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J-GLOBAL ID：200903090020398790

MIS半導体装置及び不揮発性半導体記憶装置

Inventor： 小池 正浩 ,  西山 彰
Applicant, Patent owner： 株式会社東芝
Agent (1)： 鈴江 武彦 (外6名)
Gazette classification：公開公報
Application number (International application number)：1999153583
Publication number (International publication number)：2000058831
Application date： Jun. 01, 1999
Publication date： Feb. 25, 2000
Summary：

【要約】【課題】有限温度における熱励起電流とフェルミ準位近傍からの電流の両方を抑え、リーク電流の低減をはかることができる、誘電率の高い絶縁膜と誘電率の低い絶縁膜を積層した絶縁層を用いたMIS構造の半導体装置を提供する。【解決手段】シリコン基板上に絶縁層を介して電極を形成したMIS構造を有する半導体装置において、絶縁層は、熱励起した電子によるトンネル電流を低くするバンドギャップが4.5eV以上のSi3 N4 膜2と、フェルミ準位近傍からのトンネル電流を低くする誘電率30以上のTiO2 膜3とを積層した構造からなる。酸化膜換算した絶縁層の膜厚が一定の条件かつ有限温度の条件において、絶縁層の膜厚と同じ膜厚である絶縁膜2、3のいずれかの単層だけのときよりもトンネル電流を低くする割合で、絶縁層の積層絶縁膜2、3の各膜厚が設定されている。

Claim (excerpt)：

半導体から実質的になる下地層と、前記下地層上に配設された絶縁層と、前記絶縁層上に配設された電極と、を具備し、前記下地層と前記電極との間に前記絶縁層が挟まれるMIS半導体装置であって、前記絶縁層は積層された第1及び第2絶縁膜を具備し、前記第1絶縁膜は、シリコン酸化物、シリコン酸窒化物、シリコン窒化物からなる群から選択された材料から実質的になり、前記第2絶縁膜はチタン酸化物から実質的になることと、前記絶縁層は誘電率に基づいてシリコン酸化物に換算した換算膜厚が3nm以下で、且つ前記第1絶縁膜の実際の厚さの前記第2絶縁膜の実際の厚さに対する実膜厚比が0.0088〜6.5の範囲にあるように設定されることと、を特徴とするMIS半導体装置。

IPC (5)：

H01L 29/78 ,  H01L 27/115 ,  H01L 21/8247 ,  H01L 29/788 ,  H01L 29/792

FI (3)：

H01L 29/78 301 G ,  H01L 27/10 434 ,  H01L 29/78 371