專利名稱：存儲器及其制造方法以及集成電路和半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及采用把從傳導(dǎo)區(qū)遷移過來的電荷存儲在存儲區(qū)內(nèi)的辦法保持信息的存儲器及其制造方法，以及使存儲器集成化后的集成電路和半導(dǎo)體裝置的制造方法，特別是涉及存儲區(qū)由多個微粒子(量子點)構(gòu)成的存儲器及其制造方法，以及集成電路和半導(dǎo)體裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
在以EEPROM(Electric Ersable-Programable Read OnlyMemory，電可擦除可編程只讀存儲器)為代表的非易失性存儲器中，通過絕緣膜在單晶硅基板上形成有存儲區(qū)，結(jié)果變成為通過存儲以絕緣膜為隧道從傳導(dǎo)區(qū)遷移到該存儲區(qū)內(nèi)的電荷來保持信息。以往，由具有二維性擴展的連續(xù)半導(dǎo)體膜形成該存儲區(qū)。此外，在以往的非易失性存儲器中，為了長時間保持在該存儲區(qū)中存儲的電荷，作為傳導(dǎo)區(qū)和存儲區(qū)之間的絕緣膜，使用絕緣性優(yōu)良的硅的熱氧化膜。該熱氧化膜采用在氧氣氛中使單晶硅基板的溫度上升到800～1000℃的高溫的辦法形成。另外，硅基板在這種程度的溫度下，不會變形或溶解。此外，在單晶硅基板上邊形成的熱氧化膜的絕緣性非常出色，所以可以保持穩(wěn)定而不會從二維性的連續(xù)的存儲區(qū)漏泄電荷。
如上所述，在以往的存儲器中，在傳導(dǎo)區(qū)和存儲區(qū)之間使用熱氧化膜的情況下，就不得不使基板溫度上升到800～1000℃的高溫。但是，在基板不是單晶硅而是玻璃或塑料(可塑性物質(zhì))制造的情況下，則不能進行這樣的高溫?zé)崽幚?。例如，玻璃基板的變形溫度?00℃，此外，塑料基板的變形溫度，即便是由有耐熱性的材料形成的情況下，頂多也只有200℃。因此，在基板由玻璃或塑料形成的情況下，傳導(dǎo)區(qū)和存儲區(qū)之間的絕緣膜就不得不在500℃以下的溫度下形成。
但是，在500℃以下的溫度下形成氧化膜的情況下，在該氧化膜中將發(fā)生缺陷即多個構(gòu)造性的孔(針孔)。為此，存在著下述問題在具有二維性擴展的存儲區(qū)內(nèi)存儲的電荷，在短時間內(nèi)將會向傳導(dǎo)區(qū)漏泄，不能長時間保持信息。
此外，例如，即便是象硅基板上邊的硅氧化膜(SiO2)那樣有高溫下的耐熱性，氧化膜上邊的傳導(dǎo)區(qū)也是多晶，在其表面上會存在凹凸。存在著下述問題由于該多晶硅的凹凸，在其上邊的絕緣膜中將發(fā)生電場集中，二維性的連續(xù)的存儲區(qū)中的電荷，也將從該場所漏掉。
發(fā)明的公開本發(fā)明就是有鑒于上述問題而發(fā)明的，目的是提供一種可以在玻璃或塑料制造的基板上邊在低溫下進行制作，同時可以長時間保持信息的存儲器及其制造方法，以及集成電路和半導(dǎo)體裝置的制造方法。
本發(fā)明的存儲器的構(gòu)成為具備下述部分由半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)；設(shè)置為與該傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)；設(shè)置為與該第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)；由分散開來的微粒子構(gòu)成，存儲由傳導(dǎo)區(qū)遷移來的電荷的存儲區(qū)；設(shè)于該存儲區(qū)和傳導(dǎo)區(qū)之間的電荷可以遷移的隧道絕緣膜；用來分別控制存儲區(qū)的電荷量和傳導(dǎo)區(qū)的傳導(dǎo)率的控制用電極；設(shè)于該控制用電極和存儲區(qū)之間的控制用絕緣膜，且存儲區(qū)中的微粒子的面密度比在隧道絕緣膜中產(chǎn)生的構(gòu)造性的孔(針孔)的面密度高。
本發(fā)明的另一種存儲器的構(gòu)成為具備下述部分由半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)；設(shè)置為與該傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)；設(shè)置為與該第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)；由分散開來的微粒子構(gòu)成，存儲由傳導(dǎo)區(qū)遷移來的電荷的存儲區(qū)；設(shè)于該存儲區(qū)和傳導(dǎo)區(qū)之間的電荷可以遷移的隧道絕緣膜；用來分別控制存儲區(qū)的電荷量和傳導(dǎo)區(qū)的傳導(dǎo)率的控制用電極；設(shè)于該控制用電極和存儲區(qū)之間的控制用絕緣膜，且在存儲區(qū)內(nèi)的微粒子的個數(shù)在5個以上。
本發(fā)明的再一種存儲器的構(gòu)成為具備下述部分由半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)；設(shè)置為與該傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)；設(shè)置為與該第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)；由分散開來的微粒子構(gòu)成，存儲由傳導(dǎo)區(qū)遷移來的電荷的存儲區(qū)；設(shè)于該存儲區(qū)和傳導(dǎo)區(qū)之間的電荷可以遷移的隧道絕緣膜；用來分別控制存儲區(qū)的電荷量和傳導(dǎo)區(qū)的傳導(dǎo)率的控制用電極；設(shè)于該控制用電極和存儲區(qū)之間的控制用絕緣膜，且傳導(dǎo)區(qū)由表面粗糙度為0.1nm以上100nm以下的多晶硅膜形成，同時存儲區(qū)的微粒子的個數(shù)比傳導(dǎo)區(qū)中的晶粒個數(shù)多。
本發(fā)明的集成電路具備多個存儲器，各個存儲器的構(gòu)成為具備下述部分由半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)；設(shè)置為與該傳導(dǎo)區(qū)相鄰的源區(qū)；設(shè)置為與該源區(qū)分開，且與傳導(dǎo)區(qū)相鄰的漏區(qū)；由分散開來的多個微粒子構(gòu)成，存儲由傳導(dǎo)區(qū)遷移來的電荷的存儲區(qū)；設(shè)于該存儲區(qū)和傳導(dǎo)區(qū)之間的電荷可以遷移的隧道絕緣膜；用來分別控制存儲區(qū)的電荷量和傳導(dǎo)區(qū)的傳導(dǎo)率的控制用電極；設(shè)于該控制用電極和存儲區(qū)之間的控制用絕緣膜，且存儲區(qū)中的微粒子的面密度比在隧道絕緣膜中產(chǎn)生的構(gòu)造性的孔(針孔)的面密度高，而且，各個存儲器的控制用電極都連接到字線上的同時，各個存儲器的源漏路徑分別連接到位線和源極線之間。
本發(fā)明的存儲器的制造方法，具備下述工序在由絕緣體構(gòu)成的基底部分的上邊形成由半導(dǎo)體膜構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)的工序；在傳導(dǎo)區(qū)的上邊形成隧道絕緣膜的工序；形成由分散到隧道絕緣膜的上邊的多個微粒子構(gòu)成且該微粒子的面密度比隧道絕緣膜的構(gòu)造性的孔(針孔)的面密度大的存儲區(qū)的工序；在存儲區(qū)的上邊形成控制用絕緣膜的工序；在控制用絕緣膜的上邊形成控制用電極的工序；分別形成與傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)和與第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)的工序。
本發(fā)明的另一種存儲器的制造方法，具備下述工序在由絕緣體構(gòu)成的基底部分的上邊形成由半導(dǎo)體膜構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)的工序；在傳導(dǎo)區(qū)的上邊形成隧道絕緣膜的工序；由分散到隧道絕緣膜的上邊的5個以上的微粒子構(gòu)成的存儲區(qū)的工序；在存儲區(qū)的上邊形成控制用絕緣膜的工序；在控制用絕緣膜的上邊形成控制用電極的工序；分別形成與傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)和與第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)的工序。
本發(fā)明的再一種存儲器的制造方法，具備下述工序在由絕緣體構(gòu)成的基底部分的上邊形成由表面粗糙度在0.1nm以上100nm以下的多晶硅膜構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)的工序；在傳導(dǎo)區(qū)的上邊形成隧道絕緣膜的工序；在隧道絕緣膜的上邊形成由比傳導(dǎo)區(qū)的晶粒個數(shù)還多的分散開來的微粒子構(gòu)成的存儲區(qū)的工序；在存儲區(qū)的上邊形成控制用絕緣膜的工序；在控制用絕緣膜的上邊形成控制用電極的工序；分別形成與傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)和與第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)的工序。
本發(fā)明的存儲器的再一種制造方法，具備下述工序在由絕緣體構(gòu)成的基底部分的上邊形成控制用電極的工序；在控制用電極的上邊形成控制用絕緣膜的工序；在控制用絕緣膜的上邊，形成由分散開來的多個微粒子構(gòu)成，且該微粒子的面密度比隧道絕緣膜的構(gòu)造性的孔(針孔)的面密度還大的存儲區(qū)的工序；在存儲區(qū)的上邊形成隧道絕緣膜的工序；在隧道絕緣膜的上邊形成由半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)的工序；分別形成與傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)和與第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)的工序。
本發(fā)明的存儲器的再一種制造方法，具備下述工序在由絕緣體構(gòu)成的基底部分的上邊形成控制用電極的工序；在控制用電極的上邊形成控制用絕緣膜的工序；在控制用絕緣膜的上邊，形成由分散開采的5個以上的微粒子構(gòu)成的存儲區(qū)的工序；在存儲區(qū)的上邊形成隧道絕緣膜的工序；在隧道絕緣膜的上邊形成由半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)的工序；分別形成與傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)和與第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)的工序。
本發(fā)明的存儲器的再一種制造方法，具備下述工序在由絕緣體構(gòu)成的基底部分的上邊形成控制用電極的工序；在控制用電極的上邊形成控制用絕緣膜的工序；在控制用絕緣膜的上邊，形成由分散開來的多個微粒子構(gòu)成的存儲區(qū)的工序；在存儲區(qū)的上邊形成隧道絕緣膜的工序；在隧道絕緣膜的上邊形成由半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)的工序；分別形成與傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)和與第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)的工序，用表面粗糙度0.1nm以上100nm以下的多晶硅形成傳導(dǎo)區(qū)的同時，使存儲區(qū)的晶粒個數(shù)比傳導(dǎo)區(qū)中的微粒子的個數(shù)還多。
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，具備在基板上邊形成了半導(dǎo)體膜之后，在該半導(dǎo)體膜上邊，形成過剩地含有半導(dǎo)體元素的非化學(xué)計量的組成的存儲區(qū)形成用薄膜的工序；采用施行加熱處理的辦法，使半導(dǎo)體的微粒子分散到存儲區(qū)形成用薄膜中去形成存儲區(qū)的工序。另外，所謂‘非化學(xué)計量組成’，指的是偏離了化學(xué)計量組成的成分比的組成，在本發(fā)明中，比起化學(xué)計量的組成的情況來，指的是過剩地含有半導(dǎo)體那樣地偏離了成分比的情況。構(gòu)成存儲區(qū)的微粒子是大小處于1nm～10nm的范圍內(nèi)的微粒子，作為一個例子，可以舉出硅(Si)或鍺(Ge)等。
在本發(fā)明的存儲器及其制造方法中，由于具有存儲區(qū)內(nèi)的微粒子的面密度比在隧道絕緣膜中產(chǎn)生的構(gòu)造性的孔(針孔)的面密度還大的構(gòu)成，或者存儲區(qū)內(nèi)的微粒子的個數(shù)在5個以上的構(gòu)成，或者傳導(dǎo)區(qū)由表面粗糙度為0.1nm以上100nm以下的多晶硅形成的同時，存儲區(qū)的微粒子的個數(shù)比傳導(dǎo)區(qū)內(nèi)的晶粒個數(shù)還多的構(gòu)成，故即便是由于在隧道絕緣膜中存在的針孔等的缺陷而使存儲在一部分的微粒子中的電荷漏掉，存儲在不存在缺陷的區(qū)域上形成的微粒子上的電荷也不會漏泄。為此，可以長時間地存儲信息。
此外，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法中，采用對過剩地含有半導(dǎo)體的非化學(xué)計量組成的存儲區(qū)形成用薄膜施行能束照射等的加熱處理的辦法，使半導(dǎo)體的微粒子分散到存儲區(qū)形成用薄膜中去，形成存儲區(qū)。
附圖的簡單說明

圖1的剖面圖示出了本發(fā)明的實施例1的存儲器的構(gòu)成。
圖2的剖面圖示出了本發(fā)明的實施例2的存儲器的構(gòu)成。
圖3的電路圖用來說明本發(fā)明的存儲器的集成化方法1的一個例子。
圖4的說明圖用來說明本發(fā)明的存儲器的集成化方法1的另一個例子。
圖5的電路圖用來說明本發(fā)明的存儲器的集成化方法2。
圖6A和圖6B是用來說明實施例1的存儲器的制造方法1的剖面圖和平面圖。
圖7A和圖7B是用來說明圖6A和圖6B的后續(xù)工序的剖面圖和平面圖。
圖8A和圖8B是用來說明圖7A和圖7B的后續(xù)工序的剖面圖和平面圖。
圖9A和圖9B是用來說明圖8A和圖8B的后續(xù)工序的剖面圖和平面圖。
圖10A和圖10B是用來說明圖9A和圖9B的后續(xù)工序的剖面圖和平面圖。
圖11A和圖11B是用來說明本發(fā)明的實施例1的存儲器的制造方法2的剖面圖和平面圖。
圖12A和圖12B是用來說明圖11A和圖11B的后續(xù)工序的剖面圖和平面圖。
圖13A和圖13B是用來說明圖12A和圖12B的后續(xù)工序的剖面圖和平面圖。
圖14A和圖14B是用來說明圖13A和圖13B的后續(xù)工序的剖面圖和平面圖。
圖15的特性圖示出了實施例1的存儲器的柵極電壓和漏極電流之間的關(guān)系。
圖16A和圖16B是用來說明本發(fā)明的實施例1的存儲器的第3制造方法的剖面圖和平面圖。
圖17A和圖17B是用來說明圖16A和圖16B的后續(xù)工序的剖面圖和平面圖。
圖18A和圖18B是用來說明圖17A和圖17B的后續(xù)工序的剖面圖和平面圖。
圖19A和圖19B是用來說明圖18A和圖18B的后續(xù)工序的剖面圖和平面圖。
圖20A和圖20B是用來說明圖19A和圖19B的后續(xù)工序的剖面圖和平面圖。
圖21A和圖21B是用來說明本發(fā)明的實施例2的存儲器的制造工序的剖面圖和平面圖。
圖22A和圖22B是用來說明圖21A和圖21B的后續(xù)工序的剖面圖和平面圖。
圖23A和圖23B是用來說明圖22A和圖22B的后續(xù)工序的剖面圖和平面圖。
圖24A和圖24B是用來說明圖23A和圖23B的后續(xù)工序的剖面圖和平面圖。
圖25A和圖25B是用來說明圖24A和圖24B的后續(xù)工序的剖面圖和平面圖。
圖26的平面圖示出了本發(fā)明的實施例3的存儲器的構(gòu)成。
圖27是沿圖26的η-η線的剖面圖。
圖28是本發(fā)明的實施例4的存儲裝置的剖面圖。
圖29的平面圖示出了本發(fā)明的實施例5的存儲裝置的構(gòu)成。
圖30是沿圖29的κ-κ線的剖面圖。
圖31是由底注式澆口構(gòu)造的器件構(gòu)成的存儲裝置的剖面圖。
圖32的平面圖示出了本發(fā)明的實施例6的存儲裝置的構(gòu)成。
圖33是沿圖32的1-1線的剖面圖。
圖34是由底注式澆口構(gòu)造的器件構(gòu)成的存儲裝置的剖面圖。
圖35是用來說明本發(fā)明的實施例7的存儲裝置的制造工序的剖面圖。
圖36是用來說明圖35的后續(xù)工序的剖面圖。
圖37是用來說明圖36的后續(xù)工序的剖面圖。
圖38是用來說明圖37的后續(xù)工序的剖面圖。
圖39是用來說明圖38的后續(xù)工序的剖面圖。
圖40是用來說明本發(fā)明的實施例8的存儲裝置的制造工序的剖面圖。
圖41是用來說明圖40的后續(xù)工序的剖面圖。
圖42是用來說明圖41的后續(xù)工序的剖面圖。
圖43是用來說明圖42的后續(xù)工序的剖面圖。
圖44是用來說明圖43的后續(xù)工序的剖面圖。
圖45是用來說明圖44的后續(xù)工序的剖面圖。
圖46是用來說明本發(fā)明的實施例8的存儲裝置的制造工序的剖面圖。
圖47是用來說明圖46的后續(xù)工序的剖面圖。
圖48是用來說明圖47的后續(xù)工序的剖面圖。
圖49是用來說明圖48的后續(xù)工序的剖面圖。
圖50是用來說明圖49的后續(xù)工序的剖面圖。
圖51是用來說明圖50的后續(xù)工序的剖面圖。
圖52是用來說明圖51的后續(xù)工序的剖面圖。
圖53A到圖53C是用來說明本發(fā)明的實驗例的每一工序的剖面圖。
圖54是用來說明硅微粒(微粒子)的形成狀態(tài)的SEM照片。
圖55A到圖55D是用來說明硅微粒存儲器的制造工藝的每一工序的剖面圖。
圖56A和圖56B是圖55D的每一后續(xù)工序的剖面圖。
優(yōu)選實施例以下，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。
實施例1圖1示出了本發(fā)明的實施例1的存儲器的基本構(gòu)成。在以下的說明中，作為例子對把電子用作電荷的情況進行說明。在把空穴用作電荷的情況下，把電位的符號反過來考慮即可。
本實施例的存儲器的構(gòu)成，例如，在石英、玻璃、塑料等非硅材料構(gòu)成的基板11的上邊形成的緩沖層12的上邊，具備傳導(dǎo)區(qū)13c，和與該傳導(dǎo)區(qū)13c的兩側(cè)分別相鄰地形成的第1雜質(zhì)區(qū)13a和第2雜質(zhì)區(qū)13b。緩沖層12由SiO2或Si3N4等的絕緣膜構(gòu)成。
第1雜質(zhì)區(qū)13a、第2雜質(zhì)區(qū)13b和傳導(dǎo)區(qū)13c分別由例如膜厚數(shù)十nm左右的多晶硅層13構(gòu)成。第1雜質(zhì)區(qū)13a和第2雜質(zhì)區(qū)13b，分別由向多晶硅層13中，作為n型雜質(zhì)摻入例如磷(P)等的V族元素，或者作為p型雜質(zhì)摻入硼(B)等的III族元素構(gòu)成。另外，這些第1雜質(zhì)區(qū)13a、第2雜質(zhì)區(qū)13b和緩沖區(qū)13c只要是單晶半導(dǎo)體以外的半導(dǎo)體(非單晶半導(dǎo)體)即可，例如可以用非晶SixGe1-x(0≤x≤1)或多晶SixGe1-x(0≤x≤1)構(gòu)成。
在與傳導(dǎo)區(qū)13c的正上方對應(yīng)的位置上，設(shè)有絕緣膜14。絕緣膜14由隧道絕緣膜14a和在該隧道絕緣膜14a上邊疊層的控制用絕緣膜14b構(gòu)成。這些隧道絕緣膜14a和控制用絕緣膜14b分別由SiO2，Si3N4或SiNkOl(k，l≠0)等形成。在隧道絕緣膜14a和控制用絕緣膜14b之間，設(shè)有用來保持電荷(在這里為電子)的存儲區(qū)15。隧道絕緣膜14a的膜厚，借助于量子力學(xué)性的隧道效應(yīng)已變成為可以使電子通過隧道絕緣膜14a向存儲區(qū)15遷移的大小(例如，不足5nm)。
存儲區(qū)15由離散性地配置的多個微粒子(量子點)15a構(gòu)成。該微粒子15a由SiyGe1-y(0≤y≤1)、SiFe2，II-VI，III-V族化合物等的半導(dǎo)體粒子，Au、Sb、Sn等的金屬微粒子或SiNz(z≠0)等的絕緣體粒子形成。
在本實施例的存儲區(qū)15中，微粒子15a的個數(shù)(面密度)，比在制造過程中在隧道絕緣膜14a中產(chǎn)生的構(gòu)造性的孔(針孔)的面密度大，具體地說，是5個以上。通常，多晶硅層13的表面上有凹凸，但在本實施例中，其粗糙度是0.1nm以上100nm以下的范圍，而且，存儲區(qū)15中的微粒子15a的個數(shù)理想的是要變成為比傳導(dǎo)區(qū)13c中的晶粒個數(shù)多。
在絕緣膜14的上邊，就是說，在以存儲區(qū)15為中心的傳導(dǎo)區(qū)13c的相反一側(cè)的位置上，形成有控制用電極(控制用電極)16?？刂朴秒姌O16由例如鋁(Al)等的金屬或摻有雜質(zhì)的低電阻值的多晶硅層構(gòu)成。用該控制用電極16給傳導(dǎo)區(qū)13c和存儲區(qū)15之間加上電場，以控制傳導(dǎo)區(qū)13c的傳導(dǎo)率和存儲區(qū)15內(nèi)的電子個數(shù)。控制用電極16和存儲區(qū)15之間的控制用絕緣膜14b的膜厚，借助于量子力學(xué)性的隧道效應(yīng)，已變成為可以使電子通過隧道絕緣膜14a向存儲區(qū)15遷移的大小(例如，不足5nm)。
其次，分別對具有這樣構(gòu)成的存儲器的作用，就是說，信息(數(shù)據(jù))的寫入法和擦除法以及信息的保持法和讀出法進行說明。在以下的說明中，假定第1雜質(zhì)區(qū)13a已經(jīng)接地(電位＝0V)。
在該存儲器中，在第1雜質(zhì)區(qū)13a和第2雜質(zhì)區(qū)13b是n型的情況下，采用使第2雜質(zhì)區(qū)13b變成為與第1雜質(zhì)區(qū)13a同電位(0V)，或加上比第1雜質(zhì)區(qū)13a的電位還高的電位(例如10V)的同時，對控制用電極16加上比第1雜質(zhì)區(qū)13a的電位還高的電位(例如20V)的辦法，使傳導(dǎo)區(qū)13c的電荷(電子)借助于量子力學(xué)性的隧道效應(yīng)，通過傳導(dǎo)區(qū)-存儲區(qū)間的隧道絕緣膜14a進行遷移，存儲到存儲區(qū)15的分散開來的多個微粒子15a上。借此寫入信息。
另外，在第1雜質(zhì)區(qū)13a和第2雜質(zhì)區(qū)13b是p型的情況下，采用使第2雜質(zhì)區(qū)13b變成為與第1雜質(zhì)區(qū)13a同電位(0V)，或加上比第1雜質(zhì)區(qū)13a的電位還低的電位(例如-10V)的同時，對控制用電極16加上比第1雜質(zhì)區(qū)13a的電位還低的電位(例如-20V)的辦法，使傳導(dǎo)區(qū)13c的電荷(空穴)借助于量子力學(xué)性的隧道效應(yīng)，通過傳導(dǎo)區(qū)-存儲區(qū)間的隧道絕緣膜14a進行遷移，存儲到存儲區(qū)15的分散開來的多個微粒子15a上。借此寫入信息。這樣寫入的信息可以采用使所有的電極的電位變成為同電位或懸浮狀態(tài)的辦法進行保持。
如上所述，在本實施例的存儲器中，由于存儲區(qū)15由分散的5個以上的微粒子構(gòu)成，故即便是存儲在一部分的微粒子15a上的電荷因存在于隧道絕緣膜14a中的構(gòu)造性的缺陷而漏泄，在隧道絕緣膜14a之內(nèi)不存在缺陷的區(qū)域上形成的微粒子15a上所存儲的電荷也不會漏泄。這一點，在多晶硅層13的表面粗糙度為0.1nm以上100nm以下的范圍內(nèi)，而且存儲區(qū)15內(nèi)的微粒子15a的個數(shù)變得比傳導(dǎo)區(qū)3c中的晶粒個數(shù)還多的情況下也是一樣的。就是說，即便是電場集中于多晶硅層13的凹凸部分中，由于在除此之外的區(qū)域中也存在微粒子15a，故可以長時間保持電荷，而電荷不會漏泄。因此，在本實施例中，借助于低溫工藝可以形成隧道絕緣膜，作為基板，可以使用玻璃或塑料等的材質(zhì)便宜的基板。
此外，所寫入的信息，在第1雜質(zhì)區(qū)13a和第2雜質(zhì)區(qū)13b是n型的情況下，采用使第2雜質(zhì)區(qū)13b變成為與第1雜質(zhì)區(qū)13a同電位的同時，對控制用電極16加上比第1雜質(zhì)區(qū)13a的電位還低的電位(例如-20V)的辦法，使保持在存儲區(qū)15上的電荷(電子)通過傳導(dǎo)區(qū)-存儲區(qū)間的隧道絕緣膜14a進行遷移，被抽往傳導(dǎo)區(qū)13c，從而被擦除。
另外，在第1雜質(zhì)區(qū)13a和第2雜質(zhì)區(qū)13b是p型半導(dǎo)體的情況下，采用使第2雜質(zhì)區(qū)13b變成為與第1雜質(zhì)區(qū)13a同電位的同時，對控制用電極16加上比第1雜質(zhì)區(qū)13a的電位還高的電位(例如20V)。借此，使保持在存儲區(qū)15上的電荷(空穴)通過傳導(dǎo)區(qū)-存儲區(qū)間的隧道絕緣膜14a進行遷移，被抽往傳導(dǎo)區(qū)13c，信息被擦除。
此外，所寫入的信息，采用測定傳導(dǎo)區(qū)13c對控制用電極16的電位或電流值的辦法，檢測存儲區(qū)15內(nèi)的電荷量的變化，進行讀出。
實施例2圖2示出了本發(fā)明的實施例2的存儲器的構(gòu)成。該存儲器20，在例如由石英構(gòu)成的基板21的上邊，通過由SiO2，Si3N4等的絕緣膜構(gòu)成的緩沖層22具備控制用電極(控制用電極)26。
在緩沖層22和控制用電極26的上邊形成有絕緣膜24。絕緣膜24由控制用絕緣膜24b和在該控制用絕緣膜24b的上邊疊層的隧道絕緣膜24a構(gòu)成。在隧道絕緣膜24a和控制用絕緣膜24b之間，設(shè)有由多個離散性地配置的微粒子25a構(gòu)成的存儲區(qū)25。在絕緣膜24的上邊，分別設(shè)有傳導(dǎo)區(qū)23c和與該傳導(dǎo)區(qū)23a的兩側(cè)相鄰地設(shè)置的第1雜質(zhì)區(qū)23a和第2雜質(zhì)區(qū)23b。這些第1雜質(zhì)區(qū)23a、第2雜質(zhì)區(qū)23b和傳導(dǎo)區(qū)23c，在多晶硅層23內(nèi)形成。
本實施例的存儲器除與實施例1的所謂頂澆澆口(top gate)型存儲器相對是底注式澆口型之外，其它的構(gòu)成和作用(信息的寫入法和擦除法以及信息的保持法和讀出法)和效果，實質(zhì)上與實施例1是相同的，故免予進行說明。
圖3和圖4是用來說明上述存儲器的集成化方法1的電路構(gòu)成圖。該方法1，在使各個存儲器的柵極電極與字線相連的同時，使源-漏路徑分別連接到位線和源極線之間，并使這些存儲器多個并聯(lián)地排列。此外，同樣，圖5示出了用方法2使上述存儲器集成化的情況下的電路構(gòu)成。在方法2中，在使各個存儲器的柵極電極與字線相連的同時，使源-漏路徑分別連接到位線和源極線之間，并使這些存儲器多個串聯(lián)地排列。另外，對用這些方法集成化的存儲器的作用的說明，將在后邊講述。
實施例1的制造方法其次，參照圖6A、圖6B到圖10A、圖10B，對上述實施例1的存儲器的制造方法1進行說明。在這里，在各圖中，圖B表示平面圖，圖A表示沿圖B的α-α線的剖面圖。
方法1首先，如圖6A和圖6B所示，在絕緣基板，例如石英、玻璃、塑料等的基板11上邊，用例如CVD(Chemical Vapor Deposition，化學(xué)汽相淀積)法或濺射法，形成例如100nm左右厚度的由Si3N4層或SiO2層構(gòu)成的緩沖層12。然后使基板溫度變成600～700℃，用例如CVD法或濺射法，形成了數(shù)10nm左右膜厚的多晶硅層13后，用刻蝕法進行器件隔離。另外，這時在多晶硅層13上，通常會發(fā)生由孔10構(gòu)成的缺陷。
接著，如圖7A和圖7B所示，用使基板表面暴露于用熱氧化法或采用向交流電場中導(dǎo)入氧的辦法生成的氧電離氣體內(nèi)進行氧化的方法，使多晶硅層13(傳導(dǎo)區(qū)Ch1)的表面僅僅氧化10nm左右的厚度，形成隧道絕緣膜14a。這時雖然沒有畫出來，但是在隧道絕緣膜14a上，起因于多晶硅層13中的孔10，如前所述，將發(fā)生多個孔(針孔)。
其次，如圖8A和圖8B所示，用以硅烷、乙硅烷等含有硅原子的氣體和氧化鍺等含有鍺原子的氣體為原料的化學(xué)汽相淀積法，或者以硅或鍺或金屬為原料的濺射法，在隧道絕緣膜14a上邊成膜SixGe1-x(0≤x≤1)，形成由多個微粒子15a構(gòu)成的存儲區(qū)15。這時，微粒子15a的個數(shù)要使得隧道絕緣膜14a的表面的被覆率比1小。此外，該微粒子的個數(shù)，還要使面密度比在隧道絕緣膜14a上產(chǎn)生的缺陷大，其個數(shù)定為5以上。
其次，如圖9A和圖9B所示，用SiH4(硅烷)、Si2H6(乙硅烷)等含有硅原子的氣體和N2O(氧化亞氮)、O2(氧)等含有氧原子的氣體進行的化學(xué)汽相淀積法，或在N2O、O2等含有氧原子的氣體的電離氣體氣氛中進行的硅的濺射法，形成膜厚約100nm的控制用絕緣膜14b。接著，用多晶硅或Al(鋁)、Cu(銅)、W(鎢)等的金屬，在控制用絕緣膜14b上邊的與傳導(dǎo)區(qū)13c(多晶硅層13)相反的位置上，形成控制用電極(柵極電極)16。然后，以控制用電極16為掩模，直到傳導(dǎo)區(qū)(多晶硅層13)的表面為止，用使用CF4(四氟化碳)和H2(氫)的混合氣體的RIE(Reactive Ion Etching，反應(yīng)性離子刻蝕)進行控制用絕緣膜14b的選擇刻蝕。
其次，如圖10A和圖10B所示，以控制用絕緣膜16為掩模進行離子注入，在多晶硅層13中形成第1雜質(zhì)區(qū)13a和第2雜質(zhì)區(qū)13b。離子注入，如果傳導(dǎo)電荷為電子，則離子注入V族原子，例如磷(P)原子，如果傳導(dǎo)電荷為空穴則離子注入III族，例如硼(B)原子?；蛘撸绻麄鲗?dǎo)電荷為電子，則采用以控制用電極16為掩模，向多晶硅層13照射含有V族原子的電離氣體(例如PH3的電離氣體)的辦法，如果傳導(dǎo)電荷為空穴，則采用照射含有III族原子的電離氣體(例如B2H6的電離氣體)的辦法，也可以形成第1雜質(zhì)區(qū)13a和第2雜質(zhì)區(qū)13b。然后，用電爐或準分子激光加熱器件，使已注入的雜質(zhì)激活化。
然后，雖然沒有畫出來，但要用例如CVD法或濺射法在這樣形成的器件表面上，形成由Si3N4層或SiO2層構(gòu)成的保護膜。
方法2其次，參照圖11A、圖11B到圖14A、圖14B，對上述實施例1的存儲器的制造方法2進行說明。在這里，在各圖中，圖B和圖A分別表示平面圖和沿圖B的β-β線的剖面圖。
首先，如圖11A和圖11B所示，在石英等的基板11的上邊，用CVD法或濺射法，形成例如膜厚為100nm左右的由Si3N4層或SiO2層構(gòu)成的緩沖層12。接著，用等離子體CVD(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，PECVD)法或濺射法，在不使基板11產(chǎn)生變形的那種溫度下形成了膜厚數(shù)10nm左右的非晶硅層13’之后，用刻蝕法進行器件分離。
其次，如圖12A和圖12B所示，用等離子體氧化法使非晶硅層13’的表面氧化，在其上部用PECVD法形成由膜厚數(shù)10nm的SiOx層(x＜2)構(gòu)成的隧道絕緣膜14a，然后，采用照射150～300mJ/cm2這種程度的XeCl準分子激光的辦法，使非晶硅層13’結(jié)晶化，變成為多晶硅層13。這時，SiOx中的過剩的硅析出，形成由多個微粒子15a構(gòu)成的存儲區(qū)15。另外，也可以不用由SiOx層(x＜2)構(gòu)成的隧道絕緣膜14a，而用(與方法1一樣)以硅烷、乙硅烷等含有硅原子的氣體或以氧化鍺等含有鍺原子的氣體為原料的化學(xué)汽相淀積法，或者以硅或鍺或金屬為原料的濺射法，形成存儲區(qū)15，使得被覆率變得比1小。
其次，如圖13A和圖13B所示，用硅烷、乙硅烷等含有硅原子的氣體和N2O、O2等含有氧原子的氣體進行的化學(xué)汽相淀積法，或在N2O、O2等含有氧原子的氣體的電離氣體氣氛中進行的硅的濺射法，形成膜厚約100nm的控制用絕緣膜14b。接著，用多晶硅或Al、Cu、W等的金屬，在控制用絕緣膜14b上邊的與多晶硅層13相反的位置上，形成控制用電極16。然后，以控制用電極16為掩模，直到傳導(dǎo)區(qū)(多晶硅層13)的表面為止，用使用CF4和H2的混合氣體的RIE進行控制用絕緣膜14b的選擇刻蝕。
其次，如圖14A和圖14B所示，以控制用絕緣膜16為掩模進行離子注入，在多晶硅層13中形成第1雜質(zhì)區(qū)13a和第2雜質(zhì)區(qū)13b。離子注入，與方法1一樣，如果傳導(dǎo)電荷為電子，則離子注入V族原子，例如磷(P)原子，如果傳導(dǎo)電荷為空穴則離子注入III族，例如硼(B)原子。或者，如果傳導(dǎo)電荷為電子，則采用以控制用電極16為掩模，向多晶硅層13照射含有V族原子的電離氣體(例如PH3的電離氣體)的辦法，如果傳導(dǎo)電荷為空穴，則采用照射含有III族原子的電離氣體(例如B2H6的電離氣體)的辦法，也可以形成第1雜質(zhì)區(qū)13a和第2雜質(zhì)區(qū)13b。然后，用電爐或準分子激光加熱器件，使已注入的雜質(zhì)激活化。然后，雖然沒有畫出來，但要用例如CVD法或濺射法在這樣形成的器件表面上，形成由Si3N4層或SiO2層構(gòu)成的保護膜。
圖15示出了用上述實施例制作的存儲器的柵極電壓-漏極電流特性(存儲效應(yīng))。另外，漏極電壓為5V。該存儲器用PECVD法形成SiO0.5層，然后，采用照射能密度為260mJ/cm2的XeCl準分子激光的辦法，在SiO0.5層中形成由硅微粒構(gòu)成的存儲區(qū)，接著，借助于PH2的等離子體照射，進行磷(P)的注入，再進行由XeCl準分子激光(260mJ/cm2)施行的退火，使已注入的雜質(zhì)激活化。
方法3其次，參照圖16A和圖16B到圖20A和圖20B，對上述實施例1的存儲器的制造方法3進行說明。在這里，在各個圖中，圖B和圖A也分別表示平面圖和沿圖B的γ-γ線的剖面圖。
首先，如圖16A和圖16B所示，在石英等的基板11上邊，用CVD法或濺射法，形成例如膜厚100nm左右的Si3N4層或SiO2層構(gòu)成的緩沖層12。接著，用PECVD法或濺射法，在不使基板11變形的那種程度的溫度下，形成了已經(jīng)摻入了n型或p型雜質(zhì)的膜厚數(shù)10nm左右的非晶硅層之后，用刻蝕法選擇除去該非晶硅層，形成第1雜質(zhì)區(qū)13a和第2雜質(zhì)區(qū)13b。
其次，如圖17A和圖17B所示，用PECVD法或濺射法，在基板11的表面上形成了不含雜質(zhì)的非晶硅層13’之后，用刻蝕法，選擇除去與將成為傳導(dǎo)區(qū)13c的部分、第1雜質(zhì)區(qū)13a和第2雜質(zhì)區(qū)13b對應(yīng)的區(qū)域以外的區(qū)域。
其次，如圖18A和圖18B所示，在150～300mJ/cm2的范圍內(nèi)向非晶硅層13’照射XeCl準分子激光，使之結(jié)晶化，形成多晶硅層13。
其次，如圖19A和圖19B所示，用等離子體氧化法使多晶硅層13的表面氧化，在其上部，用PECVD法形成由膜厚數(shù)10nm的SiOx層(x＜2)構(gòu)成的隧道絕緣膜14a，然后，采用照射150～300mJ/cm2這種程度的XeCl準分子激光的辦法，使SiOx中的過剩的硅析出，形成由多個微粒子15a構(gòu)成的存儲區(qū)15。另外，也可以不用由SiOx層(x＜2)構(gòu)成的隧道絕緣膜14a，而用(與方法1一樣)以硅烷、乙硅烷等含有硅原子的氣體或以氧化鍺等含有鍺原子的氣體為原料的化學(xué)汽相淀積法，或者以硅或鍺或金屬為原料的濺射法，形成存儲區(qū)15，使得被覆率變得比1小。
其次，如圖20A和圖20B所示，用硅烷、乙硅烷等含有硅原子的氣體和N2O、O2等含有氧原子的氣體進行的化學(xué)汽相淀積法，或在N2O、O2等含有氧原子的氣體的電離氣體氣氛中進行的硅的濺射法，形成膜厚約100nm的控制用絕緣膜14b。接著，用多晶硅或Al、Cu、W等的金屬，在控制用絕緣膜14b上邊的與多晶硅層13相反的位置上，形成控制用電極16。然后，以控制用電極16為掩模，直到傳導(dǎo)區(qū)(多晶硅層13)的表面為止，用使用CF4和H2的混合氣體的RIE進行控制用絕緣膜14b的選擇刻蝕。
然后，用電爐或準分子激光加熱器件，使已注入的雜質(zhì)激活化。然后，雖然沒有畫出來，但要用例如CVD法或濺射法在這樣形成的器件表面上，形成由Si3N4層或SiO2層構(gòu)成的保護膜。
實施例2的制造方法其次，參照圖21A和圖21B到圖25A和圖25B，對本發(fā)明的實施例2的存儲器的制造方法進行說明。在這里，在各個圖中，圖B和圖A也分別表示平面圖和沿圖B的ξ-ξ線的剖面圖。
方法1首先，如圖21A和圖21B所示，在絕緣基板，例如石英、玻璃、塑料等的基板11上邊，用例如CVD法或濺射法，形成厚度約100nm左右的由Si3N4層或SiNkOl(k、l≠0)構(gòu)成的緩沖層22。接著，采用用例如電子束蒸鍍法形成由W(鎢)、Ta(鉭)、Mo(鉬)等構(gòu)成的金屬膜，并使之圖形化的辦法，形成控制用電極26。
其次，如圖22A和圖22B所示，用CVD法或濺射法，按下述順序形成由膜厚約100nm的SiO2層構(gòu)成的控制用絕緣膜24b，膜厚數(shù)10nm的SiOx層(x＜2)構(gòu)成的隧道絕緣膜24a，膜厚約數(shù)10nm的未添加雜質(zhì)的非晶硅層23’。
其次，如圖23A和圖23B所示，采用照射150～300mJ/cm2這種程度的XeCl準分子激光的辦法，使非晶硅層23’結(jié)晶化，形成多晶硅層23。這時，SiOx中的過剩的硅析出，在隧道用絕緣膜24a中形成由多個微粒子25a構(gòu)成的存儲區(qū)25。
其次，如圖24A和圖24B所示，用例如RIE選擇除去多晶硅層23和隧道用絕緣膜24a進行器件隔離。
其次，如圖25A和圖25B所示，在多晶硅層23上邊的與控制用電極26相反的區(qū)域上，形成由光刻膠或SiO2構(gòu)成的掩模27。接著，用掩模27進行離子注入，在多晶硅層23上形成第1雜質(zhì)區(qū)23a和第2雜質(zhì)區(qū)23b。離子注入如果傳導(dǎo)電荷為電子，則離子注入V族原子，例如磷(P)原子，如果傳導(dǎo)電荷為空穴則離子注入III族，例如硼(B)原子?；蛘?，如果傳導(dǎo)電荷為電子，則采用用掩模27，向多晶硅層13照射含有V族原子的電離氣體(例如PH3的電離氣體)的辦法，如果傳導(dǎo)電荷為空穴，則采用照射含有III族原子的電離氣體(例如B2H6的電離氣體)的辦法，也可以形成第1雜質(zhì)區(qū)23a和第2雜質(zhì)區(qū)23b。然后，用電爐或準分子激光加熱器件，使已注入的雜質(zhì)激活化。然后，雖然沒有畫出來，但要用例如CVD法或濺射法在這樣形成的器件表面上，形成由Si3N4層或SiO2層構(gòu)成的保護膜。
實施例3其次，參照圖26和圖27，對本發(fā)明的實施例3的存儲器的制造方法進行說明。在本實施例中，示出了使在實施例1或?qū)嵤├?中所示的頂澆澆口型的存儲器集成化后的存儲裝置的構(gòu)成例。圖26是把圖3的電路圖應(yīng)用到實際的器件中去的例子的平面圖，圖27是沿圖26的η-η線的剖面圖。
在該存儲裝置中，源極線S1、S2，位線B1、B2，字線W1、W2，分別用已經(jīng)注入了Al、Cu等的金屬或雜質(zhì)的多晶硅層形成。在這里，雖然示出的是2×2的存儲器陣列，但不言而喻，一般說是n×m(n，m＞1)的陣列。這一點在以下的實施例中也是一樣的。
集成化方法其次對上述存儲器的集成化方法進行說明。
存儲器的集成化方法的方法1，如圖3或圖4所示，是使存儲器的控制用電極(G)與字線W1、W2…連接，使源-漏路徑分別連接到位線與源極線之間的存儲器多個并聯(lián)地排列的方法。向各個存儲器的信息寫入、擦除和讀出，只要如前所述在各個存儲器的第1雜質(zhì)區(qū)、柵極區(qū)和第2雜質(zhì)區(qū)中給源極線、位線和字線加上電位即可。
實施例4圖28示出了本發(fā)明的實施例4的使底注式澆口型存儲器集成化后的存儲裝置的構(gòu)成例，另外，平面構(gòu)成與圖26相同，圖28也與沿該圖26的η-η線的剖面圖構(gòu)成相對應(yīng)。每一個器件的制造方法與前述那樣，在集成化的情況下也容易搬用，故在此免予對其進行具體的說明。
實施例5圖29和圖30示出了本發(fā)明的實施例5的使用頂澆澆口型的存儲器的存儲裝置的構(gòu)成例。圖29是把圖3的電路圖應(yīng)用到實際的器件中去的例子的平面圖，圖30是沿圖29的κ-κ線的剖面圖。源極線S1、S2，位線B1、B2，字線W1、W2，分別用已經(jīng)注入了Al、Cu等的金屬或雜質(zhì)的多晶硅層形成。
另外，圖31示出了實施例2的使底注式澆口型的存儲器集成化后的例子。
其次，對于在本實施例的存儲裝置的多個存儲器之內(nèi)，對于特定的器件，例如對于圖3的存儲器Cnm，進行信息的寫入、擦除及信息的保持和讀出的情況分別進行具體的說明。另外，在以下的說明中，作為存儲器，假定是具有n型導(dǎo)電類型的存儲器。在作為存儲器使用具有p型導(dǎo)電類型的存儲器的情況下，在以下的說明中，把電位的符號反過來即可。
首先，在對于存儲器Cnm寫入信息的情況下，對除源極線Sm和字線Wn之外的字線W1～Wn-1加上0V，對字線Wn加上Vp(例如10V)，對位線Bm加上電位Vd(例如5V)。這時，理想的是給源極線Si和位線Bi(i≠m)僅僅加上Vp/2的電壓，以便不致因出錯而擦除存儲器Cnm周圍的其它的存儲器中的信息。
其次，在擦除這樣寫入到存儲器Cnm中的信息的情況下，對除源極線Sm和字線Wn之外的字線加上0V，對字線Wn加上-Vp(例如-10V)，對位線Bm加上電位-Vd(例如-5V)。這時，理想的是給除源極線Si和位線Bi僅僅加上-Vp/2的電壓，以便不致因出錯而擦除存儲器Cnm周圍的其它的存儲器中的信息。
此外，在保持寫入到存儲器Cnm中的信息的情況下，對全部電極的電位都置于同一電位或使其處于浮置態(tài)。
在從存儲器Cnm中讀出信息的情況下，對所有源極線和除位線Bm之外的所有的位線都加上0V，對除字線Wn之外的字線都加上0V，對字線Wn加上電位Vr(例如5V)，對位線Bm加上電位Vd(例如5V)，測定在位線Bm中流動的電流的大小。借助于此，可以進行存儲器Cnm的寫入狀態(tài)的測定，可以進行信息的讀出。
圖32和圖33示出了本發(fā)明的實施例6的使用頂澆澆口型的存儲器的存儲裝置的構(gòu)成例。圖32和圖33分別示出了把圖5的電路圖應(yīng)用到實際的器件中去的例子的平面圖和沿圖32的I-I線的剖面圖。在本實施例中，源極線S1、位線B1和字線W1、W2、W3、W4，…Wn，用已經(jīng)注入了Al、Cu等的金屬或雜質(zhì)的多晶硅層形成。
圖34示出了本發(fā)明的實施例2的使底注式澆口(bottom gate)型的存儲器集成化后的例子，與圖33一樣，與沿圖32的I-I線剖面圖對應(yīng)。
其次，對于本實施例中的存儲裝置的特定的存儲器Mnm(參看圖5)，對信息的寫入、擦除及信息的保持和讀出的情況下的作用進行說明。另外，在以下的說明中，作為存儲器假定是具有n型的導(dǎo)電性的存儲器，對于具有p型的導(dǎo)電性的情況下，則省略其說明。
首先，對在寫入信息的情況下，使所有的源極線都變成0V的同時，給字線Wm加上Vp(例如10V)，給字線Wm以外的字線加上Vp/2(例如5V)，給位線Bn加上0V，給位線Bn以外的含有已把字線Wm連接到柵極上的存儲器列的位線，加上Vp/2(例如5V)。
在擦除已經(jīng)寫入到存儲器Mnm中的信息的情況下，使所有的源極線都變成0V，給字線Wm加上-Vp(例如-10V)，給字線Wm以外的字線加上Vp/2(例如5V)，給位線Bn加上0V，給位線Bn以外的含有已把字線Wm連接到柵極上的存儲器列的位線，加上-Vp/2(例如-5V)。
此外，在保持已經(jīng)寫入到存儲器Mnm中的信息的情況下，使所有的電極的電位變成為同電位或變成為懸浮狀態(tài)。
在讀出信息的情況下，給所有的源極線和除位線Bn以外的位線加上0V，給除字線Wm以外的字線加上0V，給字線Wm加上0V，給位線Bm加上Vd(例如5V)，測定在位線Bn中流動的電流的大小。借此可以讀出寫入到存儲器Mnm中的信息。
實施例7其次，參照圖35到圖38，對在同一基板上邊，同時制作實施例1(圖1)的存儲器和例如控制電路等的外圍電路情況下的方法進行說明。
首先，如圖35所示，在石英、玻璃、塑料等的基板11上邊，作為緩沖層12用CVD法或濺射法形成約100nm的厚度的Si3N4層或SiO2層之后，在緩沖層12的表面上，用PECVD法或濺射法，在不產(chǎn)生基板變形的溫度下，形成約數(shù)10nm的非晶硅層13’之后，用刻蝕法進行器件隔離。
其次，如圖36所示，在等離子體氧化法使多晶硅層13’的表面氧化，形成了隧道絕緣膜14a之后，在隧道絕緣膜14a的上部，用PECVD法形成膜厚數(shù)10nm的SiOx層(x＜2)。然后，照射150～300mJ/cm2這種程度的XeCl準分子激光。借助于此，使SiOx中的過剩的硅析出，形成由多個微粒子15a構(gòu)成的存儲區(qū)15。
其次，如圖37所示，用光刻膠膜17覆蓋存儲器一側(cè)(圖的左邊一半)，用使用SF6、CF4和H2的混合氣體的RIE選擇除去在外圍電路一側(cè)(圖的右半邊)形成的存儲區(qū)。然后去掉光刻膠膜17。
其次，如圖38所示，用硅烷、乙硅烷等含有硅原子的氣體和N2O、O2等含有氧原子的氣體進行的化學(xué)汽相淀積法，或在N2O、O2等含有氧原子的氣體的電離氣體氣氛中進行的硅的濺射法，形成膜厚約100nm的控制用絕緣膜14b。接著，用多晶硅或Al、Cu、W等的金屬，在控制用絕緣膜14b上邊，形成控制用電極16(Gm、G)。然后，以控制用電極16(Gm、G)為掩模，直到傳導(dǎo)區(qū)(多晶硅層13)的表面為止，用使用CF4和H2的混合氣體的RIE進行控制用絕緣膜14b的選擇刻蝕。
其次，如圖39所示，以控制用電極16(Gm、G)為掩模，如果傳導(dǎo)電荷為電子，則離子注入磷等的V族原子，如果傳導(dǎo)電荷為空穴則離子注入硼等的III族原子，形成第1雜質(zhì)區(qū)13a(Sm、S)和第2雜質(zhì)區(qū)13b(Dm、D)。如果傳導(dǎo)電荷為電子，則照射PH3等的含有V族原子的電離氣體，如果傳導(dǎo)電荷為空穴則照射B2H6等的含有III族原子的電離氣體，形成第1雜質(zhì)區(qū)13a(Sm、S)和第2雜質(zhì)區(qū)13b(Dm、D)。然后，用電爐或準分子激光加熱器件，使已注入的雜質(zhì)激活化。然后，進行必要的布線，用CVD法或濺射法覆蓋基板的表面，形成由Si3N4層或SiO2層構(gòu)成的保護膜。
實施例8其次參照圖40到圖45，對在同一基板上邊，在制作實施例2(圖2)的存儲器的同時制作外圍電路的情況下的方法進行說明。
首先，如圖40所示，在石英等的基板11上邊，用CVD法或濺射法形成約100nm的厚度的Si3N4層或SiO2層構(gòu)成的緩沖層12之后，用電子束蒸鍍法或濺射法，形成鎢、鉭、鉬等的膜并使之圖形化，形成控制用電極26(Gm、G)。
其次，如圖41所示，在CVD法或濺射法形成了膜厚約100nm的由SiO2構(gòu)成的控制用絕緣膜24b之后，形成膜厚數(shù)10nm的SiOx(x＜2)層27。
其次，如圖42所示，用光刻膠膜28覆蓋存儲器一側(cè)(在圖中，為左側(cè))，用使用SF6、CF4和H2的混合氣體的RIE選擇除去在外圍電路一側(cè)(在圖中，為右側(cè))形成的SiOx層27。然后去掉光刻膠膜28。
其次，如圖43所示，用等離子體氧化法在SiOx層27的表面上形成隧道絕緣膜24a，然后，用CVD法或濺射法或PECVD法，在隧道絕緣膜24a和控制用絕緣膜24b上邊，形成膜厚數(shù)10nm的非晶硅層23’，其次，如圖44所示，照射150～300mJ/cm2這種程度的XeCl準分子激光。借助于此，使非晶硅層23’結(jié)晶化變化成多晶硅層23的同時，形成由多個微粒子15a構(gòu)成的存儲區(qū)15。接著，進行用于器件隔離的刻蝕。
接著，如圖45所示，在與多晶硅層23上邊的控制用電極26(Gm、G)對應(yīng)的區(qū)域上用光刻膠膜或SiO2膜形成掩模29。接著，用掩模29，如果傳導(dǎo)電荷為電子，則離子注入磷等的V族原子，如果傳導(dǎo)電荷為空穴則離子注入硼等的III族原子，分別形成第1雜質(zhì)區(qū)23a(Sm、S)和第2雜質(zhì)區(qū)23b(Dm、D)。或者取代離子注入，也可以使用下述方法如果傳導(dǎo)電荷為電子，則照射PH3等的含有V族原子的電離氣體，如果傳導(dǎo)電荷為空穴則照射B2H6等的含有III族原子的電離氣體，形成第1雜質(zhì)區(qū)23a(Sm、S)和第2雜質(zhì)區(qū)23b(Dm、D)。然后，用電爐或準分子激光加熱器件，使已注入的雜質(zhì)激活化。然后，在形成了必要的布線之后，在存儲裝置的表面上，用CVD法或濺射法形成由Si3N4層或SiO2層構(gòu)成的保護膜(圖中未畫出來)。
實施例9其次，參照圖46到圖51，對具有在半導(dǎo)體基板上邊制作的外圍電路的上邊疊層有實施例1的器件這種構(gòu)造的存儲裝置的制造方法進行說明。
首先，如圖46所示，用LOCOS(Local Oxidation of Silicon，硅的局部氧化)法選擇氧化洗凈后的硅單晶基板31的表面，形成用于進行器件隔離的場氧化膜32，接著，用熱氧化法形成柵極氧化膜33。
其次，如圖47所示，用CVD法或濺射法，形成由Al、W、Cu等的金屬構(gòu)成的控制用電極34，并以該控制用電極34為掩模進行離子注入，形成n型的LDD(Lightly Doped Drain，輕摻雜漏)區(qū)域35a、35b。接著，在控制用電極34的側(cè)壁上，形成例如由SiO2構(gòu)成的柵極側(cè)壁(Side Wall)34a，然后以該柵極側(cè)壁34a和控制用電極34為掩模進行離子注入，形成n++型的源區(qū)36a和漏區(qū)36b。
其次，如圖48所示，用CVD法或濺射法，用SiO2或Si(OC2H5)4(TEOS)等或者SOG(Spin On Glass，旋涂玻璃)，形成層間絕緣膜37。然后，用CMP(Chemical and Mechanical Polishing，化學(xué)機械拋光)法，進行層間絕緣膜37的表面平坦化。
然后，與前述的方法一樣，形成存儲器。就是說，如圖49所示，在層間絕緣膜37上邊形成隧道絕緣膜14a，在其上邊，形成有多個微粒子15a構(gòu)成的存儲區(qū)15。接著，如圖50所示，形成控制用絕緣膜14b，在該控制用絕緣膜14b上邊形成控制用電極16(Gm)。然后，以控制用電極16(Gm)為掩模，直到多晶硅層13的表面為止對控制用絕緣膜14b和隧道絕緣膜14a進行刻蝕后，進行離子注入，形成第1雜質(zhì)區(qū)13a(Sm)和第2雜質(zhì)區(qū)13b(Dm)。然后，在形成了必要的布線之后，用CVD法或濺射法，在存儲裝置的表面上，形成由Si3N4、SiO2構(gòu)成的保護膜(圖中未畫出來)。
接著，在需要在存儲器和外圍電路之間進行布線的情況下，如圖51所示，用使用CH4和H2的混合氣體或C2H6的RIE，在層間絕緣膜37上形成接觸孔38，并用Al、W、Cu等的金屬形成布線39。之后，用CVD法或濺射法在表面上形成由Si3N4、SiO2構(gòu)成的保護膜(圖中未畫出來)。
圖52示出了把上述實施例的存儲器形成為疊層構(gòu)造(在這里為2層構(gòu)造)時的例子。就是說，在半導(dǎo)體基板41上邊，在形成了由Si3N4、SiO2構(gòu)成的緩沖層42之后，制作上述實施例的存儲器，然后，用CVD法或濺射法，用SiO2或Si(OC2H5)4(TEOS)等或者SOG(Spin On Glass，旋涂玻璃)，形成層間絕緣膜43。然后，在用CMP法使層間絕緣膜43的表面平坦化后，在制作第2層的存儲器的同時，在層間絕緣膜43上形成接觸孔44，并用Al、W、Cu等的金屬膜形成布線45。用這樣的多層構(gòu)造，就可以制造容量大的存儲裝置。
實驗例1其次，對本發(fā)明的具體的實驗例進行說明。
首先，如圖53A所示，在玻璃基板51上邊，用PECVD法形成膜厚200nm的SiO2膜52。此外，也可以不形成SiO2膜而代之以形成Si1-xNx(x＝0～4/3)膜。此外，作為基板，除玻璃之外，例如也可以使用聚醚砜(PES，Polyether Sulfone)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等的塑料基板，或者也可以是硅晶片。接著，在該SiO2膜上邊，用PECVD法，形成膜厚30nm的Si膜53。另外，該Si膜53既可以是非晶狀態(tài)，也可以是微結(jié)晶狀態(tài)。
其次，在該Si膜53上邊，用使用流量20SCCM的SiH4氣體和流量20SCCM的N2O氣體的PECVD法形成Si過剩的非化學(xué)計量的組成的SiOx(x＜2)(硅氮化)膜54。
其次，向形成了該SiOx膜54的玻璃基板51的表面，如圖53B所示，照射脈沖寬度10～50nsec，280mJ/cm2的激光束15。作為激光，可以使用例如KrF(共振波長248nm)、ArF(共振波長193nm)、XeCl(共振波長308nm)等的準分子激光，在這里使用的是XeCl準分子激光。
采用照射該激光的辦法，如圖53C所示，SiOx膜54分解成化學(xué)計量組成的SiO2和Si。就是說，變成為在SiO2膜54a中形成了Si的微粒子54b的狀態(tài)。該微粒子54b的大小處于1nm～1微米的范圍。
圖54示出了照射能束后的SEM(Scanning Electron Microscope，掃描電鏡)照片的結(jié)果，可知在黑色區(qū)域內(nèi)存在有明亮得發(fā)白的點(微粒)。此外，借助于顯微AES(Auger Elctron Spectroscopy，俄歇電子分光)法，研究被認為是SiO2的暗的區(qū)域和被認為是擴散后的Si的明亮的區(qū)域之間的差別的結(jié)果，得知Si集中于比暗的區(qū)域還亮的區(qū)域中。
如上所述，在玻璃基板51的上邊形成的Si膜53上邊，形成過剩地含有Si的SiOx膜54，接著，對該SiOx膜54照射激光束55實行加熱處理，就可以形成由多個微粒子54b構(gòu)成的存儲區(qū)。
實驗例2其次，參照圖55A～圖56B，具體地說明制造存儲器的例子。
首先，在玻璃基板61上邊，用PECVD法形成膜厚200nm的SiO2膜62。接著，在該SiO2膜62上邊形成膜厚30nm存儲器的隧道用Si膜63。其次，在該Si膜63上邊，用PECVD法，形成膜厚1nm～10nm的SiO2膜64，在該SiO2膜64上邊，用使用流量20SCCM的SiH4氣體和流量20SCCM的N2O氣體的PECVD法形成Si過剩的非化學(xué)計量組成的SiOx(x＜2)膜65。
其次，向形成了該SiOx膜65的玻璃基板61的表面，如圖55B所示，照射280mJ/cm2的激光束66。借助于照射該激光束26，如圖55C所示，SiOx膜65分解成SiO2膜65a和分散到該SiO2膜65a中的Si的微粒子65b。該微粒子65b分散后的SiO2膜65a將變成浮置柵極。
在形成了微粒子65b之后，如圖55D所示，在SiO2膜65a上邊，用PECVD法形成膜厚100nm的SiO2膜67。接著，在該SiO2膜67上邊形成由膜厚100nm的Ta(鉭)構(gòu)成的控制柵極68。就是說，采用在SiO2膜67上邊，用例如濺射法形成鉭膜，然后，在該鉭膜上邊形成柵極圖形的光刻膠膜，以該光刻膠膜為掩模，進行鉭膜的刻蝕，剝離光刻膠膜的辦法，形成控制柵極68。
其次，如圖56A所示，例如，用使用含有CF4和H2的混合氣體的等離子體刻蝕，以控制柵極68為掩模，順次選擇除去SiO2膜67，含有微粒子65b的SiO2膜65a和SiO2膜64。接著，以控制柵極68為掩模，在90℃的低溫下，用使用PH3的等離子體摻雜法，向Si膜63中導(dǎo)入n型雜質(zhì)(磷(P))。借助于此，在控制柵極68的下邊的傳導(dǎo)區(qū)63a的兩側(cè)自我整合性地形成第1雜質(zhì)區(qū)63b和第2雜質(zhì)區(qū)63c。接著，向基板表面照射準分子激光束(波長308nm)，使第1雜質(zhì)區(qū)63b和第2雜質(zhì)區(qū)63c中的雜質(zhì)激活化。
接著，如圖56B所示，在基板表面上用例如PECVD法形成作為保護摸的Si3N4膜69。在該Si3N4膜69上形成了源極、柵極和漏極用的接觸孔之后，用例如濺射法淀積鋁(Al)，然后，使之圖形化，以分別形成源極電極70a、柵極電極70b和漏極電極70c。
采用以上的方法，就可以制作具備含有微粒子的浮置柵極(存儲區(qū))的非易失性的存儲器。另外，在該存儲器中，如果在電流在第1雜質(zhì)區(qū)63b和第2雜質(zhì)區(qū)63c之間流動的狀態(tài)下，給柵極電極70b加上對傳導(dǎo)區(qū)63a大的正偏壓，則在Si微粒65b上將存儲以絕緣膜為隧道的電子，其結(jié)果是I-V特性將發(fā)生變化。此外，如果給柵極電極60b加上負偏壓，則在Si微粒65b上存儲的電子將以絕緣膜為隧道被放出到傳導(dǎo)區(qū)63a，結(jié)果是返回到原來的特性中去。如上所述，采用在柵極絕緣膜中形成Si微粒65b的辦法，就可以進行電荷的存儲和放出，使之具有存儲效應(yīng)。該構(gòu)造雖然表現(xiàn)出與具有連續(xù)的Si浮置柵極的所謂閃速存儲器相同的作用，但是，由于是微粒狀的浮置柵極，故存儲在各個微粒上的電荷通過漏泄而逸散的比率小，從而將變成保持力強的存儲裝置。
雖然舉出了以上的實施例來說明本發(fā)明，但是，本發(fā)明不受上述實施例的限制。例如，在上述實施例中，雖然對適合于硅微粒存儲器的制造的例子來說明本發(fā)明，但是只要是使用硅的微粒子，也可以應(yīng)用于其它的各種器件的制造中去。例如，作為基板若使用硅基板，則可以應(yīng)用到具有浮置柵極的閃速存儲器中去。
此外，在上述實施例中，雖然說明的是形成硅微粒的例子，但是也可以形成其它的半導(dǎo)體微粒。例如也可以使用作為其它的IV族元素的鍺(Ge)和作為IV族化合物半導(dǎo)體的SiFe2、SiGe，此外還可以形成II-VI族化合物半導(dǎo)體或III-V族化合物半導(dǎo)體的微粒，或者金屬(Al、Sb、Sn)等的微粒。
作為II-VI族化合物半導(dǎo)體的微粒形成例子，可以舉出向摻入了Se的ZnO(或ZnO/ZnSe/ZnO的疊層構(gòu)造)照射激光形成ZnSe微粒的例子，或不用該例子的Se而用Te(碲)形成ZnTe微粒的例子。此外，III-V族化合物半導(dǎo)體微粒的形成例子，則可以舉出向摻入了Ga的SiNx(或Si3N4/GaN/Si3N4的疊層構(gòu)造)照射激光，在Si3N4中形成GaN微粒的例子，以及向AlGaAs/InAs/AlGaAs的疊層構(gòu)造照射激光，在AlGaAs中形成InAs微粒的例子。
如上所述，倘采用本發(fā)明的存儲器或其制造方法或集成電路，則由于可以用分散開來的多個微粒子(dot)構(gòu)成存儲區(qū)的同時，形成下述構(gòu)成使存儲器中的微粒子的面密度比在隧道絕緣膜中產(chǎn)生的構(gòu)造性的孔(針孔)的面密度還大，或者使存儲區(qū)中的微粒子的個數(shù)為5個以上，或者用表面的粗糙度在0.1nm以上100nm以下的多晶硅膜形成傳導(dǎo)區(qū)，同時使存儲區(qū)的微粒子的個數(shù)變成為比傳導(dǎo)區(qū)中的晶粒個數(shù)還多，故可以在玻璃或塑料制的基板上邊，在低溫下，制造隧道絕緣膜。此外即便是在隧道絕緣膜上發(fā)生了針孔等的缺陷，存儲在一部分的微粒子上的電荷漏掉，存儲在不存在缺陷的區(qū)域上形成的微粒子上的電荷也不會漏泄。因此，得以長時間地保持信息。
此外，倘采用本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法，由于對過剩地含有半導(dǎo)體的非化學(xué)計量組成的存儲區(qū)形成用薄膜施行激光束照射等的加熱處理，故也可以在玻璃或塑料制的基板上邊，也可以容易地形成由分散的多個微粒子構(gòu)成的存儲區(qū)。
工業(yè)上利用的可能性如上所述，由于本發(fā)明的存儲器，可以在玻璃或塑料制的基板上邊，在低溫下，制造隧道絕緣膜，同時可以長時間地保持信息，故在非易失性的存儲裝置和數(shù)據(jù)處理裝置中使用是合適的。
權(quán)利要求書(修改)1、一種存儲器，具備下述部分由半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)；設(shè)置為與該傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)；設(shè)置為與該第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)；由分散開來的多個微粒子構(gòu)成，存儲由上述傳導(dǎo)區(qū)遷移來的電荷的存儲區(qū)；設(shè)于該存儲區(qū)和上述傳導(dǎo)區(qū)之間的電荷可以遷移的隧道絕緣膜；用來分別控制上述存儲區(qū)的電荷量和上述傳導(dǎo)區(qū)的傳導(dǎo)率的控制用電極；設(shè)于該控制用電極和上述存儲區(qū)之間的控制用絕緣膜，上述存儲區(qū)中的微粒子的面密度比在上述隧道絕緣膜中產(chǎn)生的構(gòu)造性的孔(針孔)的面密度高。
2、權(quán)利要求1所述的存儲器，其特征是上述傳導(dǎo)區(qū)、第1雜質(zhì)區(qū)和第2雜質(zhì)區(qū)分別由非單晶半導(dǎo)體構(gòu)成。
3、權(quán)利要求2所述的存儲器，其特征是上述傳導(dǎo)區(qū)、第1雜質(zhì)區(qū)和第2雜質(zhì)區(qū)分別由非單晶SixGe1-x(0≤x≤1)構(gòu)成。
4、權(quán)利要求3所述的存儲器，其特征是上述傳導(dǎo)區(qū)、第1雜質(zhì)區(qū)和第2雜質(zhì)區(qū)分別由多晶SixGe1-x(0≤x≤1)構(gòu)成。
5、權(quán)利要求3所述的存儲器，其特征是上述傳導(dǎo)區(qū)、第1雜質(zhì)區(qū)和第2雜質(zhì)區(qū)分別由非晶SixGe1-x(0≤x≤1)構(gòu)成。
6、權(quán)利要求1所述的存儲器，其特征是作為基底部分具有絕緣基板，并且，上述傳導(dǎo)區(qū)、第1雜質(zhì)區(qū)和第2雜質(zhì)區(qū)分別設(shè)于上述絕緣基板的一面上。
7、權(quán)利要求1所述的存儲器，其特征是作為基底部分具有絕緣基板，上述控制用電極設(shè)于上述絕緣基板的一面上。
8、權(quán)利要求6所述的存儲器，其特征是上述絕緣基板由石英、玻璃或塑料中的任何一種形成。
9、權(quán)利要求7所述的存儲器，其特征是在上述絕緣基板和上述傳導(dǎo)區(qū)、第1雜質(zhì)區(qū)和第2雜質(zhì)區(qū)之間，作為緩沖層，還分別形成有SiNx膜、SiO2膜、或SiNx膜與SiO2膜的疊層膜，或SiNkOl(k、l≠0)膜。
10、權(quán)利要求1所述的存儲器，其特征是上述存儲區(qū)由SiyGe1-y(0≤y≤1)微粒子集合體或金屬微粒子集合體構(gòu)成。
11、權(quán)利要求1所述的存儲器，其特征是上述控制用電極由含有雜質(zhì)的非多晶硅或金屬構(gòu)成。
12、權(quán)利要求1所述的存儲器，其特征是上述控制用絕緣膜由SiO2、Si3N4或SiNkOl(k、l≠0)構(gòu)成。
13、權(quán)利要求1所述的存儲器，其特征是構(gòu)成上述傳導(dǎo)區(qū)的材質(zhì)的膜厚在0.1微米以下。
14、(修正后)一種存儲器，具備下述部分由多晶半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)；設(shè)置為與該傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)；設(shè)置為與該第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)；由分散開來的上述微粒子構(gòu)成，存儲由上述傳導(dǎo)區(qū)遷移來的電荷的存儲區(qū)；設(shè)于該存儲區(qū)和上述傳導(dǎo)區(qū)之間的電荷可以遷移的隧道絕緣膜；用來分別控制上述存儲區(qū)的電荷量和上述傳導(dǎo)區(qū)的傳導(dǎo)率的控制用電極；設(shè)于該控制用電極和上述存儲區(qū)之間的控制用絕緣膜，上述存儲區(qū)內(nèi)的微粒子的個數(shù)在5個以上。
15、一種存儲器，具備下述部分由半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)；設(shè)置為與該傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)；設(shè)置為與該第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)；由分散開來的多個微粒子構(gòu)成，存儲由上述傳導(dǎo)區(qū)遷移來的電荷的存儲區(qū)；設(shè)于該存儲區(qū)和上述傳導(dǎo)區(qū)之間的電荷可以遷移的隧道絕緣膜；
用來分別控制上述存儲區(qū)的電荷量和上述存儲器用傳導(dǎo)區(qū)的傳導(dǎo)率的控制用電極；設(shè)于該控制用電極和上述存儲區(qū)之間的控制用絕緣膜，上述傳導(dǎo)區(qū)由表面的粗糙度為0.1nm以上100nm以下的多晶硅膜形成，同時上述存儲區(qū)的微粒子的個數(shù)比上述傳導(dǎo)區(qū)中的晶粒個數(shù)多。
16、權(quán)利要求1所述的存儲器，其特征是采用給上述控制用電極加上比上述第1雜質(zhì)區(qū)的電位還高的電位的辦法寫入信息的同時，采用給上述控制用電極加上比上述第1雜質(zhì)區(qū)的電位還低的電位的辦法擦除信息，此外采用使上述控制用電極、第1雜質(zhì)區(qū)和第2雜質(zhì)區(qū)的所有的電極變成同電位或浮置狀態(tài)的辦法保持信息。
17、權(quán)利要求16所述的存儲器，其特征是用傳導(dǎo)區(qū)的傳導(dǎo)率或電流值相對上述控制用電極的電位的變化，檢測因上述信息的寫入而產(chǎn)生的上述存儲區(qū)內(nèi)的電荷量的變化來進行信息的讀出。
18、權(quán)利要求1所述的存儲器，其特征是采用給上述控制用電極加上比上述第1雜質(zhì)區(qū)的電位還低的電位的辦法寫入信息的同時，采用給上述控制用電極加上比上述第1雜質(zhì)區(qū)的電位還高的電位的辦法擦除信息，此外采用使上述控制用電極、第1雜質(zhì)區(qū)和第2雜質(zhì)區(qū)的所有的電極變成同電位或浮置狀態(tài)的辦法保持信息。
19、權(quán)利要求18所述的存儲器，其特征是用傳導(dǎo)區(qū)的傳導(dǎo)率或電流值相對上述控制用電極的電位的變化，檢測因上述信息的寫入而產(chǎn)生的上述存儲區(qū)內(nèi)的電荷量的變化來進行信息的讀出。
20、一種集成有多個存儲器的集成電路，上述各個存儲器具備下述部分由半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)；設(shè)置為與該傳導(dǎo)區(qū)相鄰的源區(qū)；設(shè)置為與該源區(qū)分開，且與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的漏區(qū)；由分散開來的多個微粒子構(gòu)成，存儲由上述傳導(dǎo)區(qū)遷移來的電荷的存儲區(qū)；設(shè)于該存儲區(qū)和上述傳導(dǎo)區(qū)之間的電荷可以遷移的隧道絕緣膜；
用來分別控制上述存儲區(qū)的電荷量和上述傳導(dǎo)區(qū)的傳導(dǎo)率的控制用電極；設(shè)于該控制用電極和上述存儲區(qū)之間的控制用絕緣膜，上述存儲區(qū)中的微粒子的面密度比在上述隧道絕緣膜中產(chǎn)生的構(gòu)造性的孔(針孔)的面密度高，而且，上述各個存儲器的控制用電極都連接到字線上的同時，各個存儲器的源漏路徑分別連接到位線和源極線之間。
21、一種存儲器的制造方法，其特征是具備下述工序在由絕緣體構(gòu)成的基底部分的上邊形成由半導(dǎo)體膜構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)的工序；在上述傳導(dǎo)區(qū)的上邊形成隧道絕緣膜的工序；形成由分散到上述隧道絕緣膜的上邊的多個微粒子構(gòu)成且該微粒子的面密度比上述隧道絕緣膜的構(gòu)造性的孔(針孔)的面密度大的存儲區(qū)的工序；在上述存儲區(qū)的上邊形成控制用絕緣膜的工序；在上述控制用絕緣膜的上邊形成控制用電極的工序；分別形成與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)和與上述第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)的工序。
22、權(quán)利要求21所述的存儲器的制造方法，其特征是采用使上述傳導(dǎo)區(qū)的表面暴露于含有氧原子(O)和氮原子(N)兩者中的至少一方的電離氣體中的辦法，形成上述隧道絕緣膜。
23、權(quán)利要求22所述的存儲器的制造方法，其特征是在形成了上述隧道絕緣膜之后，還對上述傳導(dǎo)區(qū)的表面加熱。
24、權(quán)利要求23所述的存儲器的制造方法，其特征是采用照射能束的辦法，加熱上述傳導(dǎo)區(qū)的表面。
25、權(quán)利要求21所述的存儲器的制造方法，其特征是用氣相淀積法、濺射法或蒸鍍法，形成存儲區(qū)，使得以比1還小的被覆率覆蓋隧道絕緣膜的表面。
26、權(quán)利要求21所述的存儲器的制造方法，其特征是采用在上述傳導(dǎo)區(qū)的上邊形成過剩地含有半導(dǎo)體元素的非化學(xué)計量組成的存儲區(qū)形成用薄膜，并加熱該存儲區(qū)形成用薄膜的辦法，分別形成隧道絕緣膜和存儲區(qū)。
27、權(quán)利要求26所述的存儲器的制造方法，其特征是采用照射能束的辦法加熱存儲區(qū)形成用薄膜。
28、(修正后)一種存儲器的制造方法，其特征是具備下述工序在由絕緣體構(gòu)成的基底部分的上邊形成由多晶半導(dǎo)體膜構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)的工序；在上述傳導(dǎo)區(qū)的上邊形成隧道絕緣膜的工序；由分散到上述隧道絕緣膜的上邊的5個以上的微粒子構(gòu)成的存儲區(qū)的工序；在上述存儲區(qū)的上邊形成控制用絕緣膜的工序；在控制用絕緣膜的上邊形成控制用電極的工序；分別形成與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)和與上述第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)的工序。
29、一種存儲器的制造方法，其特征是具備下述工序在由絕緣體構(gòu)成的基底部分的上邊形成由表面粗糙度在0.1nm以上100nm以下的多晶硅膜構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)的工序；在上述傳導(dǎo)區(qū)的上邊形成隧道絕緣膜的工序；在上述隧道絕緣膜的上邊形成由比上述傳導(dǎo)區(qū)的晶粒個數(shù)還多的分散開來的微粒子構(gòu)成的存儲區(qū)的工序；在上述存儲區(qū)的上邊形成控制用絕緣膜的工序；在上述控制用絕緣膜的上邊形成控制用電極的工序；分別形成與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)和與上述第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)的工序。
30、一種存儲器的制造方法，其特征是具備下述工序在由絕緣體構(gòu)成的基底部分的上邊形成控制用電極的工序；在上述控制用電極的上邊形成控制用絕緣膜的工序；在上述控制用絕緣膜的上邊，形成由分散開來的多個微粒子構(gòu)成，且該微粒子的面密度比上述隧道絕緣膜的構(gòu)造性的孔(針孔)的面密度還大的存儲區(qū)的工序；在上述存儲區(qū)的上邊形成隧道絕緣膜的工序；在上述隧道絕緣膜的上邊形成由半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)的工序；分別形成與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)和與上述第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)的工序。
31、(修正后)一種存儲器的制造方法，其特征是具備下述工序在由絕緣體構(gòu)成的基底部分的上邊形成控制用電極的工序；在上述控制用電極的上邊形成控制用絕緣膜的工序；在上述控制用絕緣膜的上邊，形成由分散開來的5個以上的微粒子構(gòu)成的存儲區(qū)的工序；在上述存儲區(qū)的上邊形成隧道絕緣膜的工序；在上述隧道絕緣膜的上邊形成由多晶半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)的工序；分別形成與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)和與上述第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)的工序。
32、一種存儲器的制造方法，具備下述工序在由絕緣體構(gòu)成的基底部分的上邊形成控制用電極的工序；在上述控制用電極的上邊形成控制用絕緣膜的工序；在上述控制用絕緣膜的上邊，形成由分散開來的多個微粒子構(gòu)成的存儲區(qū)的工序；在上述存儲區(qū)的上邊形成隧道絕緣膜的工序；在上述隧道絕緣膜的上邊形成由半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)的工序；分別形成與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)和與上述第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)的工序，用表面粗糙度0.1nm以上100nm以下的多晶硅膜形成上述傳導(dǎo)區(qū)的同時，使上述存儲區(qū)的微粒子的個數(shù)比上述傳導(dǎo)區(qū)中的晶粒個數(shù)還多。
33、一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，具備下述工序
在基板上邊形成了半導(dǎo)體膜之后，在該半導(dǎo)體膜上邊，形成過剩地含有半導(dǎo)體元素的非化學(xué)計量組成的存儲區(qū)形成用薄膜的工序；采用施行加熱處理的辦法，使半導(dǎo)體的微粒子分散到上述存儲區(qū)形成用薄膜中去形成存儲區(qū)的工序。
34、權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征是上述存儲區(qū)形成用薄膜是半導(dǎo)體過剩的氧化膜或氮化膜。
35、權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征是半導(dǎo)體是Si、Ge、SiFe2、SiGe、II-VI族化合物半導(dǎo)體和III-V族化合物半導(dǎo)體之內(nèi)的任何一種。
36、權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征是采用照射能束的辦法施行加熱處理。
37、權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征是用準分子激光照射能束。
38、權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征是在上述基板和半導(dǎo)體膜之間形成絕緣膜。
權(quán)利要求
1.一種存儲器，具備下述部分由半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)；設(shè)置為與該傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)；設(shè)置為與該第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)；由分散開來的多個微粒子構(gòu)成，存儲由上述傳導(dǎo)區(qū)遷移來的電荷的存儲區(qū)；設(shè)于該存儲區(qū)和上述傳導(dǎo)區(qū)之間的電荷可以遷移的隧道絕緣膜；用來分別控制上述存儲區(qū)的電荷量和上述傳導(dǎo)區(qū)的傳導(dǎo)率的控制用電極；設(shè)于該控制用電極和上述存儲區(qū)之間的控制用絕緣膜，上述存儲區(qū)中的微粒子的面密度比在上述隧道絕緣膜中產(chǎn)生的構(gòu)造性的孔(針孔)的面密度高。
2.權(quán)利要求1所述的存儲器，其特征是上述傳導(dǎo)區(qū)、第1雜質(zhì)區(qū)和第2雜質(zhì)區(qū)分別由非單晶半導(dǎo)體構(gòu)成。
3.權(quán)利要求2所述的存儲器，其特征是上述傳導(dǎo)區(qū)、第1雜質(zhì)區(qū)和第2雜質(zhì)區(qū)分別由非單晶SixGe1-x(0≤x≤1)構(gòu)成。
4.權(quán)利要求3所述的存儲器，其特征是上述傳導(dǎo)區(qū)、第1雜質(zhì)區(qū)和第2雜質(zhì)區(qū)分別由多晶SixGe1-x(0≤x≤1)構(gòu)成。
5.權(quán)利要求3所述的存儲器，其特征是上述傳導(dǎo)區(qū)、第1雜質(zhì)區(qū)和第2雜質(zhì)區(qū)分別由非晶SixGe1-x(0≤x≤1)構(gòu)成。
6.權(quán)利要求1所述的存儲器，其特征是作為基底部分具有絕緣基板，并且，上述傳導(dǎo)區(qū)、第1雜質(zhì)區(qū)和第2雜質(zhì)區(qū)分別設(shè)于上述絕緣基板的一面上。
7.權(quán)利要求1所述的存儲器，其特征是作為基底部分具有絕緣基板，上述控制用電極設(shè)于上述絕緣基板的一面上。
8.權(quán)利要求6所述的存儲器，其特征是上述絕緣基板由石英、玻璃或塑料中的任何一種形成。
9.權(quán)利要求7所述的存儲器，其特征是在上述絕緣基板和上述傳導(dǎo)區(qū)、第1雜質(zhì)區(qū)和第2雜質(zhì)區(qū)之間，作為緩沖層，還分別形成有SiNx膜、SiO2膜、或SiNx膜與SiO2膜的疊層膜，或SiNkOl(k、l≠0)膜。
10.權(quán)利要求1所述的存儲器，其特征是上述存儲區(qū)由SiyGe1-y(0≤y≤1)微粒子集合體或金屬微粒子集合體構(gòu)成。
11.權(quán)利要求1所述的存儲器，其特征是上述控制用電極由含有雜質(zhì)的非多晶硅或金屬構(gòu)成。
12.權(quán)利要求1所述的存儲器，其特征是上述控制用絕緣膜由SiO2、Si3N4或SiNkOl(k、l≠0)構(gòu)成。
13.權(quán)利要求1所述的存儲器，其特征是構(gòu)成上述傳導(dǎo)區(qū)的材質(zhì)的膜厚在0.1微米以下。
14.一種存儲器，具備下述部分由半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)；設(shè)置為與該傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)；設(shè)置為與該第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)；由分散開來的多個微粒子構(gòu)成，存儲由上述傳導(dǎo)區(qū)遷移來的電荷的存儲區(qū)；設(shè)于該存儲區(qū)和上述傳導(dǎo)區(qū)之間的電荷可以遷移的隧道絕緣膜；用來分別控制上述存儲區(qū)的電荷量和上述傳導(dǎo)區(qū)的傳導(dǎo)率的控制用電極；設(shè)于該控制用電極和上述存儲區(qū)之間的控制用絕緣膜，上述存儲區(qū)內(nèi)的微粒子的個數(shù)在5個以上。
15.一種存儲器，具備下述部分由半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)；設(shè)置為與該傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)；設(shè)置為與該第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)；由分散開來的多個微粒子構(gòu)成，存儲由上述傳導(dǎo)區(qū)遷移來的電荷的存儲區(qū)；設(shè)于該存儲區(qū)和上述傳導(dǎo)區(qū)之間的電荷可以遷移的隧道絕緣膜；用來分別控制上述存儲區(qū)的電荷量和上述存儲器用傳導(dǎo)區(qū)的傳導(dǎo)率的控制用電極；設(shè)于該控制用電極和上述存儲區(qū)之間的控制用絕緣膜，上述傳導(dǎo)區(qū)由表面的粗糙度為0.1nm以上100nm以下的多晶硅膜形成，同時上述存儲區(qū)的微粒子的個數(shù)比上述傳導(dǎo)區(qū)中的晶粒個數(shù)多。
16.權(quán)利要求1所述的存儲器，其特征是采用給上述控制用電極加上比上述第1雜質(zhì)區(qū)的電位還高的電位的辦法寫入信息的同時，采用給上述控制用電極加上比上述第1雜質(zhì)區(qū)的電位還低的電位的辦法擦除信息，此外采用使上述控制用電極、第1雜質(zhì)區(qū)和第2雜質(zhì)區(qū)的所有的電極變成同電位或浮置狀態(tài)的辦法保持信息。
17.權(quán)利要求16所述的存儲器，其特征是用傳導(dǎo)區(qū)的傳導(dǎo)率或電流值相對上述控制用電極的電位的變化，檢測因上述信息的寫入而產(chǎn)生的上述存儲區(qū)內(nèi)的電荷量的變化來進行信息的讀出。
18.權(quán)利要求1所述的存儲器，其特征是采用給上述控制用電極加上比上述第1雜質(zhì)區(qū)的電位還低的電位的辦法寫入信息的同時，采用給上述控制用電極加上比上述第1雜質(zhì)區(qū)的電位還高的電位的辦法擦除信息，此外采用使上述控制用電極、第1雜質(zhì)區(qū)和第2雜質(zhì)區(qū)的所有的電極變成同電位或浮置狀態(tài)的辦法保持信息。
19.權(quán)利要求18所述的存儲器，其特征是用傳導(dǎo)區(qū)的傳導(dǎo)率或電流值相對上述控制用電極的電位的變化，檢測因上述信息的寫入而產(chǎn)生的上述存儲區(qū)內(nèi)的電荷量的變化來進行信息的讀出。
20.一種集成有多個存儲器的集成電路，上述各個存儲器具備下述部分由半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)；設(shè)置為與該傳導(dǎo)區(qū)相鄰的源區(qū)；設(shè)置為與該源區(qū)分開，且與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的漏區(qū)；由分散開來的多個微粒子構(gòu)成，存儲由上述傳導(dǎo)區(qū)遷移來的電荷的存儲區(qū)；設(shè)于該存儲區(qū)和上述傳導(dǎo)區(qū)之間的電荷可以遷移的隧道絕緣膜；用來分別控制上述存儲區(qū)的電荷量和上述傳導(dǎo)區(qū)的傳導(dǎo)率的控制用電極；設(shè)于該控制用電極和上述存儲區(qū)之間的控制用絕緣膜，上述存儲區(qū)中的微粒子的面密度比在上述隧道絕緣膜中產(chǎn)生的構(gòu)造性的孔(針孔)的面密度高，而且，上述各個存儲器的控制用電極都連接到字線上的同時，各個存儲器的源漏路徑分別連接到位線和源極線之間。
21.一種存儲器的制造方法，其特征是具備下述工序在由絕緣體構(gòu)成的基底部分的上邊形成由半導(dǎo)體膜構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)的工序；在上述傳導(dǎo)區(qū)的上邊形成隧道絕緣膜的工序；形成由分散到上述隧道絕緣膜的上邊的多個微粒子構(gòu)成且該微粒子的面密度比上述隧道絕緣膜的構(gòu)造性的孔(針孔)的面密度大的存儲區(qū)的工序；在上述存儲區(qū)的上邊形成控制用絕緣膜的工序；在上述控制用絕緣膜的上邊形成控制用電極的工序；分別形成與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)和與上述第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)的工序。
22.權(quán)利要求21所述的存儲器的制造方法，其特征是采用使上述傳導(dǎo)區(qū)的表面暴露于含有氧原子(O)和氮原子(N)兩者中的至少一方的電離氣體中的辦法，形成上述隧道絕緣膜。
23.權(quán)利要求22所述的存儲器的制造方法，其特征是在形成了上述隧道絕緣膜之后，還對上述傳導(dǎo)區(qū)的表面加熱。
24.權(quán)利要求23所述的存儲器的制造方法，其特征是采用照射能束的辦法，加熱上述傳導(dǎo)區(qū)的表面。
25.權(quán)利要求21所述的存儲器的制造方法，其特征是用氣相淀積法、濺射法或蒸鍍法，形成存儲區(qū)，使得以比1還小的被覆率覆蓋隧道絕緣膜的表面。
26.權(quán)利要求21所述的存儲器的制造方法，其特征是采用在上述傳導(dǎo)區(qū)的上邊形成過剩地含有半導(dǎo)體元素的非化學(xué)計量組成的存儲區(qū)形成用薄膜，并加熱該存儲區(qū)形成用薄膜的辦法，分別形成隧道絕緣膜和存儲區(qū)。
27.權(quán)利要求26所述的存儲器的制造方法，其特征是采用照射能束的辦法加熱存儲區(qū)形成用薄膜。
28.一種存儲器的制造方法，其特征是具備下述工序在由絕緣體構(gòu)成的基底部分的上邊形成由半導(dǎo)體膜構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)的工序；在上述傳導(dǎo)區(qū)的上邊形成隧道絕緣膜的工序；在上述隧道絕緣膜的上邊形成由分散的5個以上的微粒子構(gòu)成的存儲區(qū)的工序；在上述存儲區(qū)的上邊形成控制用絕緣膜的工序；在上述控制用絕緣膜的上邊形成控制用電極的工序；分別形成與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)和與第1雜質(zhì)區(qū)分開，
29.一種存儲器的制造方法，其特征是具備下述工序在由絕緣體構(gòu)成的基底部分的上邊形成由表面粗糙度在0.1nm以上100nm以下的多晶硅膜構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)的工序；在上述傳導(dǎo)區(qū)的上邊形成隧道絕緣膜的工序；在上述隧道絕緣膜的上邊形成由比上述傳導(dǎo)區(qū)的晶粒個數(shù)還多的分散開來的微粒子構(gòu)成的存儲區(qū)的工序；在上述存儲區(qū)的上邊形成控制用絕緣膜的工序；在上述控制用絕緣膜的上邊形成控制用電極的工序；分別形成與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)和與上述第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)的工序。
30.一種存儲器的制造方法，其特征是具備下述工序在由絕緣體構(gòu)成的基底部分的上邊形成控制用電極的工序；在上述控制用電極的上邊形成控制用絕緣膜的工序；在上述控制用絕緣膜的上邊，形成由分散開來的多個微粒子構(gòu)成，且該微粒子的面密度比上述隧道絕緣膜的構(gòu)造性的孔(針孔)的面密度還大的存儲區(qū)的工序；在上述存儲區(qū)的上邊形成隧道絕緣膜的工序；在上述隧道絕緣膜的上邊形成由半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)的工序；分別形成與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)和與上述第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)的工序。
31.一種存儲器的制造方法，其特征是具備下述工序在由絕緣體構(gòu)成的基底部分的上邊形成控制用電極的工序；在上述控制用電極的上邊形成控制用絕緣膜的工序；在上述控制用絕緣膜的上邊，形成由分散開來的5個以上的微粒子構(gòu)成的存儲區(qū)的工序；在上述存儲區(qū)的上邊形成隧道絕緣膜的工序；在上述隧道絕緣膜的上邊形成由半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)的工序；分別形成與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)和與上述第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)的工序。
32.一種存儲器的制造方法，具備下述工序在由絕緣體構(gòu)成的基底部分的上邊形成控制用電極的工序；在上述控制用電極的上邊形成控制用絕緣膜的工序；在上述控制用絕緣膜的上邊，形成由分散開來的多個微粒子構(gòu)成的存儲區(qū)的工序；在上述存儲區(qū)的上邊形成隧道絕緣膜的工序；在上述隧道絕緣膜的上邊形成由半導(dǎo)體構(gòu)成的傳導(dǎo)區(qū)的工序；分別形成與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第1雜質(zhì)區(qū)和與上述第1雜質(zhì)區(qū)分開，且與上述傳導(dǎo)區(qū)相鄰的第2雜質(zhì)區(qū)的工序，用表面粗糙度0.1nm以上100nm以下的多晶硅膜形成上述傳導(dǎo)區(qū)的同時，使上述存儲區(qū)的微粒子的個數(shù)比上述傳導(dǎo)區(qū)中的晶粒個數(shù)還多。
33.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，具備下述工序在基板上邊形成了半導(dǎo)體膜之后，在該半導(dǎo)體膜上邊，形成過剩地含有半導(dǎo)體元素的非化學(xué)計量組成的存儲區(qū)形成用薄膜的工序；采用施行加熱處理的辦法，使半導(dǎo)體的微粒子分散到上述存儲區(qū)形成用薄膜中去形成存儲區(qū)的工序。
34.權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征是上述存儲區(qū)形成用薄膜是半導(dǎo)體過剩的氧化膜或氮化膜。
35.權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征是半導(dǎo)體是Si、Ge、SiFe2、SiGe、II-VI族化合物半導(dǎo)體和III-V族化合物半導(dǎo)體之內(nèi)的任何一種。
36.權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征是采用照射能束的辦法施行加熱處理。
37.權(quán)利要求36所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征是用準分子激光照射能束。
38.權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征是在上述基板和半導(dǎo)體膜之間形成絕緣膜。
全文摘要
用分散的多個微粒子(點)(15a)構(gòu)成存儲區(qū)15的同時,使微粒子(15a)的面密度比在隧道絕緣膜(14a)上產(chǎn)生的構(gòu)造性的孔(針孔)的面密度大。或者使存儲區(qū)中的微粒子(15a)的個數(shù)為5個以上?；蛘哂帽砻娲植诙仍?.1nm以上100nm以下的多晶硅層(13)形成傳導(dǎo)區(qū)(13c)的同時,使存儲區(qū)(15)的微粒子(15a)的個數(shù)變得比傳導(dǎo)區(qū)中的晶粒個數(shù)多。即便是在隧道絕緣膜(14a)中發(fā)生了針孔等的缺陷,存儲在一部分的微粒子上的電荷漏泄,存儲在不存在缺陷的區(qū)域內(nèi)形成的微粒子上的電荷也不會漏泄。因此,可以長時間地保持信息。
文檔編號H01L21/84GK1256793SQ99800177
公開日2000年6月14日 申請日期1999年1月26日 優(yōu)先權(quán)日1998年1月26日
發(fā)明者野本和正, 喬納森·維斯特沃特, 中越美彌子, 堆井節(jié)夫, 野口隆, 森芳文 申請人:索尼株式會社