[发明专利]非易失性半导体存储器的存储单元

权利要求书

1.一种非易失性半导体存储器的存储单元，其特征在于，具备：

在半导体衬底的表面部分上隔开间隔形成的源·漏扩散层；

形成在上述源·漏扩散层之间的沟道上，主要的构成元素是Si、O、N的第1绝缘膜；

形成在上述第1绝缘膜上，主要的构成元素是Hf、O、N的电荷存储层；

形成在上述电荷存储层上，具有比上述第1绝缘膜高的介电常数的第2绝缘膜；以及

形成在上述第2绝缘膜上的控制栅电极，

上述第1绝缘膜的组成与上述电荷存储层的组成的关系以

(A)上述第1绝缘膜的价电子带带阶比上述电荷存储层的价电子带带阶大，而且，(B)上述电荷存储层内的基于氧空位的电子的陷阱能级存在于上述电荷存储层的带隙内

为条件决定。

2.一种非易失性半导体存储器的存储单元，其特征在于，具备：

在半导体衬底的表面部分上隔开间隔形成的源·漏扩散层；

形成在上述源·漏扩散层之间的沟道上，主要的构成元素是Si、O、N的第1绝缘膜；

形成在上述第1绝缘膜上，主要的构成元素是Hf、O、N的电荷存储层；

形成在上述电荷存储层上，具有比上述第1绝缘膜高的介电常数的第2绝缘膜；以及

形成在上述第2绝缘膜上的控制栅电极，

在把上述第1绝缘膜的组成表示为(SiO₂)_x(Si₃N₄)_1-x，把上述电荷存储层的组成表示为(HfO₂)_y(Hf₃N₄)_1-y，其中，0＜x＜1，0＜y＜1，并且把氧化硅膜，氮化硅膜，氧化铪膜，氮化铪膜的价电子带带阶分别表示为φ_v(SiO₂)、φ_v(Si₃N₄)、φ_v(HfO₂)、φ_v(Hf₃N₄)时，使用

[数1]

w={φv(SiO2)-φv(Si3N4)}7(1-x)7-4x-{φv(SiO2)-φv(HfO2)}{φv(HfO2)-φv(Hf3N4)}]]>

这样的量，使上述第1绝缘膜的组成x与上述电荷存储层的组成y的相互关系满足下式：

[数2]

y<7(1-w)7-4w]]>[其中，0＜x＜1，0＜y＜1]

而且，

在把各个导带的端部作为基准点，把带隙内的方向作为正方向评价了基于氧化铪膜、氮化铪膜中的氧空位的能级并表示为E_t(HfO₂)，E_t(Hf₃N₄)时，上述电荷存储层的组成y满足下式：

[数3]

y>11-37Et(HfO2)Et(Hf3N4).]]>