【手続補正書】
【提出日】平成31年2月22日(2019.2.22)
【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】
浮遊ゲート（１３）に電荷を蓄積することによって情報を記憶するフラッシュメモリが形成されたメモリ領域（１）を備える半導体装置であって、
基板（１０）と、
前記基板の上面と前記浮遊ゲートとの間に形成された絶縁膜（１２）と、
前記浮遊ゲートの直上に形成された第１酸化膜（２１）と、
前記第１酸化膜の上面に形成されたシリコン窒化膜（２２）と、
前記シリコン窒化膜の上面に形成され、シリコン酸化膜で構成された第２酸化膜（２３）と、を備え、
少なくとも前記浮遊ゲートの上部において、前記第２酸化膜の膜厚は、前記シリコン窒化膜の膜厚以上とされている半導体装置。
【請求項２】
前記第２酸化膜の膜厚は、前記シリコン窒化膜の膜厚の１．２５倍以上とされている請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記シリコン窒化膜は、屈折率が１．８８以上１．９１８以下とされている請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
浮遊ゲート（１３）に電荷を蓄積することによって情報を記憶するフラッシュメモリが形成されたメモリ領域（１）を備える半導体装置であって、
基板（１０）と、
前記基板の上面と前記浮遊ゲートとの間に形成された絶縁膜（１２）と、
前記浮遊ゲートの直上に形成された第１酸化膜（２１）と、
前記酸化膜の上面に形成されたシリコン窒化膜（２２）と、
前記シリコン窒化膜の上面に形成され、シリコン酸化膜で構成された第２酸化膜（２３）と、を備え、
前記シリコン窒化膜は、屈折率が１．８８以上１．９１８以下とされている半導体装置。
【請求項５】
前記基板には、前記フラッシュメモリとは別の半導体素子が形成された素子領域（２）が含まれており、
前記シリコン窒化膜は、前記メモリ領域と前記素子領域とを含む領域に形成されている請求項１ないし４のいずれか１つに記載の半導体装置。
【請求項６】
浮遊ゲート（１３）に電荷を蓄積することによって情報を記憶するフラッシュメモリが形成されたメモリ領域（１）を備える半導体装置の製造方法であって、
基板（１０）の上面に絶縁膜（１２）を形成することと、
前記絶縁膜の上面に前記浮遊ゲートを形成することと、
前記浮遊ゲートの直上に第１酸化膜（２１）を形成することと、
前記第１酸化膜の上面にＳｉＨ４ガスおよびＮ２ガスを原料としてシリコン窒化膜（２２）を形成することと、
前記シリコン窒化膜の上面に、前記シリコン窒化膜の膜厚以上の膜厚で、シリコン酸化膜で構成された第２酸化膜（２３）を形成することと、を備える半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記第２酸化膜を形成することでは、前記シリコン窒化膜の膜厚の１．２５倍以上の膜厚で前記第２酸化膜を形成する請求項６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記第２酸化膜の上面に３００℃以下の成膜温度で第３酸化膜（２４）を形成することを備える請求項６または７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記シリコン窒化膜を形成することでは、前記シリコン窒化膜の屈折率が１．８８以上１．９１８以下となるようにＳｉＨ４ガスおよびＮ２ガスのガス比を調整する請求項６ないし８のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記シリコン窒化膜を形成することでは、雰囲気中にＳｉＨ４ガスおよびＮ２ガスを導入した後にプラズマ着火し、プラズマＣＶＤによって前記シリコン窒化膜を形成する請求項６ないし９のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記シリコン窒化膜を形成することでは、成膜初期に雰囲気中に導入するＳｉＨ４ガスの量を、Ｎ２ガス１ｃｃに対して１１５／４５００〜１２５／４５００ｃｃとする請求項６ないし１０のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
浮遊ゲート（１３）に電荷を蓄積することによって情報を記憶するフラッシュメモリが形成されたメモリ領域（１）を備える半導体装置の製造方法であって、
基板（１０）の上面に絶縁膜（１２）を形成することと、
前記絶縁膜の上面に前記浮遊ゲートを形成することと、
前記浮遊ゲートの上面に第１酸化膜（２１）を形成することと、
前記第１酸化膜の上面にＳｉＨ４ガスおよびＮ２ガスを原料としてシリコン窒化膜（２２）を形成することと、
前記シリコン窒化膜の上面に第２酸化膜（２３）を形成することと、
前記第２酸化膜の上面に３００℃以下の成膜温度で第３酸化膜（２４）を形成することと、を備える半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記シリコン窒化膜を形成することでは、前記シリコン窒化膜の屈折率が１．８８以上１．９１８以下となるようにＳｉＨ４ガスおよびＮ２ガスのガス比を調整する請求項１２に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記シリコン窒化膜を形成することでは、雰囲気中にＳｉＨ４ガスおよびＮ２ガスを導入した後にプラズマ着火し、プラズマＣＶＤによって前記シリコン窒化膜を形成する請求項１２または１３に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記シリコン窒化膜を形成することでは、成膜初期に雰囲気中に導入するＳｉＨ４ガスの量を、Ｎ２ガス１ｃｃに対して１１５／４５００〜１２５／４５００ｃｃとする請求項１２ないし１４のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
浮遊ゲート（１３）に電荷を蓄積することによって情報を記憶するフラッシュメモリが形成されたメモリ領域（１）を備える半導体装置の製造方法であって、
基板（１０）の上面に絶縁膜（１２）を形成することと、
前記絶縁膜の上面に前記浮遊ゲートを形成することと、
前記浮遊ゲートの直上に第１酸化膜（２１）を形成することと、
前記酸化膜の上面にＳｉＨ４ガスおよびＮ２ガスを原料としてシリコン窒化膜（２２）を形成することと、
前記シリコン窒化膜の上面に、シリコン酸化膜で構成された第２酸化膜（２３）を形成することと、を備え、
前記シリコン窒化膜を形成することでは、前記シリコン窒化膜の屈折率が１．８８以上１．９１８以下となるようにＳｉＨ４ガスおよびＮ２ガスのガス比を調整する半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記シリコン窒化膜を形成することでは、雰囲気中にＳｉＨ４ガスおよびＮ２ガスを導入した後にプラズマ着火し、プラズマＣＶＤによって前記シリコン窒化膜を形成する請求項１６に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
前記シリコン窒化膜を形成することでは、成膜初期に雰囲気中に導入するＳｉＨ４ガスの量を、Ｎ２ガス１ｃｃに対して１１５／４５００〜１２５／４５００ｃｃとする請求項１６または１７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
浮遊ゲート（１３）に電荷を蓄積することによって情報を記憶するフラッシュメモリが形成されたメモリ領域（１）を備える半導体装置の製造方法であって、
基板（１０）の上面に絶縁膜（１２）を形成することと、
前記絶縁膜の上面に前記浮遊ゲートを形成することと、
前記浮遊ゲートの直上に第１酸化膜（２１）を形成することと、
前記酸化膜の上面にＳｉＨ４ガスおよびＮ２ガスを原料としてシリコン窒化膜（２２）を形成することと、
前記シリコン窒化膜の上面に、シリコン酸化膜で構成された第２酸化膜（２３）を形成することと、を備え、
前記シリコン窒化膜を形成することでは、雰囲気中にＳｉＨ４ガスおよびＮ２ガスを導入した後にプラズマ着火し、プラズマＣＶＤによって前記シリコン窒化膜を形成する半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
前記シリコン窒化膜を形成することでは、成膜初期に雰囲気中に導入するＳｉＨ４ガスの量を、Ｎ２ガス１ｃｃに対して１１５／４５００〜１２５／４５００ｃｃとする請求項１９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２１】
浮遊ゲート（１３）に電荷を蓄積することによって情報を記憶するフラッシュメモリが形成されたメモリ領域（１）を備える半導体装置の製造方法であって、
基板（１０）の上面に絶縁膜（１２）を形成することと、
前記絶縁膜の上面に前記浮遊ゲートを形成することと、
前記浮遊ゲートの上面に酸化膜（２１）を形成することと、
前記酸化膜の上面にＳｉＨ４ガスおよびＮ２ガスを原料としてシリコン窒化膜（２２）を形成することと、を備え、
前記シリコン窒化膜を形成することでは、成膜初期に雰囲気中に導入するＳｉＨ４ガスの量を、Ｎ２ガス１ｃｃに対して１１５／４５００〜１２５／４５００ｃｃとする半導体装置の製造方法。
【請求項２２】
前記浮遊ゲートを形成することの後、前記シリコン窒化膜を形成することの前に、前記浮遊ゲートに蓄積される電荷の量を制御するための制御ゲート（２５）を、前記浮遊ゲートと電気的に絶縁された状態で形成することを備える請求項１２〜１５および２１のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【請求項２３】
前記基板に前記フラッシュメモリとは別の半導体素子が形成された素子領域（２）を形成することを備え、
前記シリコン窒化膜を形成することでは、前記メモリ領域と前記素子領域とを含む領域に前記シリコン窒化膜を形成する請求項６ないし２２のいずれか１つに記載の半導体装置の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、浮遊ゲート（１３）に電荷を蓄積することによって情報を記憶するフラッシュメモリが形成されたメモリ領域（１）を備える半導体装置であって、基板（１０）と、基板の上面と浮遊ゲートとの間に形成された絶縁膜（１２）と、浮遊ゲートの直上に形成された第１酸化膜（２１）と、第１酸化膜の上面に形成されたシリコン窒化膜（２２）と、シリコン窒化膜の上面に形成され、シリコン酸化膜で構成された第２酸化膜（２３）と、を備え、少なくとも浮遊ゲートの上部において、第２酸化膜の膜厚は、シリコン窒化膜の膜厚以上とされている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、請求項４に記載の発明では、浮遊ゲート（１３）に電荷を蓄積することによって情報を記憶するフラッシュメモリが形成されたメモリ領域（１）を備える半導体装置であって、基板（１０）と、基板の上面と浮遊ゲートとの間に形成された絶縁膜（１２）と、浮遊ゲートの直上に形成された第１酸化膜（２１）と、酸化膜の上面に形成されたシリコン窒化膜（２２）と、シリコン窒化膜の上面に形成され、シリコン酸化膜で構成された第２酸化膜（２３）と、を備え、シリコン窒化膜は、屈折率が１．８８以上１．９１８以下とされている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、請求項６に記載の発明では、浮遊ゲート（１３）に電荷を蓄積することによって情報を記憶するフラッシュメモリが形成されたメモリ領域（１）を備える半導体装置の製造方法であって、基板（１０）の上面に絶縁膜（１２）を形成することと、絶縁膜の上面に浮遊ゲートを形成することと、浮遊ゲートの直上に第１酸化膜（２１）を形成することと、第１酸化膜の上面にＳｉＨ４ガスおよびＮ２ガスを原料としてシリコン窒化膜（２２）を形成することと、シリコン窒化膜の上面に、シリコン窒化膜の膜厚以上の膜厚で、シリコン酸化膜で構成された第２酸化膜（２３）を形成することと、を備える。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、請求項１２に記載の発明では、浮遊ゲート（１３）に電荷を蓄積することによって情報を記憶するフラッシュメモリが形成されたメモリ領域（１）を備える半導体装置の製造方法であって、基板（１０）の上面に絶縁膜（１２）を形成することと、絶縁膜の上面に浮遊ゲートを形成することと、浮遊ゲートの上面に第１酸化膜（２１）を形成することと、第１酸化膜の上面にＳｉＨ４ガスおよびＮ２ガスを原料としてシリコン窒化膜（２２）を形成することと、シリコン窒化膜の上面に第２酸化膜（２３）を形成することと、第２酸化膜の上面に３００℃以下の成膜温度で第３酸化膜（２４）を形成することと、を備える。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
また、請求項１６に記載の発明では、浮遊ゲート（１３）に電荷を蓄積することによって情報を記憶するフラッシュメモリが形成されたメモリ領域（１）を備える半導体装置の製造方法であって、基板（１０）の上面に絶縁膜（１２）を形成することと、絶縁膜の上面に浮遊ゲートを形成することと、浮遊ゲートの直上に第１酸化膜（２１）を形成することと、酸化膜の上面にＳｉＨ４ガスおよびＮ２ガスを原料としてシリコン窒化膜（２２）を形成することと、シリコン窒化膜の上面に、シリコン酸化膜で構成された第２酸化膜（２３）を形成することと、を備え、シリコン窒化膜を形成することでは、シリコン窒化膜の屈折率が１．８８以上１．９１８以下となるようにＳｉＨ４ガスおよびＮ２ガスのガス比を調整する。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、請求項１９に記載の発明では、浮遊ゲート（１３）に電荷を蓄積することによって情報を記憶するフラッシュメモリが形成されたメモリ領域（１）を備える半導体装置の製造方法であって、基板（１０）の上面に絶縁膜（１２）を形成することと、絶縁膜の上面に浮遊ゲートを形成することと、浮遊ゲートの直上に第１酸化膜（２１）を形成することと、酸化膜の上面にＳｉＨ４ガスおよびＮ２ガスを原料としてシリコン窒化膜（２２）を形成することと、シリコン窒化膜の上面に、シリコン酸化膜で構成された第２酸化膜（２３）を形成することと、を備え、シリコン窒化膜を形成することでは、雰囲気中にＳｉＨ４ガスおよびＮ２ガスを導入した後にプラズマ着火し、プラズマＣＶＤによってシリコン窒化膜を形成する。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
また、請求項２１に記載の発明では、浮遊ゲート（１３）に電荷を蓄積することによって情報を記憶するフラッシュメモリが形成されたメモリ領域（１）を備える半導体装置の製造方法であって、基板（１０）の上面に絶縁膜（１２）を形成することと、絶縁膜の上面に浮遊ゲートを形成することと、浮遊ゲートの上面に酸化膜（２１）を形成することと、酸化膜の上面にＳｉＨ４ガスおよびＮ２ガスを原料としてシリコン窒化膜（２２）を形成することと、を備え、シリコン窒化膜を形成することでは、成膜初期に雰囲気中に導入するＳｉＨ４ガスの量を、Ｎ２ガス１ｃｃに対して１１５／４５００〜１２５／４５００ｃｃとする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２２】
このように、請求項１、６、１２に記載の発明では、シリコン窒化膜の上部に形成される膜の構成または成膜方法により、シリコン窒化膜に加わる加工ダメージを緩和し、トラップサイトを低減している。一方、請求項４、１６、１９、２１に記載の発明では、シリコン窒化膜の成膜方法により、浮遊ゲート側の界面のダングリングボンドを減少させ、トラップサイトを低減している。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2018107268.tif 000001
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2018107268.tif 000002