DE19807012B4 - Arrayförmige nichtflüchtige Speichereinrichtung und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

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Abstract

Nichtflüchtige Speichereinrichtung mit:
– einer Mehrzahl von EEPROM-Zellen, die Floatinggates (38), Steuergates (40) und Source-/Drainbereiche aufweisen;
– einer Mehrzahl von in Zeilenrichtung liegenden Wortleitungen (40), die mit den Steuergates (40) verbunden sind und einen vorbestimmten Abstand voneinander aufweisen;
– einer Mehrzahl von in Spaltenrichtung liegenden Bitleitungen (33a und 33b), die mit den Source-/Drainbereichen verbunden sind und unter rechtem Winkel zu den Wortleitungen (40) ausgebildet sind;
– einer Mehrzahl von Programmierleitungen (44), die parallel zu den Bitleitungen (33a und 33b) angeordnet sind; und
– einer Mehrzahl von Programmiergates (35), die mit den Programmierleitungen (44) verbunden sind und die zur Programmierung der Floatinggates (38) benachbart zu diesen liegen, wobei jedem Floatinggate (38) in Spaltenrichtung jeweils zwei einem Floatinggate (38) zugeordnete Programmiergates (35) derselben Programmierleitung (44) zugeordnet sind.

Description

    • Priorität: 09. Juli 1997, Korea, Nr. 31839/1997 (P)
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer nichtflüchtigen Speichereinrichtung, insbesondere zur Herstellung einer arrayförmigen nichtflüchtigen Speichereinrichtung mit einfacher Stapelgatestruktur ohne Metalldurchkontaktierungen, sowie auf eine nach diesem Verfahren hergestellte arrayförmige nichtflüchtige Speichereinrichtung.
  • Es gibt zwei Faktoren, die die effektive Größe einer Speicherzelle bestimmen, also auch die Packungsdichte einer nichtflüchtigen Speichereinrichtung definieren, die z. B. ein elektrisch löschbarer programmierbarer Nurlese-Speicher (EEPROM) oder ein Flash EEPROM sein kann. Einer dieser beiden Faktoren ist die Zellengröße, während der andere der beiden Faktoren die Konstruktion des Zellenarrays ist. Im Hinblick auf eine Speicherzelle ergibt sich die minimale Zellenkonstruktion bei Verwendung einer einfachen Stapelgatestruktur.
  • Da die Einsatzmöglichkeiten nichtflüchtiger Speichereinrichtungen, wie etwa EEPROMs und Flash EEPROMs, ständig erweitert werden, wird auf ihre Entwicklung mehr und mehr Augenmerk gerichtet. Derzeit liegen die Kosten pro Bit noch relativ hoch, so daß der wirtschaftliche Einsatz nichtflüchtiger Halbleiterspeicher, wie EEPROMs und Flash EEPROMs, als Massenspeichermedium noch nicht gerechtfertigt erscheint. Andererseits werden Chips mit niedrigem Leistungsverbrauch vorzugsweise in transportablen Produkten verwendet. Große Anstrengungen werden derzeit unternommen, um die Kosten pro Bit zu senken.
  • Die Packungsdichte konventioneller nichtflüchtiger Speichereinrichtungen hängt von der Anzahl der Speicherzellen ab. Andererseits kann z. B. im Falle von Multibitzellen, bei denen in einer Speicherzelle Daten von 1 Bit oder von mehr als 1 Bit gespeichert werden können, die Packungsdichte gespeicherter Daten in einem identischen Bereich eines Chips erhöht werden, ohne daß die Größe einer Speicherzelle verringert werden muß. Um eine der zuvor erwähnten Multibitzellen zu erhalten, müssen mehr als zwei Schwellenspannungspegel für jede Speicherzelle programmiert werden. Um z. B. Daten von 2 Bit in einer Zelle zu speichern, muß jede Zelle durch vier Schwellenspannungspegel (22 = 4) programmierbar sein. Dabei sind die logischen Zustände der vier Schwellenspannungspegel 00, 01, 10 und 11. Bei einer derartigen Multipegelprogrammierung besteht eines der signifikantesten Probleme jedoch darin, daß jeder Schwellenspannungspegel eine statistische Verteilung aufweist, deren Wert bei etwa 0,5 V liegt.
  • Wird daher die Verteilung durch exakte Einstellung jedes Schwellenspannungspegels reduziert, so lassen sich mehrere Schwellenspannungspegel programmieren, so daß sich dadurch die Anzahl von Bits pro Zelle vergrößern läßt. Ein Verfahren zur Reduzierung der Spannungsverteilung bzw. Spannungsschwankung besteht darin, daß die Programmierung durch abwechselnde Wiederholung von Programmierung und Verifizierung bzw. Überprüfung erfolgt. Eine Serie von Spannungspulsen wird an die Zellen angelegt, um die nichtflüchtigen Speicherzellen mit gewünschten Schwellenspannungspegeln zu programmieren. Dabei erfolgt ein Lesen zwischen den jeweiligen Spannungspulsen, um zu verifizieren, ob die Zellen die gewünschten Schwellenspannungspegel erreicht haben oder nicht. Erreicht während einer Verifikation bzw. Überprüfung ein überprüfter Schwellenspannungspegelwert einen gewünschten bzw. vorbe stimmten Schwellenspannungspegelwert, so wird die Programmierung beendet.
  • Es ist jedoch schwierig, die Fehlerverteilung der Schwellenspannungspegel durch finite Programmier-Spannungspulsbreiten in der zuvor erwähnten Weise zu reduzieren. Andererseits ist eine Rechenschaltung erforderlich, mit deren Hilfe sich die Programmierschritte und die Verifizierschritte wiederholen lassen, was zur Folge hat, daß sich einerseits der Peripherieschaltungsbereich auf einem Chip vergrößert und sich andererseits eine Periode verlängert.
  • Die 1A zeigt einen Querschnitt durch eine herkömmliche nichtflüchtige Speichereinrichtung mit einfacher Stapelgatestruktur, während die 1B das Symbol der zugehörigen nichtflüchtigen Speicherzelle darstellt.
  • Gemäß 1A befindet sich ein Floatinggate 3 auf einem Tunnelungsoxidfilm 2, der seinerseits auf einem p-Typ Halbleitersubstrat 1 liegt. Auf dem Floatinggate 3 befindet sich ein dielektrischer Film 4, auf dem ein Steuergate 5 angeordnet ist. N-Typ Source- und Drainbereiche 6a und 6b liegen an beiden Seiten des Floatinggates 3 unterhalb einer Oberfläche des Halbleitersubstrats 1.
  • Bei einer derartigen nichtflüchtigen Speichereinrichtung ist die effektive Zellengröße relativ klein. Andererseits ist aber auch eine Kopplungskonstante des Steuergates 5 klein. Je kleiner die effektive Zellengröße ist, desto geringer wird die Kopplungskonstante. Um eine Abnahme der Kopplungskonstante zu verhindern, befindet sich ein dielektrischer Film 4 aus einer Oxid-Nitrid-Oxid (ONO)-Struktur zwischen dem Floatinggate 3 und dem Steuergate 5. Dabei ist ein komplexer Prozeß zur Wärmebehandlung bei hoher Temperatur erforderlich, um die dielektrische Schicht 4 mit ONO-Struktur zu erhalten.
  • Gemäß 1B enthält jede nichtflüchtige Speicherzelle ein Floatinggate 3, ein Steuergate 5 zur Einstellung von Ladungen für das Floatinggate 3 sowie einen elektrischen Feldeffekttransistor zum Lesen bzw. verifizieren (überprüfen) einer Menge an Ladungsträgern für das Floatinggate 3 während der Programmierung. Hierbei umfaßt der elektrische Feldeffekttransistor das Floatinggate 3, einen Sourcebereich 6a, einen Drainbereich 6b und einen Kanalbereich 7 zwischen Sourcebereich 6a und Drainbereich 6b.
  • Wird eine in ihrer Höhe zur Programmierung geeignete Spannung an das Steuergate 5 und den Drainbereich 6b gelegt, so fließt ein Strom zwischen dem Drainbereich 6b und dem Sourcebereich 6a. Ist dieser Strom so groß wie der Referenzstrom oder kleiner als dieser, so wird ein Programmierende-Signal erzeugt.
  • Nachfolgend wird eine konventionelle nichtflüchtige Speichereinrichtung unter Bezugnahme auf die weiteren Zeichnungen erläutert.
  • Die 2A zeigt ein Schaltungsdiagramm einer konventionellen nichtflüchtigen Speichereinrichtung, während die 2B ein Schaltungsdiagramm einer konventionellen nichtflüchtigen Speichereinrichtung mit einfacher Stapelgatestruktur ohne Metalldurchkontaktierungen zeigt. Die 2C bezieht sich auf ein Schaltungsdiagramm einer konventionellen nichtflüchtigen Speichereinrichtung ohne Metalldurchkontaktierungen, bei der Source- und Drainbereiche voneinander getrennt sind.
  • Entsprechend der 2A erstrecken sich mehrere metallische Bitleitungen 9, die in einem vorbestimmten Abstand parallel zueinander liegen, in Spaltenrichtung. Mehrere Wortleitungen 10 verlaufen unter rechtem Winkel zu den metallischen Bitleitungen 9. Eine gemeinsame Sourceleitung 11 für jeweils zwei Wortleitungen 10 erstreckt sich in derselben Richtung wie die Wortleitungen 10.
  • Die Drainbereiche 6b gemäß 1B sind mit den metallischen Bitleitungen 9 verbunden, während die Sourcebereiche 6a mit den gemeinsamen Sourceleitungen 11 verbunden sind. Da jeweils eine metallische Durchkontaktierung 8 pro zwei Zellen erforderlich ist, ergibt sich infolge der metallischen Durchkontaktierungen 8 eine sehr große effektive Größe der Speicherzellen. Wie bereits zuvor unter Bezugnahme auf die 1A beschrieben, umfaßt das Array der nichtflüchtigen Speichereinrichtung jeweils einfache Stapelgatestrukturen bei minimaler Zellengröße. Demzufolge wird die tatsächliche effektive Größe durch den Abstand der Metalldurchkontaktierungen 8 bestimmt.
  • Um dieses Problem zu überwinden, wurde bereits ein Array vorgeschlagen, bei dem metallische Durchkontaktierungen nicht mehr in so großem Umfang erforderlich sind. Das Array besteht aus einfachen Stapelgatestrukturen ohne metallische Durchkontaktierungen, so daß von daher die effektive Zellengröße mi nimiert wird. Jedoch besteht jetzt die Gefahr, dass Programmierstörungen auftreten, und zwar dadurch, dass eine nicht ausgewählte Zelle benachbart und in Richtung der Wortleitungen liegend programmiert oder gelöscht wird.
  • Entsprechend der 2B können als Speicherzellen allerdings auch kanalgetrennte Zellen mit asymmetrischer Struktur zum Einsatz kommen, wenn Auswahlgates 12 vorhanden sind. In diesem Fall lässt sich bei der Programmierung durch Injektion heißer Elektronen eine Programmierstörung vermeiden, insbesondere eine Überschreibung oder Löschung, die als ein Problem bei Zellen mit einfacher Stapelgatestruktur angesehen wird. Eine nichtflüchtige Speichereinrichtung nach 2B enthält eine Mehrzahl von Wortleitungen 10 auf einem nicht dargestellten Halbleitersubstrat, die unter einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind, Bitleitungen 13, die unter rechtem Winkel zu den Wortleitungen 10 sowie im Abstand zueinander verlaufen, um eine Mehrzahl von Rechtecken bzw. Quadraten zu bilden, und eine Mehrzahl von nichtflüchtigen Speicherzellen, von denen jeweils eine in einem der Rechtecke bzw. Quadrate positioniert ist.
  • Jede nichtflüchtige Speicherzelle gemäß 2B enthält ein Floatinggate 3 gemäß 1B, ein Steuergate 5 zur Einstellung einer Menge von Ladungsträgern für das Floatinggate 3 bei der Programmierung und einen elektrischen Feldeffekttransistor zum Auslesen bzw. Verifizieren (Überprüfen) der Menge an Ladungsträgern für das Floatinggate 3 während der Programmierung. Dieser elektrische Feldeffekttransistor umfasst das Floatinggate 3, einen Sourcebereich 6a, einen Drainbereich 6b und einen Kanalbereich 7 zwischen dem Drainbereich 6b und dem Sourcebereich 6a.
  • Das Steuergate 3 einer jeden nichtflüchtigen Speicherzelle ist mit einer benachbarten Wortleitung 10 verbunden, während der Sourcebereich 6a der nichtflüchtigen Speicherzelle innerhalb eines Rechtecks bzw. Quadrats mit der Bitleitung 13 benachbart zum Drainbereich einer nichtflüchtigen Speicherzelle verbunden ist, die in einem Quadrat oder Rechteck liegt, welches dem zuvor erwähnten Quadrat oder Rechteck benachbart ist. Die Auswahltransistoren 12 sind jeweils mit den Bitleitungen 13 verbunden, während jeweils eine Metalldurchkontaktierung 8 für 32 nichtflüchtige Speicherzellen oder für mehr als 32 nichtflüchtige Speicherzellen, gesehen in Spaltenrichtung, mit den Auswahl transistoren 12 verbunden ist. Es ergibt sich somit eine Reduzierung der effektiven Zellengröße.
  • Allerdings tritt das Problem auf, dass sich die Größe einer Einheitszelle erhöht, und zwar aufgrund der Gates der Auswahltransistoren 12. Andererseits ist das Programmieren unter Anwendung des Tunneleffekts unmöglich, was jedoch wünschenswert wäre, da hierbei nur wenig Leistung verbraucht wird. Der Grund liegt darin, dass zwei Zellen benachbart in Richtung der Wortleitungen 10 praktisch vollständig unter derselben Vorspannungsbedingung stehen.
  • Um dieses Problem zu überwinden und eine Programmierung durch Tunnelung zu ermöglichen, wurden bereits Arrays mit einfacher Stapelgatestruktur ohne Metalldurchkontaktierungen entwickelt, wie in 2C dargestellt ist. Mehrere metallische Datenleitungen 9 verlaufen unter vorbestimmtem Abstand zueinander in Spaltenrichtung, wobei jede Bitleitung vollständig unterteilt ist in eine Sourceleitung 15 und eine Drainleitung 14, die in derselben Richtung wie die metallischen Datenleitungen 9 verlaufen.
  • Der Sourcebereich 6a gemäß 1B ist mit der Sourceleitung 15 verbunden, während der Drainbereich 6b der nichtflüchtigen Speicherzelle mit der Drainleitung 14 verbunden ist. Eine Metalldurchkontaktierung 8 ist jeweils mit einer der metallischen Datenleitungen 9 verbunden, während die Steuergates 5 mit mehreren Wortleitungen 10 verbunden sind, die unter rechtem Winkel zu den Bitleitungen sowie in vorbestimmtem Abstand voneinander verlaufen, also unter rechtem Winkel zu den Source- und Drainleitungen 14 und 15. Bei dieser Struktur ergibt sich jedoch ebenfalls eine Vergrößerung der Einheitszelle, und zwar infolge der Unterteilung der Bitleitungen.
  • Die 3 zeigt einen Querschnitt durch eine nichtflüchtige Speichereinrichtung mit kanalgetrennten Zellen. Gemäß 3 befindet sich ein Floatinggate 3 (potential-ungebundenes Gate) auf einer Oxidschicht 2, die ihrerseits auf einem p-Typ Halbleitersubstrat 1 liegt. Ein Steuergate 5 befindet sich oberhalb des Floatinggates 3. Eine Isolationsschicht 16 befindet sich auf der gesamten Oberfläche der so erhaltenen Struktur, wobei ein Auswahlgate 17 wiederum auf der Oberfläche der so erhaltenen Struktur einschließlich dem Steuergate 5 und dem Floatinggate 3 angeordnet ist. Ein dielektrischer Film 4 liegt zwischen dem Steuergate 5 und dem Floatinggate 3. Darüber hinaus liegt ein Sourcebereich 6a unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats 1 und im Abstand zum Floatinggate 3, während ein Drainbereich 6b unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats 1 angeordnet ist und an der anderen Seite des Floatinggates 3 liegt sowie mit diesem fluchtet.
  • Die 4A zeigt einen Querschnitt durch eine weitere nichtflüchtige Speicherzelle mit kanalgetrennten Zellen, während die 4B einen Querschnitt durch die nichtflüchtige Speicherzelle gemäß 4A zeigt, und zwar in Richtung der Kanalbreite.
  • Gemäß 4A liegen Floatinggates 3 unter vorbestimmtem Abstand zueinander auf der Oberfläche eines p-Typ Halbleitersubstrats 1, wobei oberhalb eines jeden Floatinggates 3 ein Steuergate 5 angeordnet ist. Eine Tunnelungsoxidschicht 2 befindet sich zwischen jedem der Floatinggates 3 und dem Halbleitersubstrat 1, während ein dielektrischer Film 4 zwischen dem Floatinggate 3 und dem Steuergate 5 angeordnet ist. Ein Sourcebereich 6a liegt unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats 1 und ist gegenüber dem Floatinggate 3 versetzt, während ein Drainbereich 6b ebenfalls unterhalb der Oberfläche des Halbleitersubstrats 1 an der anderen Seite des Floatinggates 3 liegt und mit diesem fluchtet.
  • Die 4B zeigt die nichtflüchtige Speichereinrichtung in Richtung der Kanalbreite. Unter einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordnete Feldoxidschichten 18 liegen auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats 1, um eine Zelle von einer benachbarten Zelle zu isolieren. Gateisolationsschichten 19 befinden sich auf dem Halbleitersubstrat 1 zwischen den Feldoxidschichten 18. Floatinggates 3 liegen auf den Gateisolationsschichten 19 und überlappen teilweise die Feldoxidschichten 18. Der dielektrische Film 4 befindet sich auf einem vorbestimmten Bereich des Floatinggates 3, während die Steuergates 5 auf dem dielektrischen Film 4 liegen. Kappenisolationsschichten 20 liegen auf den Steuergates 5, während Seitenwandstücke 21 an beiden Seiten der Kappenisolationsschichten 20 und der Steuergates 5 angeordnet sind. Löschgates 17 befinden sich auf den Kappenisolationsschichten 20 sowie auf den Feldoxidschichten 18. Die Tunnelungsoxidschichten 22 befinden sich an der Grenzfläche zwischen den Floatinggates 3 und den Löschgates 17.
  • Allerdings tritt bei der konventionellen nichtflüchtigen Speichereinrichtung der zuletzt beschriebenen Art das Problem auf, dass nach wie vor Programmierstörungen erhalten werden. Dagegen weist das Array mit einfacher Stapelgatestruktur ohne Metalldurchkontaktierungen eine minimale effektive Zellengröße auf.
  • Die JP 9-36 257 und die dazu äquivalente US 5 838 039 beschreiben eine nichtflüchtige Speichereinrichtung mit einer Mehrzahl von EEPROM Zellen, die Floatinggates, Steuergates und Source- und Drainbereiche aufweisen. Bitleitungen sind mit den Source- und Drainbereichen verbunden und verlaufen rechtwinklig zu den die Steuergates bildenden Wortleitungen. Löschleitungen mit Löschgates verlaufen parallel zu den Wortleitungen, so dass beim Löschbetrieb dieses bekannten Speichers die Speicherzellen wortweise gelöscht werden können.
  • Die EP 773 583 A1 beschreibt eine weitere nichtflüchtige Speichereinrichtung mit einer Mehrzahl von EEPROM Zellen, die Floatinggates, Steuergates und Source- und Drainbereiche aufweisen. Die Wortleitungen sind senkrecht zu den Bitleitungen angeordnet, während parallel zu den Wortleitungen Löschleitungen mit damit verbundenen Löschgates vorgesehen sind.
  • Die US 5,331,189 A beschreibt ein asymmetrisches vielschichtiges dielektrisches Material und einen Flash-EEPROM, der dieses Material verwendet. Hierbei umfasst jede Speicherzelle des nichtflüchtigen Speichers eine Lösch-Gateleitung, die parallel zu einer Steuergate- oder Wortleitung verläuft und mit einem Floatinggate über eine Tunnelschicht in Verbindung steht, die ein erstes gerichtetes Dielektrikum zum Entladen des Floatinggates umfasst. Eine Programmier- oder Schreibgateleitung verläuft parallel zu den Bitleitungen und steht senkrecht zu den Wortleitungen. Ein zweites gerichtetes Dielektrikum ist zwischen dem Schreibgate und einem Steuergate der Wortleitung angeordnet, um eine Tunnelschicht zum Beladen des Floatinggates vorzusehen. Somit kann also jedes Floatinggate durch ein zweites gerichtetes Dielektrikum mittels den Programmierleitungen beladen und durch ein erstes gerichtetes Dielektrikum mittels Löschgates entladen werden.
  • Die US 5,534,456 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen einer nichtflüchtigen Speichereinrichtung, bei dem zunächst auf einem Substrat Feldoxidstreifen mit Seitenwandabschnitten und einem dazwischenliegenden Gateoxid herge stellt werden. Daraufhin werden Floatinggate-Leitungen erzeugt, auf denen Oxidstreifen ausgebildet sind und die anschließend mit einer Oxidschicht abgedeckt werden. Nach dem Rückätzen der Oxidschicht erfolgt eine Ionenimplantation zur Ausbildung von Bitleitungen zwischen den Floatinggate-Leitungen und parallel dazu. Nach der Durchführung der Ionenimplantation werden die nicht mehr benötigten Oxidfilme entfernt, um daraufhin zum Auffüllen der Zwischenräume zwischen den Floatinggate-Leitungen eine dicke Oxidschicht abzuscheiden. Nach einem Rückätzen der dicken Oxidschicht zum Freilegen der Oberfläche der Floatinggate-Leitungen wird eine dünne dielektrische Schicht abgeschieden, auf die nacheinander eine Polysiliziumschicht und eine Oxidschicht aufgebracht werden. Die Polysiliziumschicht und die darauf befindliche Oxidschicht werden zur Ausbildung von Wortleitungen strukturiert, wobei die Wortleitungen üblicherweise senkrecht zu den Bitleitungen verlaufen. Nachfolgend werden an den Seiten der Wortleitungen und der Kappenoxidschichten Seitenwandisolationsstücke ausgebildet. Die auf diese Weise erzeugte Wortleitungsstruktur dient als Maske zum Auftrennen der parallel zu den Bitleitungen verlaufenden Floatinggate-Leitungen. An den freiliegenden Seitenflächen der einzelnen Floatinggates werden dann Tunneloxidfilme ausgebildet um nachfolgend Löschleitungen parallel zu den Wortleitungen herzustellen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine arrayförmige nichtflüchtige Speichereinrichtung zu schaffen, deren Zellengröße weiter verringert ist und bei der keine Programmierstörungen mehr auftreten. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen arrayförmigen nichtflüchtigen Speichereinrichtung angegeben werden, das eine einfache Herstellung dieser Speichereinrichtung erlaubt.
  • Eine vorrichtungsseitige Lösung der gestellten Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Dagegen findet sich eine verfahrensseitige Lösung der gestellten Aufgabe im Anspruch 3. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen dargelegt.
  • Beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:
  • 1A einen Querschnitt durch eine herkömmliche nichtflüchtige Speichereinrichtung mit einfacher Stapelgatestruktur;
  • 1B ein Symbol einer herkömmlichen nichtflüchtigen Speicherzelle;
  • 2A ein Schaltungsdiagramm einer konventionellen nichtflüchtigen Spei chereinrichtung;
  • 2B ein Schaltungsdiagramm einer konventionellen nichtflüchtigen Speichereinrichtung mit einfacher Stapelgatestruktur ohne Metalldurchkontaktierungen;
  • 2C ein Schaltungsdiagramm einer konventionellen nichtflüchtigen Speichereinrichtung ohne Metalldurchkontaktierungen, wobei Source und Drain getrennt voneinander sind;
  • 3 eine Querschnittsansicht einer konventionellen nichtflüchtigen Speichereinrichtung vom Kanaltrennungs-Typ mit unterteilten Gates;
  • 4A einen Querschnitt durch eine konventionelle nichtflüchtige Speichereinrichtung vom Kanaltrennungs-Typ;
  • 4B einen Querschnitt durch eine konventionelle nichtflüchtige Speichereinrichtung, gesehen in Richtung der Kanalbreite von 4A;
  • 5A ein Schaltungsdiagramm einer nichtflüchtigen Speicherzelle in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
  • 5B eine Querschnittsansicht einer nichtflüchtigen Speichereinrichtung nach der Erfindung, dargestellt in Kanalrichtung;
  • 5C eine Querschnittsansicht einer nichtflüchtigen Speichereinrichtung nach der Erfindung, dargestellt in Richtung der Kanalbreite;
  • 6 ein Schaltungsdiagramm eines Arrays einer nichtflüchtigen Speichereinrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
  • 7 ein Layout des Arrays der nichtflüchtigen Speichereinrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung;
  • 8A eine Querschnittsansicht der nichtflüchtigen Speichereinrichtung, und zwar entlang der Linie I-I von 7;
  • 8B eine Querschnittsansicht der nichtflüchtigen Speichereinrichtung, und zwar entlang der Linie II-II von 7;
  • 8C eine Querschnittsansicht der nichtflüchtigen Speichereinrichtung, und zwar entlang der Linie III-III von 7;
  • 8D eine Querschnittsansicht der nichtflüchtigen Speichereinrichtung, und zwar entlang der Linie IV-IV von 7; und
  • 9A bis 9F Querschnittsdarstellungen zur Erläuterung der Herstellung der nichtflüchtigen Speichereinrichtung in Übereinstimmung mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung näher beschrieben. Dabei zeigt die 5A ein Schaltungsdiagramm einer nichtflüchtigen Speicherzelle, während die 5B einen Querschnitt durch eine nichtflüchtige Speichereinrichtung in Kanalrichtung zeigt. Die 5C ist dagegen ein Querschnitt durch eine nichtflüchtige Speichereinrichtung nach der Erfindung in Richtung der Kanalbreite.
  • Entsprechend der 5A, die ein Symbol einer nichtflüchtigen Speichereinrichtung darstellt, gehören zu einer Speicherzelle ein Floatinggate 38, ein Programmiergate 35 zur Lieferung von Ladungen zum Floatingate 38 zwecks Durchführung einer Programmierung, ein Steuergate 40 zur Einstellung einer Menge von Ladungen für das Floatinggate 38, ein Programmierstrompfad zum Auslesen oder Verifizieren (Überprüfen) einer Menge von Ladungsträgern für das Floatinggate 38 während der Programmierung, und ein Monitor- bzw. Überwachungsstrompfad zur Stromüberwachung zwischen Source und Drain.
  • Bei einer nichtflüchtigen Speichereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung werden Programmiergates 35 zu den elektrischen Feldeffekttransistoren hinzugefügt, zu denen ein Floatinggate 38, eine Wortleitung (Steuergate) 40, Source und Drain, sowie ein Kanalbereich zwischen Source und Drain gehören.
  • Entsprechend den 5A, 5B bzw. 6 weisen die Zellen Programmierleitungen 44 auf, die mit den Programmiergates 35 verbunden sind. Es sind mehrere EEPROM Zellen vorhanden, die Floatinggates 38, Steuergates 40 und Source/Drainbereiche aufweisen. Eine Mehrzahl von Wortleitungen 40, verbunden mit einer Mehrzahl von Steuergates in Spaltenrichtung, liegen unter vorbestimmtem Abstand zueinander in Zeilenrichtung. Mehrere Bitleitungen 33a und 33b, die unter vorbestimmtem Abstand in Spaltenrichtung zueinander angeordnet sind, erstrecken sich unter rechtem Winkel zu den Wortleitungen und sind jeweils mit Source- oder Drainbereichen verbunden. Mehrere Programmierleitungen 44 verlaufen parallel zu den Bitleitungen 33a und 33b. Im vorliegenden Fall wird eine Programmierleitung 44 für eine der Bitleitungen 33a oder 33b benötigt. Mehrere Programmiergates 35 sind mit den Programmierleitungen 44 verbunden, um jeweils benachbarte Floatinggates 38 zu programmieren. Jeder der mehreren in Matrixform angeordneten nichtflüchtigen Speicherzellenbereiche 45 ist vorgesehen für eine Wortleitung 40, eine Bitleitung 33a oder 33b und ein Programmiergate 35. Wie in 5C gezeigt, liegt hierbei ein Programmiergate 35 zwischen den Floatinggates 38.
  • Die 7 zeigt ein Layout des Arrays der nichtflüchtigen Speichereinrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung. Dabei ist 8A ein Querschnitt durch die nichtflüchtige Speichereinrichtung entlang der Linie I-I von 7, während 8B ein Querschnitt durch die nichtflüchtige Speichereinrichtung entlang der Linie II-II von 7 ist. 8C zeigt einen Querschnitt durch die nichtflüchtige Speichereinrichtung entlang der Linie III-III von 7, während die 8D einen Querschnitt durch die nichtflüchtige Speichereinrichtung entlang der Linie IV-IV von 7 zeigt.
  • Entsprechend der 7 ist eine Wortleitung 40 mit einem Steuergate (Wortleitung) 40 verbunden. Bitleitungen 33a und 33b sind in einem Halbleitersubstrat 31 begraben, wobei sie unter einem vorbestimmten Abstand zueinander liegen und unter rechtem Winkel zu der Wortleitung 40 verlaufen. Dabei ist der Leitungstyp der Bitleitungen 33a und 33b entgegengesetzt zu demjenigen des Halbleitersubstrats 31. Programmierleitungen 44 verlaufen unterrechtem Win kel zu den Wortleitungen 40. Ferner sind die Programmiergates 35 zwischen den Wortleitungen 40 und den Zellenbereichen in Matrixform angeordnet.
  • Der Aufbau einer nichtflüchtigen Speichereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im einzelnen erläutert. Gemäß den 5B und 8A, die jeweils Querschnittsansichten entlang einer Wortleitung 40 zeigen, werden im Array keine Kontaktöffnungen benötigt. Source- und Drainbereiche werden daher nicht gesondert benötigt, während vielmehr die Diffusionsbitleitungen 33a und 33b als Source- und Drainbereiche dienen. Die Bitleitungen erstrecken sich dabei unter rechtem Winkel zu den Wortleitungen 40 und liegen unter vorbestimmtem Abstand zueinander. Eine Isolationsoxidschicht 37 befindet sich auf den Bitleitungen 33a und 33b und erstreckt sich ebenfalls entlang der Bitleitungen 33a und 33b. Eine Gateoxidschicht 37a befindet sich ebenfalls auf den Bitleitungen 33a und 33b sowie zwischen den Isolationsoxidschichten 37. Floatinggates 38 sind auf den Gateoxidschichten 37a sowie zwischen den Isolationsoxidschichten 37 angeordnet. Ein dielektrischer Film 39 befindet sich auf den Floatinggates 38 und deckt diese auch seitlich ab. Wortleitungen (Steuergates) 40 verlaufen in einer Richtung auf den Floatinggates 38 und liegen auch auf den Isolationsoxidschichten 37, die ihrerseits auf den Bitleitungen 33a und 33b liegen. Dabei liegt zwischen den Wortleitungen 40 und den Floatinggates 38 der dielektrische Film 39. Eine Isolationsschicht 41 befindet sich auf den Wortleitungen 40, während Programmierleitungen 44 auf der Isolationsschicht 41 sowie oberhalb der Floatinggates 38 verlaufen. Dabei erstrecken sich die Programmierleitungen 44 senkrecht zu den Wortleitungen 40 und sind unter vorbestimmtem Abstand zueinander angeordnet.
  • Entsprechend den 5C und 8B verlaufen die Programmierleitungen 44 parallel zu den Bitleitungen 33a und 33b (siehe 7). Gateoxidschichten 37a befinden sich auf dem Halbleitersubstrat 31 und sind unter vorbestimmtem Abstand voneinander angeordnet. Floatinggates 38 liegen auf den Gateoxidschichten 37a. Feldoxidschichten 34, Programmiergates 35 und Pufferoxidschichten 36 liegen jeweils an beiden Seiten der Floatinggates 38. Dabei befinden sich außerdem Tunnelungsoxidschichten 37b an beiden Seiten eines jeden Programmiergates 35, wobei die Tunnelungsoxidschichten 37b in Vertikalrichtung gesehen zwischen den Feldoxidschichten 34 und den Pufferoxidschichten 36 zu liegen kommen. Die Vertikalrichtung steht hier senkrecht zur Substratoberfläche. Ein vorbestimmter Bereich der Pufferoxidschichten 36 ist weggeätzt, um Kontaktöffnungen zu erhalten. Ein dielektrischer Film 39, eine Wortleitung (Steuergate) 40 und eine Isolationsschicht 41 liegen der Reihe nach übereinander auf den Floatinggates 38. Isolationsseitenwandstücke 43 befinden sich an beiden Seiten der Isolationsschicht 41 und der Wortleitung (Steuergate) 40. Die Programmierleitung 44 steht über die genannten Kontaktöffnungen mit den Programmiergates 35 in elektrischer Verbindung.
  • Die 8C zeigt einen Querschnitt entlang einer Bitleitung 33a. Es handelt sich hier um eine begrabene Diffusionsbitleitung 33a, die sich in einer Richtung erstreckt und auf dem Halbleitersubstrat 31 liegt. Isolationsoxidschichten 37 und Feldoxidschichten 34 werden abwechselnd auf den Bitleitungen 33a gebildet. Dabei sind die Feldoxidschichten 34 dicker als die Isolationsoxidschichten 37. Wortleitungen 40 liegen abwechelnd auf der Isolationsoxidschicht 37.
  • Die 8D zeigt einen Querschnitt entlang einer Wortleitung 40. Begrabene Diffusionsbitleitung 33a und 33b liegen unter vorbestimmtem Abstand voneinander in einem Halbleitersubstrat 31. Eine Isolationsoxidschicht 37 befindet sich auf den Bitleitungen 33a und 33b. Eine Feldoxidschicht 34 liegt auf der gesamten Oberfläche. Programmiergates 35 befinden sich auf der Feldoxidschicht 34 und liegen ebenfalls in vorbestimmtem Abstand zueinander. Programmierleitungen 44 stehen in Kontakt mit den Programmiergates 35, und zwar in vorbestimmten Bereichen der Programmiergates 35.
  • Nachfolgend wird die Herstellung einer nichtflüchtigen Speichereinrichtung nach der Erfindung mit dem zuvor beschriebenen Aufbau näher erläutert.
  • Die 9A bis 9F zeigen Querschnittsansichten zur Verdeutlichung der Herstellungsschritte. Die Darstellungen links sind jeweils Querschnitte entlang einer Wortleitung 40, während die Darstellungen rechts Querschnitte entlang einer Programmierleitung 44 sind. In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden die Programmiergates vor der Herstellung der Floatinggates ausgebildet, so daß die Programmiergates unterhalb der Floatinggates zu liegen kommen. Die Programmierung erfolgt daher durch Seitenwände der Programmiergates hindurch.
  • Entsprechend der 9A wird zunächst ein Photoresistfilm 32 auf ein p-Typ Halbleitersubstrat 31 aufgebracht und anschließend selektiv durch Belichtung und Entwicklung strukturiert, um das Halbleitersubstrat 31 bereichsweise freizulegen. Unter Verwendung des Photoresistmusters 32 als Maske werden n-Typ Verunreinigungsionen in relativ hoher Zahl in das freigelegte Halbleitersubstrat 31 implantiert, um eine Mehrzahl von Bitleitungen 33a und 33b zu erhalten. Die Bitleitungen 33a und 33b werden anschließend weiter durch Diffusion in das Halbleitersubstrat 31 getrieben, um begraben zu werden.
  • Alternativ hierzu können bei hoher Temperatur und niedrigem Druck Abstandsstücke niedergeschlagen werden (HLD-Abstandsstücke), um eine laterale Diffusion der n+-Diffusionsbitleitungen 33a und 33b zu verhinden, die als Sourcebereich und Drainbereich dienen. Im Anschluß an die Herstellung der Abstandsstücke werden dann die n-Typ Ionen in das Halbleitersubstrat implantiert und durch Diffusion weiter in das Substrat hineingetrieben, um die Bitleitungen 33a und 33b zu erhalten.
  • Entsprechend der 9B wird der verbleibende Photoresistfilm 32 entfernt.
  • Danach werden der Reihe nach aufeinanderliegend eine erste Oxidschicht, eine erste Polysiliciumschicht und eine zweite Oxidschicht auf die Substratoberfläche aufgebracht, wobei die so erhaltene Struktur schließlich durch einen Photoresistfilm abgedeckt wird. Nach Belichtung und Entwicklung des Photoresistfilms erfolgt ein Ätzprozeß, um die erste Oxidschicht, die erste Polysiliciumschicht und die zweite Oxidschicht selektiv wegzuätzen, so daß auf diese Weise Feldoxidschichten 34, Programmiergates 35 und Pufferoxidschichten 36 erhalten werden, die aufeinander liegen und zwischen den Bitleitungen 33a und 33b angeordnet sind. Zu dieser Zeit liegen die Feldoxidschichten 34, die Programmiergates 35 und die Pufferoxidschichten 36 unter rechtem Winkel zu den Bitleitungen 33a und 33b. Die geätzten Feldoxidschichten 34, die Programmiergates 35 und die Pufferoxidschichten 36 bilden eine erste Leitung. Die Bereiche außerhalb der Feldoxidschichten 34 und der n+ Bitleitungen 33a und 33b dienen als Kanalbereiche.
  • Entsprechend der 9C erfolgt ein thermischer Oxidationsprozeß auf der gesamten Oberfläche der so erhaltenen Struktur zwecks Bildung von Gateoxid schichten 37a. Ist der thermische Oxidationsprozeß beendet, so liegen dickere Isolationsschichten 37 auf den Bitleitungen 33a und 33b, da die Bitleitungen 33a und 33b durch starke Dotierung gebildet worden sind. Die Oxidschicht 37 kann als Ätzstoppschicht verwendet werden, und zwar in einem nachfolgenden Prozeß zur Ätzung einer zweiten Polysiliciumschicht.
  • Nachdem der thermische Oxidationsprozeß zur Bildung der Gateoxidschichten 37a beendet ist, sind auch die Seiten der Programmiergates 35 oxidiert, die zwischen den zweiten Feldoxidschichten 34 und den Pufferoxidschichten 36 liegen, so daß an beiden Seiten der Programmiergates 35 Tunnelungsoxidschichten 37b vorhanden sind, die zur Programmierung dienen. Durch diese Tunnelungsoxidschichten 37b können beim Programmiervorgang Ladungsträger hindurchtunneln.
  • Anschließend wird eine zweite Polysiliciumschicht niedergeschlagen, um die aktiven Bereiche zwischen der Isolationsoxidschicht 37 und der Feldoxidschicht 34 auszufüllen. Danach erfolgt ein Rückätzen zur Beseitigung der zweiten Polysiliciumschicht auf der Feldoxidschicht 34, dem Programmiergate 35 und der Pufferoxidschicht 36. Im Ergebnis werden zweite elektrisch leitfähige Leitungen für Floatinggates 36 erhalten, und zwar zwischen den ersten Leitungen.
  • Gemäß 9D werden unter Verwendung einer Maske parallel zu den Bitleitungen zwischen den Bitleitungen 33a und 33b die zweiten Leitungen mit der Pufferoxidschicht 36, der ersten Polysiliciumschicht unter der zweiten Polysiliciumschicht oberhalb der Bitleitungen 33a und 33b anisotrop geätzt, um Programmiergates 35 und Floationggates 38 zu erhalten, die in Matrixform angeordnet sind. Danach wird ein dielektrischer Film 39 auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats 31 gebildet, um die Floatinggates 38 abzudecken. Der dielektrische Film 39 kann dabei aus einem Oxid oder aus einer Oxid/Nitrid/Oxid-(ONO)-Struktur bestehen. Anschließend werden eine dritte Polysiliciumschicht und eine Isolationsschicht 41 in dieser Reihenfolge auf die gesamte Oberfläche aufgebracht.
  • Entsprechend der 9E werden die dritte Polysiliciumschicht und die Isolationsschicht 41 unter rechtem Winkel zu den Bitleitungen 33a und 33b aniso trop geätzt, um die aktiven Bereiche zwischen den Isolationsoxidschichten 37 und den Feldoxidschichten 34 abzudecken. Auf diese Weise werden die Wortleitungen (Steuergates) 40 erhalten. Danach wird eine Oxidschicht auf die Wortleitungen 40 und die Isolationsschicht 41 aufgebracht und anschließend anisotrop geätzt, um Seitenwandstücke 43 an beiden Seiten der Isolationsschicht 41 und der Wortleitung 40 zu erhalten. Gleichzeitig werden die Pufferoxidschichten 36 auf den Programmiergates 35 weggeätzt, um Kontaktöffnungen 42 auf den Programmiergates 35 zu erhalten.
  • Gemäß 9F wird sodann auf die gesamte Oberfläche eine Metallschicht oder eine Polysiliciumschicht aufgebracht, um die Programmiergates 35 zu kontaktieren, die sich auf den Feldoxidschichten 34 befinden. Die Polysiliciumschicht oder die Metallschicht wird anisotrop geätzt, und zwar parallel zu den Bitleitungen 33a und 33b, um Programmierleitungen 44 zu erhalten. Dabei wird lediglich eine Polysiliciumschicht bzw. eine Programmierleitung 44 für eine Bitleitung 33a oder 33b benötigt. Darüber hinaus wird nur ein Programmiergate 35 für zwei Zellen benötigt. Die Programmierleitung 44 liegt auch auf jedem anderen Programmiergate 35 auf der Feldisolationsschicht 34.
  • Nachfolgend wird der Betrieb der nichtflüchtigen Speichereinrichtung nach der Erfindung mit dem obigen Aufbau näher beschrieben.
  • Zunächst sei darauf hingewiesen, daß der Programmierbetrieb und der Monitor- bzw. Überwachungsbetrieb zur selben Zeit durchgeführt werden. Eine aus den Zellbereichen 45 ausgewählte Zelle wird also gleichzeitig programmiert und überwacht. Der Überwachungs- bzw. Monitorvorgang kann auch als Lesevorgang bezeichnet werden, so daß eine ausgewählte Zelle beim Programmieren gleichzeitig ausgelesen wird. Spannungen werden an eine Wortleitung 40 und an eine Bitleitung 33a oder 33b gelegt, die unter rechtem Winkel zur Wortleitung 40 verläuft. Beispielsweise wird eine positive Spannung von 8 V und eine positive Spannung von 1 V an die Wortleitung bzw. an die Bitleitung 33a oder 33b für den Lesebetrieb gelegt. Eine auf Erdpotential liegende Spannung wird an die Bitleitung 33a oder 33b an der anderen Seite der ausgewählten Zelle angelegt (siehe 6A).
  • Durch die vorhergehende Auswahl zur Programmierung gelangen Vorspannun gen an die Wortleitungen 40 und an die unter rechtem Winkel zu den Wortleitungen 40 verlaufenden Programmierleitungen 44 durch die Tunnelungsoxidschichten 37b der Programmgates hindurch, so daß Ladungsträger durch die Tunnelungsoxidschichten 37b hindurchtunneln können.
  • Ist dabei die Zelle ein n-Kanal, so sollte eine positive Spannung von +8 V und eine negative Spannung von –8 V an die Wortleitung 40 bzw. an die Programmierleitung 44 angelegt werden, da in diesem Fall Elektronen von den Programmiergates 35 in die Floatinggates 38 injiziert werden müssen. Geeignete Spannungen werden an die nicht ausgewählte Wortleitung 40 bzw. Programmierleitung 44 angelegt, um Störungen bei den nicht ausgewählten Zellen zu vermeiden.
  • Ein Löschbetrieb kann durchgeführt werden über die Gateoxidschichten 37a zum Halbleitersubstrat 31 oder zu den Programmiergates 35. Wird der Weg über das Halbleitersubstrat 31 gewählt, so sollte die Gateoxidschicht 37a eine Dicke von 10 nm aufweisen, um ein gutes Tunnelungsverhalten der Gateoxidschicht 37a zu gewährleisten. Im Hinblick auf die Vorspannung sollte eine negative Spannung von –8 V oder eine auf Erdpotential liegende Spannung von 0 V an die Wortleitung (Steuergate) 40 angelegt werden und eine positive Spannung an die Bitleitung 33a oder 33b, die als Drain verwendet wird. Andererseits kann auch eine negative Spannung von –8 V oder eine auf Erdpotential liegende Spannung von 0 V an die Wortleitung (Steuergate) 40 angelegt werden und eine positive Spannung an das Halbleitersubstrat 31.
  • Erfolgt der Löschbetrieb über das Programmiergate 35, so sollten sowohl der Programmierbetrieb als auch der Löschbetrieb über das Programmiergate 35 durchgeführt werden. Dies erfordert jedoch eine hohe Zuverlässigkeit der Tunnelungsoxidschichten 37b.
  • Eine nichtflüchtige Speichereinrichtung nach der vorliegenden Erfindung und das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung dieser Speichereinrichtung weisen einige Vorteile auf. Zunächst einmal sei erwähnt, daß keine metallischen Durchkontaktierungen im Zusammenhang mit einfachen Stapelgatestrukturen erforderlich sind, so daß die nichtflüchtige Speichereinrichtung mit minimaler effektiver Größe hergestellt werden kann, was eine Erhöhung der Packungsdichte der Zellen ermöglicht. Andererseits werden die Floatinggates nach der Erfindung durch einen Rückätzprozeß erzeugt, so daß sich die Anzahl der verwendeten Masken reduzieren läßt. Dies vereinfacht den Gesamtherstellungsprozeß. Ferner ist eine Programmierleitung pro Programmiergate vorhanden, so daß sich beim Programmieren Kopplungen zwischen den Programmiergates und den Floatinggates reduzieren lassen. Zudem sind die Bitleitungen im Halbleitersubstrat begraben, so daß sie sich als Source und Drain einer Zelle verwenden lassen. Nicht zuletzt werden die Tunnelungsoxidschichten zur Programmierung gleichzeitig mit einem thermischen Oxidationsprozeß hergestellt, der zur Bildung von Gateoxidschichten dient, wodurch sich ebenfalls der Gesamtherstellungsprozeß vereinfacht.

Claims (10)

  1. Nichtflüchtige Speichereinrichtung mit: – einer Mehrzahl von EEPROM-Zellen, die Floatinggates (38), Steuergates (40) und Source-/Drainbereiche aufweisen; – einer Mehrzahl von in Zeilenrichtung liegenden Wortleitungen (40), die mit den Steuergates (40) verbunden sind und einen vorbestimmten Abstand voneinander aufweisen; – einer Mehrzahl von in Spaltenrichtung liegenden Bitleitungen (33a und 33b), die mit den Source-/Drainbereichen verbunden sind und unter rechtem Winkel zu den Wortleitungen (40) ausgebildet sind; – einer Mehrzahl von Programmierleitungen (44), die parallel zu den Bitleitungen (33a und 33b) angeordnet sind; und – einer Mehrzahl von Programmiergates (35), die mit den Programmierleitungen (44) verbunden sind und die zur Programmierung der Floatinggates (38) benachbart zu diesen liegen, wobei jedem Floatinggate (38) in Spaltenrichtung jeweils zwei einem Floatinggate (38) zugeordnete Programmiergates (35) derselben Programmierleitung (44) zugeordnet sind.
  2. Nichtflüchtige Speichereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Programmierleitung (44) zwischen einem Paar von benachbarten Bitleitungen (33a und 33b) verläuft.
  3. Verfahren zur Herstellung einer nichtflüchtigen Halbleiterspeichereinrichtung, mit folgenden Schritten: – Bildung von Bitleitungen (33a und 33b) eines zweiten Leitungstyps in einer Richtung unterhalb einer Oberfläche eines Halbleitersubstrats (31) eines ersten Leitungstyps sowie in einem vorbestimmten Abstand voneinander; – Anschließendes Aufbringen einer Feldoxidschicht (34), einer ersten leitenden Schicht (35) und einer Pufferoxidschicht (36) aufeinanderliegend auf der gesamten Substratoberfläche; – Bildung einer Mehrzahl von ersten, unter rechtem Winkel zu den Bitleitungen (33a und 33b) verlaufenden Stegen bestehend aus der Feldoxidschicht (34), der ersten leitenden Schicht für Programmiergates (35) und der Pufferoxidschicht (36), wobei die ersten Stege unter einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind; – Bildung einer Gateisolationsschicht (37a) auf dem freiliegenden Halbleiter substrat (31) und von Tunneloxidschichten (37b) an beiden Seiten der ersten leitenden Schicht (35) nach der Bildung der ersten Stege; – Bildung einer Mehrzahl von zweiten leitenden Stegen für Floatinggates (38) zwischen den ersten Stegen; – Selektives Entfernen der Pufferoxidschicht (36), der darunter liegenden ersten leitenden Schicht (35) und der dazwischen liegenden zweiten leitenden Stege zwecks Bildung einer Mehrzahl von Programmiergates (35) und einer Mehrzahl von Floatinggates (38) zwischen den Bitleitungen (33a und 33b); – Anschließende Bildung eines dielektrischen Films (39) auf der gesamten Oberfläche des Halbleitersubstrats (31) einschließlich der Floatinggates (38); – Aufbringen einer dritten leitenden Schicht und einer Kappenisolationsschicht (41) auf den dielektrischen Film (39) und selektives Entfernen der dritten leitenden Schicht und der Kappenisolationsschicht (41) zur Bildung einer Mehrzahl von Wortleitungen (40), die die Floatinggates (38) abdecken und unter rechtem Winkel zu den Bitleitungen (33a und 33b) verlaufen; – Bildung von isolierenden Seitenwandstücken (43) an beiden Seiten jeder Wortleitung (40); und – Anschließende Bildung von Kontaktöffnungen (42) oberhalb der Programmiergates (35) sowie Bildung einer Mehrzahl von parallel zu den Bitleitungen (33a und 33b) verlaufenden Programmierleitungen (44), die mit den Programmiergates (35) über die Kontaktöffnungen (42) verbunden sind.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bitleitungen (33a und 33b) dadurch in dem Halbleitersubstrat (31) begraben werden, dass Verunreinigungsionen vom zweiten Leitungstyp in das Halbleitersubstrat (31) implantiert werden und dass anschließend eine weitere Diffusion der Verunreinigungsionen erfolgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gateoxidschicht (37a), eine Isolationsoxidschicht (37) und die Tunneloxidschicht (37b) gleichzeitig durch einen thermischen Oxidationsprozeß erzeugt werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der dielektrische Film (39) aus einem Oxid oder aus einer Oxid/Nitrid/Oxid-(ONO)-Struktur besteht.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Programmiergates (35), die Floatinggates (38) und die Steuergates (40) aus Polysilicium hergestellt werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Gateoxidschicht (37) auf den Bitleitungen (33a und 33b) dicker als die Gateoxidschicht (37a) unterhalb der Floatinggates (38) ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der zweiten leitenden Stege eine zweite leitende Schicht auf die gesamte Oberfläche niedergeschlagen wird, um Lücken zwischen den ersten Stegen auszufüllen, und dass sie dann zurückgeätzt wird, um nur noch zwischen den ersten Stegen zu verbleiben.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für jeweils ein Paar benachbarter Bitleitungen (33a und 33b) jeweils eine Programmierleitung (44) hergestellt wird.
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