【手続補正書】
【提出日】令和3年1月15日(2021.1.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成され、且つ、電荷の保持が可能な電荷蓄積層を含む第１ゲート絶縁膜と、前記第１ゲート絶縁膜上に形成された第１ゲート電極とを有する不揮発性メモリセルを備える半導体装置であって、
前記電荷蓄積層は、
前記半導体基板上に形成され、且つ、ハフニウムシリケート膜からなる第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に形成され、前記第１絶縁膜とは異なる材料からなり、且つ、アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、炭化アルミニウム膜、アルミニウムシリケート膜または酸化アルミニウム膜からなる第１挿入層と、
前記第１挿入層上に形成され、前記第１挿入層とは異なる材料からなり、且つ、ハフニウムシリケート膜からなる第２絶縁膜と、
を有する、半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１挿入層の厚さは、前記第１絶縁膜の厚さおよび前記第２絶縁膜の厚さよりも薄い、半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１ゲート絶縁膜は、前記半導体基板と前記電荷蓄積層との間に、酸化シリコン膜または酸窒化シリコン膜からなる第３絶縁膜を更に有し、
前記第１絶縁膜は、前記第３絶縁膜に直接接している、半導体装置。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体装置において、
前記電荷蓄積層は、
前記第２絶縁膜上に形成され、且つ、前記第１挿入層と同じ膜からなる第２挿入層と、
前記第２挿入層上に形成され、前記第２挿入層とは異なる材料からなり、且つ、ハフニウムシリケート膜からなる第４絶縁膜と、
を更に有する、半導体装置。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１ゲート絶縁膜は、前記電荷蓄積層と前記第１ゲート電極との間に、アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、炭化アルミニウム膜、アルミニウムシリケート膜または酸化アルミニウム膜からなり、且つ、前記第１挿入層よりも厚い厚さを有する第３絶縁膜を更に有する、半導体装置。
【請求項６】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１ゲート絶縁膜は、前記半導体基板と前記電荷蓄積層との間に、第３絶縁膜を更に有し、
前記第３絶縁膜は、
前記電荷蓄積層上に形成され、且つ、アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、炭化アルミニウム膜、アルミニウムシリケート膜または酸化アルミニウム膜からなる第４絶縁膜と、
前記第４絶縁膜上に形成され、且つ、酸化シリコン膜、酸窒化シリコン膜または窒化シリコン膜からなる第５絶縁膜と、
前記第５絶縁膜上に形成され、且つ、アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、炭化アルミニウム膜、アルミニウムシリケート膜または酸化アルミニウム膜からなる第６絶縁膜と、
を有し、
前記第１挿入層の厚さは、前記第４絶縁膜の厚さおよび前記第６絶縁膜の厚さよりも薄い、半導体装置。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体装置において、
前記第４絶縁膜に含まれる複数の第１結晶粒と、前記第６絶縁膜に含まれる複数の第２結晶粒とは、前記第５絶縁膜によって分離されている、半導体装置。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置において、
前記第４絶縁膜および前記第６絶縁膜は、それぞれ多結晶膜であり、
前記第５絶縁膜は、非晶質膜である、半導体装置。
【請求項９】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記不揮発性メモリセルは、
前記半導体基板上に形成された第２ゲート絶縁膜と、
前記第２ゲート絶縁膜上に形成された第２ゲート電極と、
を更に有し、
前記第１ゲート電極は、前記第２ゲート電極と絶縁分離されている、半導体装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１挿入層は、酸化アルミニウム膜からなる、半導体装置。
【請求項１１】
電荷の保持が可能な電荷蓄積層を有する不揮発性メモリセルを備える半導体装置であって、
前記電荷蓄積層は、ハフニウムシリケート膜からなる第１絶縁膜を有し、
前記電荷蓄積層は、前記第１絶縁膜上に形成された挿入層を少なくとも１層以上含み、
前記挿入層は、アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、炭化アルミニウム膜、アルミニウムシリケート膜または酸化アルミニウム膜からなる、半導体装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の半導体装置において、
前記電荷蓄積層の内部において、前記第１絶縁膜と前記挿入層との界面が、複数存在している、半導体装置。
【請求項１３】
請求項１１に記載の半導体装置において、
前記電荷蓄積層は、前記不揮発性メモリセルの第１ゲート絶縁膜の一部であり、
前記第１ゲート絶縁膜は、前記電荷蓄積層下に形成され、且つ、酸化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる第２絶縁膜と、前記電荷蓄積層上に形成され、且つ、アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、炭化アルミニウム膜、アルミニウムシリケート膜または酸化アルミニウム膜からなる第３絶縁膜とを有し、
前記挿入層の厚さは、前記第３絶縁膜の厚さよりも薄い、半導体装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載の半導体装置において、
前記挿入層が、前記第１絶縁膜上に、２層以上形成され、
２層以上の前記挿入層の各々の厚さは、前記第３絶縁膜の厚さよりも薄い、半導体装置。
【請求項１５】
請求項１１に記載の半導体装置において、
前記電荷蓄積層は、前記不揮発性メモリセルの第１ゲート絶縁膜の一部であり、
前記第１ゲート絶縁膜は、前記電荷蓄積層下に形成され、且つ、酸化シリコンまたは酸窒化シリコンからなる第２絶縁膜と、前記電荷蓄積層上に形成された第３絶縁膜とを有し、
前記第３絶縁膜は、
前記電荷蓄積層上に形成され、且つ、アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、炭化アルミニウム膜、アルミニウムシリケート膜または酸化アルミニウム膜からなる第４絶縁膜と、
前記第４絶縁膜上に形成され、且つ、酸化シリコン膜、酸窒化シリコン膜または窒化シリコン膜からなる第５絶縁膜と、
前記第５絶縁膜上に形成され、且つ、アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、炭化アルミニウム膜、アルミニウムシリケート膜または酸化アルミニウム膜からなる第６絶縁膜と、
を有し、
前記挿入層の厚さは、前記第４絶縁膜の厚さおよび前記第６絶縁膜の厚さよりも薄い、半導体装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の半導体装置において、
前記挿入層が、前記第１絶縁膜上に、２層以上形成され、
２層以上の前記挿入層の各々の厚さは、前記第４絶縁膜の厚さおよび前記第６絶縁膜の厚さよりも薄い、半導体装置。
【請求項１７】
請求項１１に記載の半導体装置において、
前記挿入層は、酸化アルミニウム膜である、半導体装置。
【請求項１８】
（ａ）半導体基板上に、電荷の保持が可能な電荷蓄積層を含む第１ゲート絶縁膜を形成する工程、
（ｂ）前記第１ゲート絶縁膜上に、第１ゲート電極を形成する工程、
を有し、
前記（ａ）工程において、前記電荷蓄積層を形成する工程は、
（ａ１）前記半導体基板上に、ハフニウムシリケート膜からなる第１絶縁膜を形成する工程、
（ａ２）前記第１絶縁膜上に、アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、炭化アルミニウム膜、アルミニウムシリケート膜または酸化アルミニウム膜からなる第１挿入層を形成する工程、
（ａ３）前記第１挿入層上に、ハフニウムシリケート膜からなる第２絶縁膜を形成する工程、
を有する、半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ａ３）工程後、熱処理を行う工程、を更に有し、
前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜の各々の前記ハフニウムシリケート膜は、ＨｆｘＳｉ１−ｘＯ２（０＜ｘ＜１）膜であり、
０．９≦ｘ＜１である場合には、前記熱処理の温度を８００℃以上、９７５℃未満とし、
０＜ｘ＜０．９である場合には、前記熱処理の温度を９７５℃以上、１０５０℃以下とする、半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
請求項１８に記載の半導体装置の製造方法において、
前記（ａ）工程において、前記電荷蓄積層を形成する工程は、
（ａ４）前記第２絶縁膜上に、前記第２絶縁膜の厚さよりも薄い厚さを有し、且つ、アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、炭化アルミニウム膜、アルミニウムシリケート膜または酸化アルミニウム膜からなる第２挿入層を形成する工程、
（ａ５）前記第２挿入層上に、前記第２挿入層の厚さよりも厚い厚さを有し、且つ、ハフニウムシリケート膜からなる第３絶縁膜を形成する工程、
を更に有する、半導体装置の製造方法。