【手続補正書】
【提出日】平成27年11月6日(2015.11.6)
【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】
第１の浮遊ゲート、第２の浮遊ゲート、および前記第１の浮遊ゲートと前記第２の浮遊ゲートとの間に配置された分離層を有する基板上に配置された層間多結晶シリコン誘電体キャップであって、
前記第１の浮遊ゲートおよび前記第２の浮遊ゲートの上部部分上および側壁上に配置された第１の窒素含有層と、
前記第１の窒素含有層上および前記分離層の上面上に配置された第１の酸素含有層と、
前記第１の酸素含有層の上部部分上および側壁上に配置された第２の窒素含有層と、
前記第２の窒素含有層上および前記第１の酸素含有層の上面上に配置された第２の酸素含有層とを備える層間多結晶シリコン誘電体キャップ。
【請求項２】
前記第２の酸素含有層上に配置された第３の窒素含有層をさらに備える、請求項１に記載の層間多結晶シリコン誘電体キャップ。
【請求項３】
前記第３の窒素含有層が、厚さ約１０〜約２０Åである、請求項２に記載の層間多結晶シリコン誘電体キャップ。
【請求項４】
前記第３の窒素含有層上に配置された制御ゲート層をさらに備える、請求項２に記載の層間多結晶シリコン誘電体キャップ。
【請求項５】
前記第１の窒素含有層が、厚さ約５〜約２０Åであること、
前記第１の酸素含有層が、厚さ約２０〜約４０Åであること、
前記第２の窒素含有層が、厚さ約２０〜約４０Åであること、または
前記第２の酸素含有層が、厚さ約４０〜約８０Åであること
のうちの少なくとも１つである、請求項１に記載の層間多結晶シリコン誘電体キャップ。
【請求項６】
前記第１の窒素含有層および前記第２の窒素含有層が、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の層間多結晶シリコン誘電体キャップ。
【請求項７】
前記第１の酸素含有層および前記第２の酸素含有層がそれぞれ、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）または高誘電率材料の少なくとも１つを含む、請求項１に記載の層間多結晶シリコン誘電体キャップ。
【請求項８】
第１の浮遊ゲート、第２の浮遊ゲート、および前記第１の浮遊ゲートと前記第２の浮遊ゲートとの間に配置された分離層を有する基板と、
前記第１の浮遊ゲートおよび前記第２の浮遊ゲートの上部部分上および側壁上に配置された第１の窒素含有層と、
前記第１の窒素含有層上および前記分離層の上面上に配置された第１の酸素含有層と、
前記第１の酸素含有層の上部部分上および側壁上に配置された第２の窒素含有層と、
前記第２の窒素含有層上および前記第１の酸素含有層の上面上に配置された第２の酸素含有層とを備え、前記第１および前記第２の窒素含有層ならびに前記第１および前記第２の酸素含有層が、層間多結晶シリコン誘電体キャップを形成する、
デバイス。
【請求項９】
前記第２の酸素含有層上に配置された第３の窒素含有層
をさらに備える、請求項８に記載のデバイス。
【請求項１０】
前記第３の窒素含有層上に配置された制御ゲート層
をさらに備える、請求項９に記載のデバイス。
【請求項１１】
第１の浮遊ゲート、第２の浮遊ゲート、および前記第１の浮遊ゲートと前記第２の浮遊ゲートとの間に配置された分離層を有する基板上に層間多結晶シリコン誘電体キャップを形成する方法であって、
前記第１の浮遊ゲートおよび前記第２の浮遊ゲートの上部部分上および側壁上に第１の窒素含有層を選択的に形成することと、
前記第１の窒素含有層上および前記分離層の上面上に第１の酸素含有層を形成することと、
前記第１の浮遊ゲートおよび前記第２の浮遊ゲートの前記上部部分の上に堆積された第１の厚さ、ならびに前記分離層の前記上面の上に堆積された、前記第１の厚さより小さい第２の厚さを有する第２の窒素含有層を、前記第１の酸素含有層上に堆積させることと、
前記第１の浮遊ゲートおよび前記第２の浮遊ゲートの前記上部部分の上に堆積された前記第２の窒素含有層の少なくとも一部分、ならび、前記分離層の前記上面の上に堆積された前記第２の窒素含有層の実質上すべてを酸化させることによって、第２の酸素含有層を形成することとを含む方法。
【請求項１２】
前記第２の酸素含有層上に第３の窒素含有層を形成すること
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第３の窒素含有層上に制御ゲート層を堆積させること
をさらに含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の窒素含有層を選択的に形成することが、前記第１の浮遊ゲートおよび前記第２の浮遊ゲートの前記上部部分および前記側壁の少なくとも一部分を窒化させるプラズマ窒化プロセスを実行することを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記第２の酸素含有層上に第３の酸素含有層を堆積させて前記第２の酸素含有層の厚さを増大させること
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
いくつかの実施形態では、分離層１１０は、基板１０８と第１の浮遊ゲート１０４および第２の浮遊ゲート１０６との間に配置することができ、第１の浮遊ゲート１０４と第２の浮遊ゲート１０６との間の分離領域１１２（フィールド酸化物層と呼ばれることもある）内へ延びて、第１の浮遊ゲート１０４および第２の浮遊ゲート１０６を互いから、また基板１０８から分離するのを容易にすることができる。分離層１１０は、第１の浮遊ゲート１０４および第２の浮遊ゲート１０６ならびに基板１０８の前述の分離を提供するのに適した任意の材料を含むことができる。たとえば、いくつかの実施形態では、分離層１１０は、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）などのシリコンおよび酸素、あるいはアルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ランタン（Ｌａ）、もしくはジルコニウム（Ｚｒ）ベースの酸化物もしくは酸窒化物、または窒化ケイ素（ＳｉＸＮＹ）などの高誘電率誘電体材料などを、単層または積層構造（たとえば、ＳｉＯ２／高誘電率／ＳｉＯ２）で含むことができる。さらに、分離層１１０は、たとえば約５０〜約８０Åなど、上記で論じたように第１の浮遊ゲート１０４および第２の浮遊ゲート１０６ならびに基板１０８の分離を提供するのに適した任意の厚さを有することができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
いくつかの実施形態では、第１の窒素含有層１１４および分離層１１０の頂面１２０上に、第１の酸素含有層１２２を配置することができる。いくつかの実施形態では、第１の酸素含有層１２２は、たとえば酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）などのシリコンおよび酸素、あるいはアルミニウム（Ａｌ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ランタン（Ｌａ）、もしくはジルコニウム（Ｚｒ）ベースの酸化物もしくは酸窒化物、または窒化ケイ素（ＳｉＸＮＹ）などの高誘電率誘電体材料などを、単層または積層構造（たとえば、ＳｉＯ２／高誘電率／ＳｉＯ２）で含むことができる。いくつかの実施形態では、第１の酸素含有層１２２は、分離層１１０に使用される材料と同じ材料を含むことができ、またはいくつかの実施形態では、異なる材料を含むこともできる。たとえば、分離層１１０が酸化物、たとえば酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含む実施形態では、第１の酸素含有層１２２もまた、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含むことができる。いくつかの実施形態では、第１の酸素含有層１２２は、約２０〜約４０Åの厚さを有することができる。いくつかの実施形態では、第１の酸素含有層１２２は、約５０〜約８０原子パーセントの酸素含有率を含むことができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
次に２０８で、図３Ｄに示すように、第１の酸素含有層３１８の上に第２の窒素含有層３２１が堆積され、第２の窒素含有層３２１は、第１の浮遊ゲート３０６、３０８および第２の浮遊ゲートの上部部分３１６、３１７の上に堆積された第１の厚さ３２２と、分離層３０４の上面３２０の上に堆積された第２の厚さ３２４とを有する。第２の窒素含有層３２１は、たとえば図１に示す第２の窒素層１２４に関して上述した材料など、所望のデバイスを形成するのに適した任意の窒素含有材料を含むことができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
第２の窒素含有層３２１を非共形層として提供する（すなわち、上述したように第１の厚さ３２２および第２の厚さ３２４を有する）ことで、第１の浮遊ゲート３０６、３０８および第２の浮遊ゲートの上部部分３１６、３１７の上の第２の窒素含有層３２１の一部分を部分的に消費し、分離層３０４の上面３２０の上に堆積された第２の窒素含有層３２１の実質上すべてを、後の酸化ステップ（後述）で実質上すべて消費することが可能になる。いくつかの実施形態では、第１の厚さ３２２は、約３０〜約５０Åである。いくつかの実施形態では、第２の厚さ３２４は、約１０〜約３０Åである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
次に２１０で、図３Ｅに示すように、第１の浮遊ゲート３０６、３０８および第２の浮遊ゲートの上部部分３１６、３１７の上に堆積された第２の窒素含有層３２１の少なくとも一部分、ならび、分離層３０４の上面３２０の上に堆積された第２の窒素含有層３２１の実質上すべてを酸化させることによって、第２の酸素含有層３２６が形成される。本発明者らは、非共形の第２の酸素含有層３２６を形成し（すなわち、前述の酸化プロセスを実行する）、第２の窒素含有層３２１のうち、分離層３０４の上面３２０の上に堆積された実質上すべてを除去することによって、第１の浮遊ゲート３０６と第２の浮遊ゲート３０８の電気結合を防止し、または低減させ、第１の浮遊ゲート３０６と第２の浮遊ゲート３０８との間の漏れを著しく低減させ、または排除し、したがってデバイス３００の性能を増大させることができることを観察してきた。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
酸化プラズマを形成するために、プラズマ出力、たとえばＲＦ電力が酸化プロセスガスに結合される。いくつかの実施形態では、プラズマを形成するために、ＲＦ電力は、約２ＭＨｚ〜約２ＧＨｚの周波数で約５０〜約５０００Ｗとすることができる。酸化プラズマを維持するために、および／または酸化を容易にするために、他のパラメータを利用することもできる。たとえば、いくつかの実施形態では、プロセスチャンバは、約１〜約５００トルの圧力で維持することができる。別法として、または組み合わせて、いくつかの実施形態では、基板３０２は、摂氏約５００〜約１０００度の温度で維持することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
酸化プラズマの存在下では基板３０２に自己バイアスがかかるため、酸化プラズマ内に含まれる帯電した核種は、帯電した核種から基板の方へ何らかの方向性を提供し、したがって、帯電した核種を基板の方へ加速させることができ、したがって上述した第２の窒素含有層３２１部分の除去を容易にすることができる。さらに、バイアスをかける電力を基板３０２に提供することによって、酸化プラズマの線束を制御することができ、それによって基板３０２に対して直角の方向に帯電した核種の方向性および加速度を増大させて、第１の浮遊ゲート３０６、３０８および第２の浮遊ゲートの上部部分３１６、３１７ならびに分離層３０４の上面３２０の上に位置する第２の窒素含有層３２１の除去を容易にすることができる。したがって、いくつかの実施形態では、処理中に約５０〜約１０００ワットのバイアス電力を基板３０２に提供することができる。