前記第二の絶縁膜の耐圧が前記第一の絶縁膜の耐圧以上であることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1から4のいずれかに記載の半導体装置であって、前記第一の導電体及び前記第二の導電体の少なくとも電極/絶縁膜界はn型不純物添加シリコンであり、前記第二の絶縁膜の誘電率が前記第一の絶縁膜の誘電率よりも高いことを特徴とする半導体装置。
- 前記第二の絶縁膜は、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートにより形成された単層膜か、下地として酸化シリコン膜又は酸窒化シリコン膜が形成され、その上にアルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかが形成された2層構造であり、前記第一の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二の層からなり、前記第一の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコンのいずれかであることを特徴とする請求項10または11に記載の半導体装置。
- 前記第二の絶縁膜は、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートにより形成された単層膜か、下地として酸化シリコン膜又は酸窒化シリコン膜が形成され、その上にアルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかが形成された2層構造であり、前記第一の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二、第三の層からなり、前記第一の層及び前記第三の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかであることを特徴とする請求項10または11に記載の半導体装置。
- 請求項1から4のいずれかに記載の半導体装置であって、前記第二の導電体の少なくとも導電体/第二の絶縁膜界面は金属もしくは金属シリサイドであり、前記第一の導電体の少なくとも導電体/第一の絶縁膜界面はn型不純物添加シリコンであり、前記第二の絶縁膜は酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、前記第一の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二の層からなり、前記第一の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコンのいずれかであることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1から4のいずれかに記載の半導体装置であって、前記第二の導電体の少なくとも導電体/第二の絶縁膜界面は金属もしくは金属シリサイドであり、前記第一の導電体の少なくとも導電体/第一の絶縁膜界面はn型不純物添加シリコンであり、前記第二の絶縁膜は酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、前記第一の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二、第三の層からなり、前記第一の層及び前記第三の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかであることを特徴とする半導体装置。
- 前記第二の導電体が少なくとも導電体/第二の絶縁膜界面においてニッケルシリサイド、白金シリサイド、ニッケル白金シリサイド、イリジウムシリサイド、白金ゲルマニウム、ニッケルゲルマニウム、白金ゲルマニウム、モリブデン、チタン窒化膜、ルテニウムのいずれかであることを特徴とする請求項1から4に記載の半導体装置。
- 請求項1から4のいずれかに記載の半導体装置であって、前記第二の導電体の少なくとも第二の絶縁膜/導電体界面は金属もしくは金属シリサイドであり、前記第一の導電体の少なくとも第一の絶縁膜/導電体界面はn型不純物添加シリコンであり、第二の絶縁膜に金属元素が添加されていることを特徴とする半導体装置。
- 前記第二の導電体が少なくとも第二の絶縁膜/導電体界面においてニッケルシリサイド、白金シリサイド、ニッケル白金シリサイド、イリジウムシリサイド、白金ゲルマニウム、ニッケルゲルマニウム、白金ゲルマニウム、モリブデン、チタン窒化膜、ルテニウムのいずれかであり、第二の絶縁膜はHfもしくはAlを添加された酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、前記第一の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二の層からなり、前記第一の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコンのいずれかであることを特徴とする請求項17に記載の半導体装置。
- 前記第二の導電体が少なくとも第二の絶縁膜/導電体界面においてニッケルシリサイド、白金シリサイド、ニッケル白金シリサイド、イリジウムシリサイド、白金ゲルマニウム、ニッケルゲルマニウム、白金ゲルマニウム、モリブデン、チタン窒化膜、ルテニウムのいずれかであり、第二の絶縁膜はHfもしくはAlを添加された酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、前記第一の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二、第三の層からなり、前記第一の層及び前記第三の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかであることを特徴とする請求項17に記載の半導体装置。
- 請求項1から4のいずれかに記載の半導体装置であって、前記第二の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面は金属もしくは金属シリサイドであり、前記第一の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面はn型不純物添加シリコンであり、前記第二の絶縁膜の耐圧が前記第一の絶縁膜の耐圧以上であることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1から4のいずれかに記載の半導体装置であって、前記第二の導電体の少なくとも第二の絶縁膜/導電体界面は金属もしくは金属シリサイドであり、前記第一の導電体の少なくとも第一の絶縁膜/導電体界面はn型不純物添加シリコンであり、前記第二の絶縁膜の誘電率が、前記第一の絶縁膜の誘電率よりも高いことを特徴とする半導体装置。
- 前記第二の導電体が少なくとも第二の絶縁膜/導電体界面においてニッケルシリサイド、白金シリサイド、ニッケル白金シリサイド、イリジウムシリサイド、白金ゲルマニウム、ニッケルゲルマニウム、白金ゲルマニウム、モリブデン、チタン窒化膜、ルテニウムのいずれかであり、前記第二の絶縁膜は、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれか単層か、基板との界面層として酸化シリコン膜又は酸窒化シリコン膜を含む2層構造であり、前記第一の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二の層からなり、前記第一の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン又は酸窒化シリコンのいずれかであることを特徴とする請求項20または21に記載の半導体装置。
- 前記第二の導電体が少なくとも第二の絶縁膜/導電体界面においてニッケルシリサイド、白金シリサイド、ニッケル白金シリサイド、イリジウムシリサイド、白金ゲルマニウム、ニッケルゲルマニウム、白金ゲルマニウム、モリブデン、チタン窒化膜、ルテニウムのいずれかであり、前記第二の絶縁膜は、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれか単層か、基板との界面層として酸化シリコン膜又は酸窒化シリコン膜を含む2層構造であり、前記第一の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二、第三の層からなり、前記第一の層及び前記第三の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかであることを特徴とする請求項20または21に記載の半導体装置。
- 請求項1から4のいずれかに記載の半導体装置であって、前記第一及び第二のゲート積層構造の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面は、異なる金属もしくは金属シリサイドであり、前記第二の絶縁膜は酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、前記第一の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二の層からなり、前記第一の層及び前記第三の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコンのいずれかであることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1から4のいずれかに記載の半導体装置であって、前記第一及び第二のゲート積層構造の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面は、異なる金属もしくは金属シリサイドであり、前記第二の絶縁膜は酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、前記第一の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二、第三の層、又は第一、第二の層からなり、前記第一の層及び前記第三の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかであることを特徴とする半導体装置。
- 前記第二の導電体は少なくとも第二の絶縁膜/導電体界面においてニッケルシリサイド、白金シリサイド、ニッケル白金シリサイド、イリジウムシリサイド、白金ゲルマニウム、ニッケルゲルマニウム、白金ゲルマニウム、モリブデン、チタン窒化膜、ルテニウムのいずれかであり、第一の導電体は少なくとも第二の絶縁膜/導電体界面においてジルコニウム窒化膜、タンタル、アルミニウム、ジルコニウム、ハフニウムのいずれかであることを特徴とする請求項24または25に記載の半導体装置。
- 請求項1から4のいずれかに記載の半導体装置であって、前記第一及び第二のゲート積層構造の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面は、異なる金属もしくは金属シリサイドであり、第二の絶縁膜に金属元素が添加されていることを特徴とする半導体装置。
- 前記第二の導電体は少なくとも第二の絶縁膜/導電体界面においてニッケルシリサイド、白金シリサイド、ニッケル白金シリサイド、イリジウムシリサイド、白金ゲルマニウム、ニッケルゲルマニウム、白金ゲルマニウム、モリブデン、チタン窒化膜、ルテニウムのいずれかであり、第一の導電体は少なくとも第一の絶縁膜/導電体界面においてジルコニウム窒化膜、タンタル、アルミニウム、ジルコニウム、ハフニウムのいずれかであり、第二の絶縁膜はHfもしくはAlを添加された酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、前記第一の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二の層からなり、前記第一の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコンのいずれかであることを特徴とする請求項27に記載の半導体装置。
- 前記第二の導電体は少なくとも第二の絶縁膜/導電体界面においてニッケルシリサイド、白金シリサイド、ニッケル白金シリサイド、イリジウムシリサイド、白金ゲルマニウム、ニッケルゲルマニウム、白金ゲルマニウム、モリブデン、チタン窒化膜、ルテニウムのいずれかであり、第一の導電体は少なくとも第一の絶縁膜/導電体界面においてジルコニウム窒化膜、タンタル、アルミニウム、ジルコニウム、ハフニウムのいずれかであり、第二の絶縁膜はHfもしくはAlを添加された酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、前記第一の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二、第三の層からなり、前記第一の層及び前記第三の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかであることを特徴とする請求項27に記載の半導体装置。
- 請求項1から4に記載の半導体装置であって、第一及び第二のゲート積層構造の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面は、異なる金属もしくは金属シリサイドであり、第二の絶縁膜の耐圧が第一の絶縁膜の耐圧以上であることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1から4に記載の半導体装置であって、第一及び第二のゲート積層構造の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面は、異なる金属もしくは金属シリサイドであり、第二のゲート積層構造の絶縁膜の誘電率が、第一のゲート積層構造の絶縁膜の誘電率よりも高いことを特徴とする半導体装置。
- 前記第二の導電体は少なくとも絶縁膜/導電体界面においてニッケルシリサイド、白金シリサイド、ニッケル白金シリサイド、イリジウムシリサイド、白金ゲルマニウム、ニッケルゲルマニウム、白金ゲルマニウム、モリブデン、チタン窒化膜、ルテニウムであり、第一の導電体は少なくとも絶縁膜/導電体界面においてジルコニウム窒化膜、夕ンクル、アルミニウム、ジルコニウム、ハフニウムであり、前記第二の絶縁膜は、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケート単層か、基板との界面層として酸化シリコン膜及び酸窒化シリコン膜を含む2層構造であり、前記第一の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二、第三の層からなり、前記第一の層及び前記第三の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかであることを特徴とする請求項30または31に記載の半導体装置。
- 請求項1から32に記載の半導体装置であって、前記第一のゲート積層構造と第二のゲート積層構造が接続されていることを特徴とする半導体装置。
- 第一導電型の半導体基板上に形成された絶縁膜と導電体からなるゲート積層構造を含み、前記ゲート積層構造は、トラップ層を含む第一の領域と、第一の領域とは実行仕事関数が異なり、かつ、トラップ層を含まない第二の領域から成り、第一の領域に比べ第二の領域の実行仕事関数が高く、さらに前記第二の領域の耐圧が第一の領域の耐圧以上であることを特徴とする半導体装置。
- 前記第二の領域実効仕事関数が4.2eV以上であることを特徴とする請求項34に記載の半導体装置。
- 前記第二の領域の実効仕事関数が4.6eV以上であることを特徴とする請求項35に記載の半導体装置。
- 前記第二の領域の絶縁膜の物理膜厚が前記第一の領域の絶縁膜の物理膜厚以上であることを特徴とする請求項34から36のいずれかに記載の半導体装置。
- 請求項34から37のいずれかに記載の半導体装置であって、前記導電体の導電体/絶縁膜界面付近はn型不純物添加シリコンであり、第二の領域の絶縁膜には金属元素が添加されていることを特徴とする半導体装置。
- 請求項38に記載の半導体装置であって、前記絶縁膜の第二の領域はHfもしくはAlが添加された酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、前記絶縁膜の第一の領域は、チャネル領域側から第一、第二の層からなり、前記第一の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコンのいずれかであることを特徴とする半導体装置。
- 請求項38に記載の半導体装置であって、前記絶縁膜の第一の領域はHfもしくはAlを添加された酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、前記絶縁膜の第二の領域は、チャネル領域側から第一、第二、第三の層からなり、前記第一の層及び前記第三の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかであることを特徴とする半導体装置。
- 請求項34から37のいずれかに記載の半導体装置であって、前記導電体の導電体/絶縁膜界面付近はn型不純物添加シリコンであり、前記ゲート積層構造の第二の領域の絶縁膜の耐圧が第一の領域の絶縁膜の耐圧以上であることを特徴とする半導体装置。
- 請求項34から37のいずれかに記載の半導体装置であって、前記導電体の導電体/絶縁膜界面付近はn型不純物添加シリコンであり、前記ゲート積層構造の第二の領域の絶縁膜の誘電率が、第一の領域の絶縁膜の誘電率よりも高いことを特徴とする半導体装置。
- 前記第二の領域の絶縁膜は、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかにより形成された単層膜か、基板として酸化シリコン膜又は酸窒化シリコン膜が形成され、その上にアルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかが形成された2層構造であり、前記第一の領域の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二、第三の層からなり、前記第一の層及び前記第三の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかであることを特徴とする請求項41または42に記載の半導体装置。
- 請求項34から37のいずれかに記載の半導体装置であって、前記ゲート積層構造の第二の領域の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面付近は金属もしくは金属シリサイドであり、第一の領域の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面付近はn型不純物添加シリコンであり、第二の領域の絶縁膜は酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、第一の領域の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二の層からなり、前記第一の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコンのいずれかであることを特徴とする半導体装置。
- 請求項34から37のいずれかに記載の半導体装置であって、前記ゲート積層構造の第二の領域の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面付近は金属もしくは金属シリサイドであり、第一の領域の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面付近はn型不純物添加シリコンであり、第二の領域の絶縁膜は酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、第一の領域の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二、第三の層からなり、前記第一の層及び前記第三の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかであることを特徴とする半導体装置。
- 前記ゲート積層構造の第二の領域の導電体が少なくとも絶縁膜/導電体界面においてニッケルシリサイド、白金シリサイド、ニッケル白金シリサイド、イリジウムシリサイド、白金ゲルマニウム、ニッケルゲルマニウム、白金ゲルマニウム、モリブデン、チタン窒化膜、ルテニウムのいずれかであることを特徴とする請求項44または45に記載の半導体装置。
- 請求項34から37のいずれかに記載の半導体装置であって、前記ゲート積層構造の第二の領域の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面は金属もしくは金属シリサイドであり、第一の領域の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面はn型不純物添加シリコンであり、前記第二の領域の絶縁膜に金属元素が添加されていることを特徴とする半導体装置。
- 前記ゲート積層構造の第二の領域の導電体が少なくとも絶縁膜/導電体界面においてニッケルシリサイド、白金シリサイド、ニッケル白金シリサイド、イリジウムシリサイド、白金ゲルマニウム、ニッケルゲルマニウム、白金ゲルマニウム、モリブデン、チタン窒化膜、ルテニウムのいずれかであり、第二の領域の絶縁膜はHfもしくはAlを添加された酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、第一の領域の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二の層からなり、前記第一の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコンのいずれかであることを特徴とする請求項47に記載の半導体装置。
- 前記ゲート積層構造の第二の領域の導電体が少なくとも絶縁膜/導電体界面においてニッケルシリサイド、白金シリサイド、ニッケル白金シリサイド、イリジウムシリサイド、白金ゲルマニウム、ニッケルゲルマニウム、白金ゲルマニウム、モリブデン、チタン窒化膜、ルテニウムのいずれかであり、第二の領域の絶縁膜はHfもしくはAlを添加された酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、第一の領域の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二、第三の層からなり、前記第一の層及び前記第三の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかであることを特徴とする請求項47に記載の半導体装置。
- 請求項34から37のいずれかに記載の半導体装置であって、前記ゲート積層構造の第二の領域の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面は金属もしくは金属シリサイドであり、第一の領域の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面はn型不純物添加シリコンであり、第二の領域の絶縁膜の耐圧が第一の領域の絶縁膜の耐圧以上であることを特徴とする半導体装置。
- 請求項34から37のいずれかに記載の半導体装置であって、前記ゲート積層構造の第二の領域の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面は金属もしくは金属シリサイドであり、第一の領域の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面はn型不純物添加シリコンであり、第二の領域の絶縁膜の誘電率が、第一の領域の絶縁膜の誘電率よりも高いことを特徴とする半導体装置。
- 前記ゲート積層構造の第二の領域の導電体が少なくとも絶縁膜/導電体界面においてニッケルシリサイド、白金シリサイド、ニッケル白金シリサイド、イリジウムシリサイド、白金ゲルマニウム、ニッケルゲルマニウム、白金ゲルマニウム、モリブデン、チタン窒化膜、ルテニウムのいずれかであり、第二の領域の絶縁膜は、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかにより形成された単層膜か、基板との界面層として酸化シリコン膜又は酸窒化シリコン膜が形成されその上にアルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかが形成された2層膜であり、第一の領域の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二の層からなり、前記第一の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかであることを特徴とする請求項50または51に記載の半導体装置。
- 前記ゲート積層構造の第二の領域の導電体が少なくとも絶縁膜/導電体界面においてニッケルシリサイド、白金シリサイド、ニッケル白金シリサイド、イリジウムシリサイド、白金ゲルマニウム、ニッケルゲルマニウム、白金ゲルマニウム、モリブデン、チタン窒化膜、ルテニウムのいずれかであり、第二の領域の絶縁膜は、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかにより形成された単層膜か、基板との界面層として酸化シリコン膜又は酸窒化シリコン膜が形成されその上にアルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかが形成された2層膜であり、第一の領域の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二、第三の層からなり、前記第一の層及び前記第三の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかであることを特徴とする請求項50または51に記載の半導体装置。
- 請求項34から37のいずれかに記載の半導体装置であって、前記ゲート積層膜の第一の領域の導電体及び第二の領域の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面は、異なる金属もしくは金属シリサイドであり、第二の領域の絶縁膜は酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、前記第一の領域の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二の層からなり、前記第一の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコンのいずれかであることを特徴とする半導体装置。
- 請求項34から37のいずれかに記載の半導体装置であって、前記ゲート積層膜の第一の領域の導電体及び第二の領域の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面は、異なる金属もしくは金属シリサイドであり、第二の領域の絶縁膜は酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、前記第一の領域の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二、第三の層からなり、前記第一の層及び前記第三の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかであることを特徴とする半導体装置。
- 前記ゲート積層構造の第二の領域の導電体は少なくとも絶縁膜/導電体界面においてニッケルシリサイド、白金シリサイド、ニッケル白金シリサイド、イリジウムシリサイド、白金ゲルマニウム、ニッケルゲルマニウム、白金ゲルマニウム、モリブデン、チタン窒化膜、ルテニウムのいずれかであり、第一の領域の導電体は少なくとも絶縁膜/導電体界面においてジルコニウム窒化膜、タンタル、アルミニウム、ジルコニウム、ハフニウムのいずれかであることを特徴とする請求項54または55に記載の半導体装置。
- 請求項34から37のいずれかに記載の半導体装置であり、前記ゲート積層構造の第一領域の導電体及び第二の領域の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面は、異なる金属もしくは金属シリサイドであり、第二の領域の絶縁膜に金属元素が添加されていることを特徴とする半導体装置。
- 前記第二領域の導電体は少なくとも絶縁膜/導電体界面においてニッケルシリサイド、白金シリサイド、ニッケル白金シリサイド、イリジウムシリサイド、白金ゲルマニウム、ニッケルゲルマニウム、白金ゲルマニウム、モリブデン、チタン窒化膜、ルテニウムのいずれかであり、第一の領域の導電体は少なくとも絶縁膜/導電体界面においてジルコニウム窒化膜、タンタル、アルミニウム、ジルコニウム、ハフニウムのいずれかであり、第二の領域の絶縁膜はHfもしくはAlを添加された酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、第一の領域の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二の層からなり、前記第一の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコンのいずれかであることを特徴とする請求項57に記載の半導体装置。
- 前記第二領域の導電体は少なくとも絶縁膜/導電体界面においてニッケルシリサイド、白金シリサイド、ニッケル白金シリサイド、イリジウムシリサイド、白金ゲルマニウム、ニッケルゲルマニウム、白金ゲルマニウム、モリブデン、チタン窒化膜、ルテニウムのいずれかであり、第一の領域の導電体は少なくとも絶縁膜/導電体界面においてジルコニウム窒化膜、タンタル、アルミニウム、ジルコニウム、ハフニウムのいずれかであり、第二の領域の絶縁膜はHfもしくはAlを添加された酸化シリコンまたは酸窒化シリコン膜であり、第一の領域の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二、第三の層からなり、前記第一の層及び前記第三の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかであることを特徴とする請求項57に記載の半導体装置。
- 請求項34から37のいずれかに記載の半導体装置であって、前記ゲート積層構造の第一領域の導電体及び第二の領域の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面は、異なる金属もしくは金属シリサイドであり、第二の領域絶縁膜の耐圧が第一の領域の絶縁膜の耐圧以上であることを特徴とする半導体装置。
- 請求項34から37のいずれかに記載の半導体装置であって、前記ゲート積層構造の第一領域の導電体及び第二の領域の導電体の少なくとも絶縁膜/導電体界面は、異なる金属もしくは金属シリサイドであり、第二の領域の絶縁膜の誘電率が、第一の領域の絶縁膜の誘電率よりも高いことを特徴とする半導体装置。
- 前記ゲート積層構造の第二の領域の導電体は少なくとも絶縁膜/導電体界面においてニッケルシリサイド、白金シリサイド、ニッケル白金シリサイド、イリジウムシリサイド、白金ゲルマニウム、ニッケルゲルマニウム、白金ゲルマニウム、モリブデン、チタン窒化膜、ルテニウムであり、第一の領域の導電体は少なくとも絶縁膜/導電体界面においてジルコニウム窒化膜、タンタル、アルミニウム、ジルコニウム、ハフニウムであり、第二の領域の絶縁膜は、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートにより形成された単層膜か、基板との界面層として酸化シリコン膜及び酸窒化シリコン膜が形成され、その上にアルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートが形成された2層構造であり、前記第一の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二の層からなり、前記第一の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコンもしくは酸窒化シリコンのいずれかであることを特徴とする請求項60または61に記載の半導体装置。
- 前記ゲート積層構造の第二の領域の導電体は少なくとも絶縁膜/導電体界面においてニッケルシリサイド、白金シリサイド、ニッケル白金シリサイド、イリジウムシリサイド、白金ゲルマニウム、ニッケルゲルマニウム、白金ゲルマニウム、モリブデン、チタン窒化膜、ルテニウムであり、第一の領域の導電体は少なくとも絶縁膜/導電体界面においてジルコニウム窒化膜、タンタル、アルミニウム、ジルコニウム、ハフニウムであり、第二の領域の絶縁膜は、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートにより形成された単層膜か、基板との界面層として酸化シリコン膜及び酸窒化シリコン膜が形成され、その上にアルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートが形成された2層構造であり、前記第一の絶縁膜は、チャネル領域側から第一、第二、第三の層からなり、前記第一の層及び前記第三の層は酸化シリコン又は酸窒化シリコンであり、前記第二の層は窒化シリコン、酸窒化シリコン、アルミナ、ハフニウムシリケート、酸化ハフニウムシリケート、アルミシリケート、酸化アルミシリケートのいずれかであることを特徴とする請求項60または61に記載の半導体装置。
- 請求項1から63のいずれかに記載の半導体装置であって、第一のゲート積層構造と第二のゲート積層構造もしくはゲート積層構造を挟み込むように形成され、第一のゲート積層構造もしくはゲート積層構造の第一の領域と接するように形成された第一の第二導電型不純物拡散層と第二のゲート積層構造もしくはゲート積層構造の第二の領域と接するように形成された第二の第二導電型不純物拡散層とを含むことを特徴とする半導体装置。
- 第二の第二導電型不純物拡散層に比べて第一の第二導電型不純物拡散層の接合深さが深いことを特徴とする請求項64に記載の半導体装置。
- 請求項64または65に記載の半導体装置であり、第一のゲート積層構造及び第二のゲート積層構造が第一の第二導電型不純物拡散層もしくは第二の第二導電型不純物拡散層を軸に対象に配置され、半導体基板上のメモリ領域に規則的に複数並んでいることを特徴とする半導体装置。
- 請求項1から32のいずれかに記載の半導体装置であって、第二のゲート積層構造に隣接して第三のゲート積層構造が形成され、第一及び第二及び第三のゲート積層構造が第一及び第二の第二導電型不純物拡散層に挟まれていることを特徴とする半導体装置。
- 第一のゲート積層構造と第二のゲート積層構造、及び、第二のゲート積層構造と第三のゲート積層構造の間にゲート絶縁膜が挟まれていることを特徴とする請求項67に記載の半導体装置。
- 第一のゲート積層構造と第二のゲート積層構造と第三のゲート積層構造が電気的に接続されていることを特徴とする請求項67または68に記載の半導体装置。
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