JP2005203801A - Improved method for programming electron on floating gate of nonvolatile memory cell - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、浮遊ゲートメモリセルの半導体メモリ配列を形成する自己整列法に関する。本発明は、上記型式の浮遊ゲートメモリセルの半導体メモリ配列にも関する。 The present application relates to a self-aligned method of forming a semiconductor memory array of floating gate memory cells. The invention also relates to a semiconductor memory array of floating gate memory cells of the type described above.
本出願は、2003年2月4日出願の同時係属出願第10/358,623号の一部継続出願であり、同出願は、2002年4月5日出願の米国仮特許出願第60/370,888号 “High Coupling Non-Volatile Trench Memory Cell”; 2002年7月2日出願の米国仮特許出願第60/393,696号 “Non-Volatile Trench Memory Cell and Method of Making Same”;及び、2002年7月23日出願の米国仮特許出願第60/398,146号 “Non-Volatile Memory Trench Cell With Buried Floating Gate”の恩典を主張し、上記各出願を全て参考文献として本願に援用する。 This application is a continuation-in-part of copending application No. 10 / 358,623 filed on Feb. 4, 2003, which is a US Provisional Patent Application No. 60/370 filed Apr. 5, 2002. 888, “High Coupling Non-Volatile Trench Memory Cell”; US Provisional Patent Application No. 60 / 393,696, filed July 2, 2002, “Non-Volatile Trench Memory Cell and Method of Making Same”; US Provisional Patent Application No. 60 / 398,146, filed Jul. 23, 2000, claims the benefit of “Non-Volatile Memory Trench Cell With Buried Floating Gate”, all of which are incorporated herein by reference.
浮遊ゲートを使用してその上に電荷を蓄えている不揮発性半導体メモリセル、並びに半導体基板に形成されたそのような不揮発性メモリセルのメモリ配列は、当技術では周知である。通常、このような浮遊ゲートメモリセルは、分割ゲート型又は積層ゲート型であった。 Nonvolatile semiconductor memory cells that use a floating gate to store charge thereon, and memory arrays of such nonvolatile memory cells formed on a semiconductor substrate are well known in the art. Usually, such a floating gate memory cell is a split gate type or a stacked gate type.
半導体浮遊ゲートメモリセルの製造可能性が直面している問題の1つは、ソース、ドレイン、制御ゲート、及び浮遊ゲートの様な各種構成要素の整列であった。半導体加工の集積に関するデザインルールが緩和され、最小のリソグラフィー造形が小さくなったことから、正確な整列の必要性がより重要になっている。各部品の整列が、半導体製品の製造の生産高を左右することにもなる。 One of the problems facing the manufacturability of semiconductor floating gate memory cells has been the alignment of various components such as the source, drain, control gate, and floating gate. The need for precise alignment has become more important as design rules for semiconductor processing integration have been relaxed and the smallest lithographic features have become smaller. The alignment of each part also determines the production output of semiconductor products.
自己整列は当技術では周知である。自己整列とは、段階的加工工程において造形同士が互いに自動的に整列するように、1つ又は複数の材料が関わる1つ又は複数の工程を処理する行為をいう。従って、本発明は、この自己整列の技術を使用して浮遊ゲートメモリセル型の半導体メモリ配列の製造を実現する。 Self-alignment is well known in the art. Self-alignment refers to the act of processing one or more processes involving one or more materials so that the features are automatically aligned with each other in a stepwise processing process. Accordingly, the present invention uses this self-aligned technique to realize the manufacture of a floating gate memory cell type semiconductor memory array.
1枚のウェーハ上のメモリセルの個数を最大化するために、メモリセル配列のサイズを縮小することが常に求められている。メモリセルを対で形成して、対毎に1つのソース領域を共有し、隣接するセルの対同士で共通のドレイン領域を共有するようにすると、メモリセル配列のサイズを小さくできることは周知である。しかしながら、配列内の大きな区域が、通常はドレイン領域へのビットライン接続に割かれている。ビットライン区域は、メモリセル対間の接点孔及びワード線スペーシングへの接点で占められていることが多く、これはリソグラフィー生成、接点整列、及び接点の完全性により大きく異なる。更に、ワード線トランジスタ用に非常に広い空間が割かれており、このワード線トランジスタのサイズは、リソグラフィー生成と接合スケーリングで設定される。 In order to maximize the number of memory cells on a single wafer, there is always a need to reduce the size of the memory cell array. It is well known that the size of the memory cell array can be reduced by forming memory cells in pairs, sharing one source region for each pair, and sharing a common drain region between adjacent pairs of cells. . However, a large area in the array is usually devoted to bit line connections to the drain region. Bit line areas are often occupied by contact holes between memory cell pairs and contacts to word line spacing, which vary greatly due to lithographic generation, contact alignment, and contact integrity. Furthermore, a very large space is reserved for the word line transistors, and the size of the word line transistors is set by lithographic generation and junction scaling.
従来、浮遊ゲートは、ファウラー−ノルドハイム・トンネルを強化するために、制御ゲートに面する鋭利なエッジを備えて形成されており、これを使って消去動作時に浮遊ゲートから電子を取り払う。鋭利なエッジは、通常、浮遊ゲートポリの上面に非均一に酸化又は部分エッチングを施すことにより形成される。しかしながら、浮遊ゲートの寸法が小さくなるにつれて、この鋭利なエッジをこの方法で形成するのが難しくなる。 Conventionally, the floating gate has been formed with a sharp edge facing the control gate to enhance the Fowler-Nordheim tunnel, which is used to remove electrons from the floating gate during an erase operation. Sharp edges are typically formed by non-uniform oxidation or partial etching on the top surface of the floating gate poly. However, as the size of the floating gate decreases, it becomes difficult to form this sharp edge in this manner.
メモリセル配列のプログラミング効率を改善する必要性も存在する。図10Aは、先行技術によるフラッシュメモリセル200の部分断面図を示している(米国特許第5,029,130号に開示されており、開示内容全体を参考文献として本願に援用する)。プログラミング時、領域210は接地電圧又は略接地電圧に保たれる。領域220には+10ボルト程度の高電圧が供給される。次いで、領域220の周りに空乏領域250が形成される。更に、領域220と浮遊ゲート230の間の高容量結合のために、浮遊ゲート230は約+7ボルトの電圧に「遭遇する」。閾値電圧よりも僅かに正の電圧、例えば+1.5ボルト程度が、制御ゲート240に印加される。制御ゲート240の電圧は浮遊ゲート230の電圧よりも低いので、浮遊ゲート230から基板260に磁力線が発生して、次いで磁力線は制御ゲート240に到る。正の電圧が制御ゲート240に印加されると、制御ゲート240の下方のチャネル領域の部分が「オンになる」、即ち逆転層280が形成される。電子は、ピンチオフ点295に達するまで、逆転層280の基板260表面付近の第1領域210から流れる。この点295で、電子は磁力線により加速される。しかしながら、電子を浮遊ゲート230に「注入する」ためには、第1領域210からの電子は、基板260内の不純物又は格子欠陥の何れかと衝突して(散乱して)、垂直方向の運動量を生成せねばならない。更に、酸化物とシリコンの間のエネルギーバリヤーに打ち勝てるだけの垂直速度を有する電子のみが、浮遊ゲート230に注入されることになる。その結果、逆転層280内の電子電流からの電子の非常に少ない割合(1000分の1程度)の電子しか、浮遊ゲート230に注入できるだけのエネルギーを持てないことになる。従って、このプログラミング機構では、散乱はプログラミング機構の必須要素である。
There is also a need to improve the programming efficiency of memory cell arrays. FIG. 10A shows a partial cross-sectional view of a prior art flash memory cell 200 (disclosed in US Pat. No. 5,029,130, the entire disclosure of which is incorporated herein by reference). During programming,
図10Bは、EPROMセル300を組み込んだ先行技術による別のプログラミング機構の例を示している。図10Aに示したフラッシュセル200に関する説明と同じく、プログラミングの間、第1領域210は接地電圧又は略接地電圧に保たれる。領域220には、+12ボルト程度の高電圧が供給される。次いで、第2領域220の周りに空乏領域250が形成される。制御ゲート240にも+12ボルト程度の高電圧が印加され、その結果、浮遊ゲート230は+7ボルトに「遭遇する」。浮遊ゲート230の電圧が空乏領域250の電圧よりも低いことから、空乏領域250から浮遊ゲート230に磁力線が発生する。更には、浮遊ゲートが約+7ボルトに「遭遇する」と、浮遊ゲート230の下方のチャネル領域の部分は「オンになり」、即ち逆転層280が形成される。電子は、ピンチオフ点295に達するまで、逆転層280内の基板260表面付近の第1領域210から流れ出る。この点295で、電子は磁力線により加速される。しかしながら、電子は実際には磁力線により基板260の表面から跳ね返される。その結果、電子は「下向き」に移動する。電子を浮遊ゲート230に「注入する」ためには、第1領域210からの電子は、基板260内の不純物又は格子欠陥の何れかと衝突して、垂直方向の運動量成分を生成せねばならない。1)基板内の反発磁場と、2)シリコン−酸化物インターフェースにおけるエネルギーバリヤーと、3)酸化物内の反発磁場とに打ち勝てるだけの初期垂直速度と、その後の垂直方向上向きの速度を有する電子だけが、浮遊ゲート230に注入されることになる。その結果、電子は、最初は実際には「下向き」に移動しているので、フラッシュセル200内の電子の割合より更に小さな割合の電子(逆転層280内の電子電流の十万分の1又は百万分の1)だけが、浮遊ゲート230に注入されるに足るエネルギーを持つことになる。従って、このプログラミング機構でも同様に、散乱がプログラミング機構に欠かせない構成要素である。
FIG. 10B shows an example of another prior art programming mechanism incorporating an
従って、本発明の1つの目的は、電子を蓄えるための浮遊ゲートを有する不揮発性メモリセルのプログラミング効率を改善するための方法を創出することである。 Accordingly, one object of the present invention is to create a method for improving the programming efficiency of a non-volatile memory cell having a floating gate for storing electrons.
メモリセル素子は基板の非平面部分に形成されることが知られている。例えば、米国特許第5,780,341号(オグラ)は、基板表面に段状チャネルが形成された数多くのメモリデバイス構成を開示している。段状チャネルの目的は、熱い電子をもっと効率的に浮遊ゲートに注入することであるが、上記メモリデバイスの設計では、メモリセル素子のサイズと形成、並びに効率的且つ信頼性の高い動作に求められる必要な作動パラメータ、を最適化するのが困難であるという点でなお不十分である。 It is known that memory cell elements are formed on non-planar portions of a substrate. For example, US Pat. No. 5,780,341 (Ogura) discloses a number of memory device configurations in which stepped channels are formed on the substrate surface. The purpose of the stepped channel is to inject hot electrons more efficiently into the floating gate, but the memory device design described above requires the size and formation of the memory cell elements as well as efficient and reliable operation. It is still insufficient in that it is difficult to optimize the required operating parameters.
プログラミング効率を強化しつつセルサイズを大幅に小型化した不揮発性の浮遊ゲート型メモリセル配列が必要とされている。 There is a need for a non-volatile floating gate memory cell array that has greatly reduced cell size while enhancing programming efficiency.
本発明では、プログラミング効率は、第1導電型式の半導体材料の基板内のメモリセルを使うこと、及び第2導電型式の基板内に間隔を空けて設けられた第1及び第2の領域を有していることによって生じる。基板内の第1と第2領域の間に、非共面チャネル領域が形成される。非共面チャネル領域には、第1部分と第2部分の2つの部分が存在する。導電性の制御ゲートは、チャネル領域の第1部分に隣接し且つこれから絶縁されて、そこに逆転層を作成するために設けられた部分を有している。浮遊ゲートは、チャネル領域の第2部分に隣接し且つこれから絶縁体によって絶縁されて、正電圧が浮遊ゲートに接続されたときには、浮遊ゲートに向かう磁力線を有する空乏領域を作成するために設けられた部分を有している。第1領域は逆転層に隣接しており、デバイスをプログラムする方法は、この逆転層を作成する段階を含んでいる。電子の流れは第1領域で生成され、電子はこの逆転層を横切る。電子は次いで空乏領域内で磁力線により加速され、散乱は殆ど或いは全く無く、電子は絶縁体を通して加速され、浮遊ゲートに注入されることになる。 In the present invention, the programming efficiency is achieved by using memory cells in a substrate of a first conductivity type semiconductor material and having first and second regions spaced apart in the second conductivity type substrate. It is caused by doing. A non-coplanar channel region is formed between the first and second regions in the substrate. In the non-coplanar channel region, there are two parts, a first part and a second part. The conductive control gate has a portion adjacent to and insulated from the first portion of the channel region to provide an inversion layer there. The floating gate is provided to create a depletion region adjacent to the second portion of the channel region and insulated from it by an insulator, and having a magnetic field line toward the floating gate when a positive voltage is connected to the floating gate. Has a part. The first region is adjacent to the inversion layer and the method of programming the device includes creating the inversion layer. An electron flow is generated in the first region and the electrons traverse this inversion layer. The electrons are then accelerated by magnetic field lines in the depletion region, with little or no scattering, and the electrons are accelerated through the insulator and injected into the floating gate.
本発明の方法を、図1Aから図1F、図2Aから図2Q(本発明のメモリセル配列を製作する加工工程を示す)、及び図3Aから図3Q(半導体構造の周辺領域を製作する際の加工工程を示す)に示している。本方法は、半導体基板10で始まり、この基板10は、P型が望ましく当技術では周知である。以下に説明する層の厚さは、デザインルール並びに加工技術の世代によって異なることになる。ここに説明しているものは、0.10ミクロン加工用のものである。しかしながら、当業者には理解頂けるように、本発明は特定の加工技術世代に限定されるものでも、以下に説明する何れの加工パラメータの特定の値に限定されるものでもない。
The method of the present invention is shown in FIGS. 1A to 1F, 2A to 2Q (showing the processing steps for fabricating the memory cell array of the present invention), and FIGS. 3A to 3Q (for fabricating the peripheral region of the semiconductor structure). Shows processing steps). The method begins with a
分離領域の形成
図1Aから図1Fは、基板上に分離領域を形成する周知のSTI法を示している。図1Aには、P型が好ましく、当技術では周知の半導体基板10(又は半導体井戸)の上面図を示している。基板上には第1及び第2の材料の層12、14を形成する(例えば、成長又は堆積させる)。例えば、第1層12は二酸化珪素(以下、酸化物)で、これを、基板10上に酸化又は酸化物堆積(例えば、化学蒸着即ちCVD法)の様な周知の技術で、厚さ約50Åから150Åに形成する。窒素ドープされた酸化物又は他の絶縁誘電体を使用してもよい。第2層14は、例えば窒化珪素(以下、窒化物)で、これを酸化物層12の上に、望ましくはCVD又はPECVD法で、厚さ約1000Åから5000Åに形成する。図1Bは、出来上がった構造の断面図を示している。
Formation of Isolation Regions FIGS. 1A-1F illustrate the well-known STI method of forming isolation regions on a substrate. FIG. 1A shows a top view of a semiconductor substrate 10 (or semiconductor well), preferably P-type, well known in the art.
第1及び第2層12/14が形成されると、適したフォトレジスト材料16が窒化物層14上に塗布され、図1Cに示すようにY方向又は列方向に伸びる或る一定の領域(ストライプ18)からフォトレジスト材料を選択的に除去するために、マスキング工程が行われる。フォトレジスト材料16が除去された箇所では、露出した窒化物層14と酸化物層12が、標準的なエッチング技術(例えば、異方性窒化物及び酸化物/誘電体エッチング処理)を使って、ストライプ18状にエッチング除去され、構造内にトレンチ20が形成される。隣接するストライプ18の間の距離Wは、使用される加工処理の最小リソグラフィー造形と同じほどに小さくできる。次いで、シリコンエッチング処理を用いて、図1Dに示すように、トレンチ20をシリコン基板10の中に掘り下げていく(例えば、約500Åから数ミクロンの深度まで)。フォトレジスト16が除去されない箇所では、窒化物層14と酸化物層12が維持される。図1Dに示す加工後の構造は、この時点では、活性領域22と分離領域24が交錯した構造を成している。
Once the first and
構造には更に加工が施され、残りのフォトレジスト16が除去される。その後、二酸化ケイ素の様な絶縁材料が厚い酸化物層を堆積させることによりトレンチ20内に形成され、次いで化学機械研磨即ちCMPエッチングが施され(窒化物層14をエッチング・ストップとして使用)、図1Eに示すように、トレンチ20内の酸化物ブロック26以外の酸化物層が除去される。その後、残りの窒化物層及び酸化物層14/12が窒化物/酸化物エッチング処理を使って除去され、その結果、図1Fに示すように、分離領域24に沿って伸張するSTI酸化物ブロック26が残される。
The structure is further processed and the remaining
上記STI分離法は、分離領域24を形成する好適な方法である。しかしながら、周知のLOCOS分離法(例えば、リセスLOCOS、ポリバッファ式LOCOSなど)を代わりに用いてもよく、その場合は、トレンチ20が基板内へ伸張するわけではなく、絶縁材料が基板表面上のストライプ領域18に形成される。図1Aから図1Fは、基板のメモリセル配列領域を示しており、メモリセルの列が、分離領域24で分離されている活性領域22内に形成されることになる。なお、基板10は、メモリセル配列領域に形成されたメモリセルを作動させるために使用されることになる制御回路が形成される少なくとも1つの周辺領域28も含んでいる点に留意されたい。好適にも、上記の同じSTI又はLOCOS処理中に、周辺領域28にも分離ブロック26が形成される。
The STI isolation method is a suitable method for forming the
メモリセルの形成
図1Fに示す構造には、更に以下のように加工が施される。図2Aから図2Qは、図1Fの断面に直交する方向から見た(図1C及び図1Fの2A−2A線に沿う)活性領域22の構造の断面図を示し、図3Aから図3Qは、周辺領域28の構造の断面図を示しており、本発明の加工における次の工程が両方の領域で同時に行われる。
Formation of Memory Cell The structure shown in FIG. 1F is further processed as follows. 2A to 2Q show sectional views of the structure of the active region 22 (along the
先ず、絶縁層30(酸化物又は窒化物ドープされた酸化物が望ましい)が、図2A及び図3Aに示すように、基板10上に形成される。基板10の活性領域部分は、メモリデバイスのセル配列部分を周辺領域28に対してより独立して制御できるようにするため、この時点でドープされる。このようなドーピングは、しばしばVt注入又はセル井戸注入と呼ばれ、当技術では周知である。この注入時、周辺領域は、構造全体を覆って堆積させ基板のメモリセル配列領域だけから除去されたフォトレジスト層で保護されている。
First, an insulating layer 30 (preferably an oxide or nitride doped oxide) is formed on the
次に、窒化物などの硬いマスク材料32の厚い層が酸化物層30上に形成される(例えば、厚さ3500Åまで)。窒化物層32上にフォトレジスト(マスキング)材料を塗布し、次いでマスキング工程を行ってフォトレジスト材料を選択された平行なストライプ領域から除去することにより、窒化物層32内に複数の平行な第2トレンチ34が形成される。異方性窒化物エッチングを用いて、このストライプ領域の窒化物層32の露出した部分を除去すると、酸化物層30へ下向きに伸張し酸化物層30を露出する第2トレンチ34が残る。フォトレジストを除去した後、異方性酸化物エッチングを用いて、酸化物層30の露出した部分を取り除き、第2トレンチ34を基板10まで下に伸張させる。次に、シリコン異方性エッチング処理を用いて、第2トレンチ34を、各活性領域22において基板10内へと下に伸張させる(例えば、造形約1個分の深度まで、例えば0.15um技術では約500Åから数ミクロンまで)。或いは、フォトレジストは、トレンチ34が基板10内へと形成された後、除去してもよい。加工後の活性/周辺領域22/28を図2B/3Bに示している。
Next, a thick layer of
次に、第2トレンチ34内の露出したシリコンに沿って絶縁材料36の層を(望ましくは、熱酸化又はCVD酸化処理を用いて)形成するが、これが第2トレンチ34の底部及び下部側壁となる(例えば、厚さ60Åから150Åまで)。次に、構造を覆って第2トレンチ34を埋めるポリシリコンの厚い層38(以後、ポリ)を形成する。ポリ層38は、イオン注入、又は現場ドープ・ポリ処理により、ドープされる(例えば、n+)。加工後の活性/周辺領域22/28を図2C/3Cに示している。
Next, a layer of insulating
ポリ・エッチング処理(例えば、窒化物層32をエッチング・ストップとして使用したCMP処理)を用いて、ポリ層を、ポリシリコン38のブロック40を除いて除去し、その部分はそのまま第2トレンチ内に残される。次いで、制御されたポリ・エッチングを使ってポリブロック40の高さを低くするが、その際ポリブロック40の上面は、図2D/3Dに示すように、基板の表面よりも上にあり、分離領域24のSTIブロック26の上面よりも下にある。
Using a poly etch process (e.g., a CMP process using the
次に、図2Eに示すように、ポリブロック40の上面に(第2トレンチの側壁に隣接して)傾斜部42を作るため、再度随意的にポリ・エッチングを行う。次いで、傾斜部分42の先端を成形又は際立たせるために熱酸化処理を行い、図2Fに示すように、ポリブロック40の露出した表面を酸化する(上に酸化物層46を形成する)。次に、第2トレンチ34の側壁に沿って酸化物スペーサ48を形成する。スペーサの形成は当技術では周知であり、構造の輪郭を覆って材料を堆積させることを含んでおり、これに続いて異方性エッチング処理を行い、それにより材料を構造の水平面から除去するが、一方で(丸みを帯びた上面を有する)構造の縦方向に向いた面では材料は大部分そのまま残る。構造上に酸化物を(例えば、300Åから1000Åの厚さ)堆積させ、次いで異方性酸化物エッチングを行うことにより、スペーサ48が形成される。酸化物エッチングにより、第2トレンチ34それぞれの酸化物層46の中央部分も除去される。周辺領域28は影響を受けずそのまま残る。加工後の活性/周辺領域22/28を図2G/3Gに示している。
Next, as shown in FIG. 2E, poly etching is optionally performed again to form an
次に、異方性ポリ・エッチングを何らかの酸化物エッチング(トレンチ34に沿ってSTI酸化物の高さを調整するためのエッチング)と組み合わせて実施し、酸化物スペーサ48で保護されていないポリブロック40の中央部分を除去すると、図2Hに示すように、第2トレンチ34それぞれに1対の相対するポロブロック40aが残る。次に、絶縁層の堆積と異方性エッチバック処理を用いて、第2トレンチ34内側のポリブロック40aの露出した側面に沿って絶縁層50を形成する。絶縁材料は、どの様な絶縁材料でもよい(例えば、ONO、即ち酸化物/窒化物/酸化物、又は他の高誘電体材料)。望ましくは、絶縁材料を酸化物にして、酸化物の堆積/エッチング処理により酸化物スペーサ48の厚みも増すようにし、結果的に、図2I/3Iに示すように、各第2トレンチ34の底部の酸化物層36の露出した部分が除去され基板が露出するようにする。
Next, an anisotropic poly etch is performed in combination with some oxide etch (an etch to adjust the height of the STI oxide along the trench 34), and the polyblock not protected by the
適したイオン注入は、基板がP型かN型かで違うが、砒素、リン、ホウ素、及び/又はアンチモン(そして恐らくはアニール)を含んでおり、このイオン注入を構造の表面に亘って施し、露出した基板部分の第2トレンチ34の底部に第1(ソース)領域52を形成する。ソース領域52は、第2トレンチ34と自己整列し、基板の第1導電型式(例えばP型)とは異なる第2導電型式(例えばN型)を有する。イオンは窒化物層32に何ら大きな影響を与えない。加工後の活性/周辺領域22/28を図2J/3Jに示している。
Suitable ion implantation depends on whether the substrate is P-type or N-type, but includes arsenic, phosphorus, boron, and / or antimony (and possibly annealing), and this ion implantation is performed across the surface of the structure, A first (source)
ポリ堆積工程並びにその後のポリCMPエッチング(エッチングストップとして窒化物層32を使用)を用いて、図2Kに示すように第2トレンチ34をポリブロック54で満たす。次いで窒化物エッチングを行って窒化物32を除去し、ポリブロック40aの上縁部を露出させる。次に、熱酸化と酸化物堆積の一方又は両方により、ポリブロック40aの露出した上縁部上にトンネル酸化物層56を形成する。この酸化物形成工程により、ポリブロック54の露出した上面上にも酸化物層58が形成されると共に、恐らくは基板10上の酸化物層30も厚みを増すことになる。この時点で、活性領域22をマスキングすることにより、周辺領域28に随意的Vt注入を実施してもよい。加工後の活性/周辺領域22/28を図2L/3Lに示す。
Using a poly deposition process and subsequent poly CMP etch (using
酸化物層30は、活性領域内のメモリセル及び周辺領域内の制御回路の両方に対してゲート酸化物として働く。各デバイス毎に、ゲート酸化物の厚さによってその最大動作電圧が決まる。従って、制御回路の幾つかがメモリセル又は制御回路の他のデバイスと異なる電圧で作動するのが望ましい場合、ゲート酸化物32の厚さを加工中のこの時点で変更する。限定ではなく一例を挙げると、フォトレジスト60を構造上に形成し、次いで、周辺領域のフォトレジスト部分を選択的に除去するためのマスキング工程を行い、酸化物層30の部分を露出させる。酸化物層30の露出した部分は、図2M/3Mに示すように、(例えば、制御されたエッチングを用いて)肉薄にし、又は(例えば、酸化物エッチング及び酸化物堆積で)所望の厚さの酸化物層30aに置き換えられる。
The
フォトレジスト60の除去後、ポリ堆積工程を使って、構造上に(例えば、約500Åから300Åの厚さの)ポリ層62を形成する。次にフォトレジスト堆積及びマスキング工程が続き、図2N/3Nに示すように、周辺領域28のポリ層上にフォトレジスト64のブロックを形成する。次いで、異方性ポリ・エッチングを用いて、(周辺領域28の)フォトレジストブロック64の下のポリブロック66、及び(活性領域22の)酸化物スペーサ48に隣接するポリスペーサ68を除き、ポリ層62を除去する。適したイオン注入(及びアニール)を使って、領域内のデバイス用として、基板活性領域に第2(ドレイン)領域70と基板周辺領域28にソース・/ドレイン領域72/74を形成する。加工後の活性/周辺領域22/28を図2O/3Oに示す。
After removal of the
次いでフォトレジストブロック64が除去された後、絶縁材料堆積と異方性エッチング(例えば、窒化物又は酸化物)により絶縁スペーサ76が形成され、ポリスペーサ68、酸化物スペーサ48、及びポリブロック66に当たるように設けられる。次いで金属蒸着工程を行い、タングステン、コバルト、チタニウム、ニッケル、プラチナ、又はモリブデンの様な金属を活性領域及び周辺領域22/28上に堆積させる。次に、構造をアニール処理し、高温の金属が流れてポリスペーサ68とポリブロック66の露出した上部に浸透し、そこに金属化ポリシリコン78(ポリサイド)の導電層を形成するようにする。残りの構造部分に堆積した金属を、金属エッチング処理で取り除く。加工後の活性/周辺領域22/28を図2P/3Pに示している。
Then, after the
その後、構造全体を覆ってBPSG又は酸化物の様な絶縁材料80を形成する。ドレイン領域70/74上のエッチング区域を画定するためにマスキング工程を行う。絶縁材料80は、ドレイン領域70/74へと下に伸びる接点孔を作るために、マスクされた領域で選択的にエッチングされる。次に接点孔には導電体金属(例えば、タングステン)が充填され、ドレイン領域70/74と電気的に接続された金属接点部82が形成される。絶縁材料80上に金属マスキングを施すことにより、ドレイン線接点部84/86(例えば、アルミニウム、銅など)を、活性及び周辺領域22/28それぞれに加えて、各活性領域22内の全ての接点82(従って全てのドレイン領域70)を一体に接続し、周辺領域28内の複数のドレイン領域74を一体に接続する。最終的な活性領域メモリセル構造を図2Qに示し、最終的な周辺領域制御回路構造を図3Qに示す。
Thereafter, an insulating
図2Qに示すように、本発明の加工処理では、メモリセルがポリブロック54の各側に形成されたミラー形状のメモリセルの対が形成される。メモリセル毎に、第1及び第2領域52/70が、それぞれソース領域とドレイン領域を形成する(しかしながら、当業者には承知のように、ソースとドレインは動作時には入切り替わることがある)。ポリブロック40aは浮遊ゲートを構成し、ポリスペーサ68は制御ゲートを構成する。各メモリセル毎のチャネル領域90は、基板の表面部分に画定され、ソースとドレイン52/70の間に存在する。各チャネル領域90は、略直角に接合された2つの部分を含んでおり、その第1(垂直方向)部分92は充填された第2トレンチ34の垂直壁に沿って伸張し、第2(水平方向)部分94は充填された第2トレンチ34の側壁とドレイン領域70の間に伸張している。メモリセルの各対は、充填された第2トレンチ34の下に配置されポリブロック54と電気的に接触している共通のソース領域52を共有している。同様に、各ドレイン領域70は、メモリセルの別々のミラーセットの隣接するメモリセル同士の間に共有されている。
As shown in FIG. 2Q, in the processing of the present invention, a pair of mirror-shaped memory cells in which memory cells are formed on each side of the
図4は、ビットライン84とドレイン領域70の間の相互接続、並びに活性領域と分離領域22/24の両方を横切って伸張する制御(ワード)線として連続的に形成されている制御ゲート68を示す加工後の構造の上面図である。上記加工では、分離領域24を横切って伸張するソース領域52は作られない(これは、深部注入により、又はイオン注入前に第2トレンチ34の分離領域部分からSTI絶縁材料を除去することにより容易に行える)。しかしながら、ポリブロック54(ソース領域52と電気的に接触している)は、分離領域を横切って隣接する活性領域まで連続的に形成され、ソースラインを成し、各ソースラインは対になったメモリセルの各行毎にソース領域52の全てと一体に電気的に接続している。
FIG. 4 shows a
浮遊ゲート40aは、第2トレンチ34内に配置され、各浮遊ゲートは、チャネル領域の縦部分92の1つ、ソース領域52の1つ、及びポリブロック54の1つに面し、且つそれらから絶縁されている。各浮遊ゲート40aは、基板表面の上方に伸張し制御ゲート68の1つに面し且つこれから絶縁されている縁部96で終端している上側部分を含んでおり、而して、酸化物層56を通るファウラー−ノルトハイム・トンネル用の経路を提供している。ポリブロック54は、それぞれ浮遊ゲート44aに沿って伸張し、且つそれらから(酸化物層50で)絶縁されており、その間の電圧結合の強化を図っている。何れの制御ゲートと何れの浮遊ゲートの間でも垂直方向の重なりは最大でも部分的にすることが重要であり、そうすると、相互間の過剰な容量結合によって以下に説明するメモリセルの動作が妨げられることはない。これは、制御ゲートと浮遊ゲートの間に少しでも垂直方向の重なりがあると、制御ゲートは浮遊ゲートと(垂直方向に)完全に重なるだけ(水平方向に)伸張することはないことを意味している。
A floating
メモリセルの動作
メモリの動作についてこれより説明する。このようなメモリの動作及び動作理論については米国特許第5,572,054号にも記載されており、その開示内容を、浮遊ゲートと制御ゲートを有する不揮発性メモリセルの動作及び動作理論、浮遊ゲート対制御ゲートのトンネル効果、及びこれにより形成されたメモリセルの配列に関する参考文献として本願に援用する。
Operation of Memory Cell The operation of the memory will now be described. The operation and operation theory of such a memory are also described in US Pat. No. 5,572,054, the disclosure of which includes the operation and operation theory of a nonvolatile memory cell having a floating gate and a control gate, floating This is incorporated herein by reference as a reference for the tunneling effect of the gate-to-control gate and the arrangement of the memory cells formed thereby.
初めに、所与の活性領域22内の選択されたメモリセルを消去するために、接地電位をそのソース52とドレイン70の両方に印加する。正の高電圧(例えば、+7から+15ボルト)を制御ゲート68に印加する。浮遊ゲート40aの電子は、ファウラー−ノルトハイムのトンネル機構により誘導されて、浮遊ゲート40aの上端から(主に縁部96から)酸化物層56を通り制御ゲート68まで進むので、浮遊ゲート40aが正の電荷を帯びることになる。トンネル効果は縁部96が鋭利なことにより強化される。なお、制御ゲート68は、それぞれ、連続した制御(ワード)線として活性及び分離領域を横切って伸張しているので、各活性領域内の1つのメモリセルが同時に「消去」される。
Initially, a ground potential is applied to both its
選択されたメモリセルをプログラムする場合は、そのドレイン領域70に低電圧(例えば0.5から2.0V)を印加する。MOS構造の閾値電圧に近い正電圧レベル(ドレインノード70より約+0.2から1ボルト高い程度)が、その制御ゲート68に印加される。正の高電圧(例えば、5から10ボルト程度)がそのソース領域52に印加される。浮遊ゲート40は、ソース領域52と同じ電圧電位であるポリブロック54に高容量結合されているので、浮遊ゲート40は+4から+8ボルト程度の電圧電位に「遭遇」する。これにより、基板10に深い空乏領域250が形成される。更に、浮遊ゲート40の電圧は制御ゲート68の電圧よりも高いので、図10Cに示すように、磁力線が浮遊ゲート40から制御ゲート68へと放射される。更に、制御ゲート68には正電圧が印加されるので、基板10には逆転層280が形成される。逆転層280はドレイン領域70に繋がっている。すると、プログラム電子の流れ(周知のように、電流は電子の流れと逆方向に流れる)がドレイン領域70に発生する。電子は逆転層280を通ってピンンチオフ点295に到る。ピンチオフ点295は空乏領域250に又はその内側にあるが、このピンチオフ点295で、電子は浮遊ゲート40からの磁力線により加速される。図10Cから分かるように、浮遊ゲート40から制御ゲート68に向けて磁力線40が発生するので、電子は磁力線の全体的方向と同じ方向に単純に加速される。電子は、加速されてエネルギーを得るので、十分なエネルギーを持った電子が絶縁層36を横切って浮遊ゲート40に注入されることになる。従って、先行技術によるプログラミング機構とは違って、空乏領域250の電子は、浮遊ゲート40の全体的方向に運動量成分を発生させるための散乱を必要としない。事実、散乱は、ピンチオフ点295からの電子に実際には浮遊ゲート40に向かう方向の運動量とエネルギーを失わせるので、望ましくない。この様に、本発明のプログラミング機構では、空乏領域の電子は、散乱が殆ど或いは全くない状態で、加速されて浮遊ゲート40に注入される。
When programming the selected memory cell, a low voltage (for example, 0.5 to 2.0 V) is applied to the
選択されなかったメモリセルについては、選択されたメモリセルを含んでいないメモリセル行/列のソース/ドレイン領域52/70及び制御ゲートに、低い又は接地電位が印加される。従って、選択された行と列のメモリセルしかプログラムされない。
For memory cells that are not selected, a low or ground potential is applied to the source /
浮遊ゲート40aに対する電子の注入は、浮遊ゲート40aの電荷の減少が、熱い電子を生成するための垂直チャネル領域部分92に沿う高い表面電位を維持できなくなるまで継続する。この時点で、浮遊ゲート40aの電子即ち負の電荷が、ドレイン領域70から浮遊ゲート40aへの電子の流れを低下させることになる。
The injection of electrons into the floating
最終的には、選択されたメモリセルを読み出すために、そのソース領域52に接地電位が印加される。読取電圧(例えば、0.5から2ボルトまで)がそのドレイン領域70に印加され、約1から4ボルト(装置の電源電圧により異なる)が制御ゲート68に印加される。浮遊ゲート40aが正に帯電している場合(即ち、浮遊ゲートが電子を放出している場合)には、(浮遊ゲート40aに直接隣接している)垂直チャネル領域部分92がオンになる。制御ゲート68が読取電位まで上がると、(制御ゲート68に直接隣接している)水平チャネル領域部分94もオンになる。こうして、チャネル領域90全体がオンになり、電子がソース領域52からドレイン領域70に流れるようになる。この感知された電流が「1」の状態となる。
Finally, a ground potential is applied to the
一方、浮遊ゲート40aが負に帯電している場合、垂直チャネル領域部分92は弱くオンになるか全面的に閉止されるかの何れかとなる。制御ゲート68とドレイン領域70が読取電位まで上がっても、電流は、垂直チャネル領域部分92を通って殆ど又は全く流れない。この場合、電流は「1」状態に比較して非常に低いか、又は電流が一切存在していないかの何れかである。この様にして、メモリセルは感知され「0」の状態でプログラムされる。選択されていない列及び行のソース/ドレイン領域52/70と制御ゲート68には接地電位が印加されるので、選択されたメモリセルだけが読取られる。
On the other hand, when the floating
メモリセル配列は、当技術では周知の、従来型の行アドレスデコーディング回路、列アドレスデコーディング回路、感知増幅回路、出力バッファ回路、及び入力バッファ回路を含む周辺回路類を含んでいる。 The memory cell array includes peripheral circuitry including well-known row address decoding circuits, column address decoding circuits, sense amplifier circuits, output buffer circuits, and input buffer circuits, as is well known in the art.
本発明は、小型化され優れたプログラム効率を備えたメモリセル配列を提供する。ソース領域52が基板10の内部に埋め込まれ、第2トレンチ34と自己整列するので、メモリセルのサイズを大幅に縮小でき、リソグラフィー生成時の制限、接点整列、及び接点の完全性により空間が無駄になることはない。各浮遊ゲート40aは、プログラム動作時のトンネル効果電子を受け取るため、及び読取動作時に垂直チャネル領域部分92をオンにするために、基板内に形成された第2トレンチ34に設けられた下側部分を有している。各浮遊ゲート40aは、更に、消去動作時のファウラー−ノルドハイム・トンネル効果のために、基板内に形成された第2トレンチから伸張し制御ゲートに面する縁部で終端している上側部分も有している。
The present invention provides a memory cell array that is miniaturized and has excellent program efficiency. Since the
プログラム効率は、本発明の方法では、浮遊ゲートから発生する磁力線により加速されている電子により、且つ電子に運動量又はエネルギーを失わせてしまう衝突イオン化が殆ど或いは全くないことによって、大幅に上がる。図10Aに示す先行技術における装置の推定されるプログラム効率(総電子数に対する注入電子の個数)は、約1/1000と推定される。しかしながら、本発明では、プログラム効率は10倍或いは100倍にも改善され、殆ど全ての電子が浮遊ゲートに注入される。 Program efficiency is greatly increased in the method of the present invention by the electrons being accelerated by the magnetic field lines generated from the floating gate and little or no impact ionization that causes the electrons to lose momentum or energy. The estimated program efficiency (number of injected electrons with respect to the total number of electrons) of the prior art device shown in FIG. 10A is estimated to be about 1/1000. However, in the present invention, the program efficiency is improved by 10 times or 100 times, and almost all electrons are injected into the floating gate.
本発明では、更に、各浮遊ゲート40aと、対応するソース領域52との間には、ポリブロック54(ソース領域52に電気的に接続されている)を介して強化された電圧結合が存在する。同時に、浮遊ゲート40aと制御ゲート68の間の電圧結合は比較的低い。更には、ソース領域52とドレイン領域70を垂直方向並びに水平方向に分離していることにより、セルのサイズに影響を及ぼすこと無く信頼性パラメータを容易に最適化することができる。
In the present invention, there is also an enhanced voltage coupling between each floating
第1の代わりの実施形態
図5Aから図5Jは、本発明のメモリセル配列を製作するための代わりの方法における活性領域22内の構造の断面図を示している。この第1の代わりの加工は、図2Aに示す構造で開始される。簡潔さを期して、上記第1の実施形態と共通している要素は同じ構成要素番号を使って示している。
First Alternative Embodiment FIGS. 5A through 5J show cross-sectional views of structures within
厚い窒化物層32(例えば、厚さ1000から10,000Å)を酸化物層30の上に形成する。窒化物層32の上にフォトレジスト材料を塗布し、次いでマスキング工程を実施して選択された平行なストライプ領域からフォトレジスト材料を除去することにより、窒化物層32内に平行な第2トレンチ34を形成する。異方性窒化物エッチングを用いて、ストライプ領域内の窒化物層32の露出した部分を除去し、酸化物層30まで下向きに伸張して酸化物層30を露出させる第2トレンチ34を形成する。フォトレジスト層を除去した後、酸化物堆積工程及びその後の酸化物異方性エッチング工程により第2トレンチ34内に酸化物スペーサ102を形成する。この酸化物エッチング工程中に、第2トレンチの底部中央の酸化物層30の部分も除去され、下層の基板10が露出する。加工後の構造を図5Aに示している。
A thick nitride layer 32 (eg, a thickness of 1000 to 10,000 か ら) is formed on the
シリコン異方性エッチング処理を使って、第2トレンチ34を、各活性領域22において基板10内へと下方に伸ばす(例えば、0.15um技術では、約500Åから数ミクロンの深さまで)。基板10内の第2トレンチ34の幅は、基本的に酸化物スペーサ102の間の間隔となる。次いで、構造の表面に亘って適したイオン注入を(及び多分アニールも)行って、第2トレンチ34の底部の露出した基板部分に第1(ソース)領域52を形成する。ソース領域52は、第2トレンチ34と自己整列し、基板の第1導電型式(例えばP型)とは異なる第2導電型式(例えばN型)を有する。イオンは窒化物層32には何ら大きな影響を与えない。加工後の構造を図5Bに示す。
Using a silicon anisotropic etch process, the
次に、望ましくは熱酸化により、酸化物層100を、(第2トレンチ34の底部と下部側壁を形成している)露出したシリコン基板10上に形成する(例えば、厚さは70から150Å)。次に、構造を覆うように厚いポリ層を形成し、これによって第2トレンチ34を充填する。窒化物層32をエッチングストップとして使用し、ポリCMPエッチング処理を使って、第2トレンチ34にポリブロック54が残るようにして、それ以外のポリ層を除去する。次いで制御されたポリ・エッチングを使って、ポリブロック54の高さを窒化物層32の上面より低くする。次に、ポリブロック54上に(例えば、熱酸化で)随意的な酸化物層104を形成する。次いで、構造を覆って薄い窒化物層106を堆積させ、その後マスキング工程及び窒化物エッチングにより、酸化物層104とポリブロック54を覆う部分以外の窒化物層106を除去する。これは、構造上にフォトレジストを堆積させ、その後、第2トレンチ34内のフォトレジストだけが堆積した窒化物を覆って残るように、制御された露光を行うことによって実現できる。加工後の構造を図5Cに示す。
Next, an
窒化物層106をマスクとして使用し、ドライ及び/又はウェット酸化物エッチングを使って酸化物スペーサ102を除去する。これに続き熱酸化処理を行い、ポリブロック54の露出した側部と基板の露出した部分の上に酸化物層108を形成する。異方性酸化物エッチングを使って、基板上に形成されたばかりの酸化物層108を除去する。加工後の構造を図5Dに示す。
Using the
窒化物層32と106をマスクとして使用し、シリコンエッチングを使って、第2トレンチ34内の露出したシリコン基板を、ポリブロック54の底部と同じ深さまで下向きにエッチングして除去する。追加的なイオン注入を(及び多分アニールも)使って、図5Eに示すように、第2トレンチ34の下のソース領域52を広げる。
Using the nitride layers 32 and 106 as a mask, silicon etching is used to etch away the exposed silicon substrate in the
次に、望ましくは酸化物のCVD蒸着により、第2トレンチの側壁上に(例えば厚さ70から150Åの)絶縁層110を形成する。構造を覆って厚いポリ層を形成して第2トレンチ34を充填し、その後、(窒化物層32をエッチングストップとして使用する)CMPポリ・エッチングと、追加的なポリ・エッチングを行って、上面が分離領域24内のSTI酸化物ブロック26よりも低いポリブロック40aを形成する。次に、傾斜エッチング又は酸化を使って、ポリブロック40aの上面の縁部96を鋭くする。次に、酸化物の堆積とエッチバック処理を使って、第2トレンチ34の上部分を酸化物112で充填し、これによりポリブロック40aをシールして、第2トレンチ34の上部に酸化物スペーサを作り出す。加工後の構造は図5Fに示しているが、各第2トレンチ内に、酸化物で取り囲まれシールされた3つのポリブロックが含まれている。ポリブロック54はソース領域52と電気的に接触しており、(ソース領域52から絶縁されている)1対のポリブロック40aの間に配置されている。
Next, an insulating layer 110 (eg, 70 to 150 mm thick) is formed on the sidewalls of the second trench, preferably by oxide CVD deposition. A thick poly layer is formed over the structure to fill the
制御された窒化物及び酸化物エッチングによって、窒化物層106と酸化物層104を除去し、その後、ポリ堆積とポリCMPエッチバックを施すことにより、ポリブロック54を随意的に伸ばすことができる。酸化処理を使ってポリブロック54を覆う保護用酸化物層114を形成する前に、図5Gに示すように、随意的ポリ・エッチングを使ってポリブロック54の新しい上面を下げてもよい。次に窒化物エッチングを使って窒化物層32を除去する。次いで制御された酸化物エッチングを使って、露出した酸化物を約10ないし数百オングストロームだけ掘り込み、その後、熱酸化処理を行って、酸化物層30と114を再形成すると、ポリブロック40aの上面を取り囲む酸化物に凹みができる。加工後の構造を図5Hに示す。
The
ポリ堆積と異方性ポリ・エッチングを使って、酸化物スペーサ112に隣接するポリスペーサ68を形成する。適したイオン注入(及びアニール)を用いて、基板内に第2(ドレイン)領域を形成する。次に、絶縁材料の堆積及び異方性エッチング(例えば、窒化物又は酸化物)により、絶縁スペーサ76を形成し、ポリスペーサ68に面して配置する。次いで、金属堆積工程を行い、タングステン、コバルト、チタニウム、ニッケル、プラチナ、又はモリブデンの様な金属を構造上に堆積させ、その状態でアニールして高温の金属がポリスペーサ68の露出した上面部分に流れ込んで浸透し、その上にポリサイド78が形成されるようにする。残りの構造の上に堆積した残りの金属は、金属エッチング処理によって取り除く。加工後の構造を図5Iに示す。
絶縁材料80、金属接点82、及びドレイン配線接点84が、図2Qに関連して先に説明したように形成され、その結果図5Jに示す最終的な構造ができあがる。この実施形態の利点は、固体ソースライン・ポリブロック54及びそれらとソース領域52との電気的接点を容易に形成できることにある。更に、ポリブロック54を使って、後で形成された浮遊ゲート・ポリブロック40aを分離することにより、浮遊ゲート間の短絡を容易に防止できるようになる。
Insulating
第2の代わりの実施形態
図6Aから図6G並びに図7Aから図7Gは、本発明のメモリセル配列を製作するための第2の代わりの方法を示している。この第2の代わりの処理は、図2B及び3Bに示す構造で始まるが、窒化物層32の下に酸化物層30が形成されておらず、酸化物層30はこの実施形態では随意のものである。図2Cに関連して先に説明した絶縁材料36を形成した後、イオン注入を(及び多分アニールも)使って、第2トレンチ34の底部の露出した基板部分に第1(ソース)領域52を形成する。次いで、図6A及び図7Aに示すように、構造を覆って薄いポリ層118を形成する。ポリ層118は、イオン注入により、又は現場処理により、(例えばn+)ドープしてもよい。ポリ層118の厚さは、望ましくは50から500Åであるが、最終的なメモリセルデバイス用の浮遊ゲートの最終的な厚さを決定付ける。
Second Alternative Embodiment FIGS. 6A-6G and FIGS. 7A-7G illustrate a second alternative method for fabricating the memory cell array of the present invention. This second alternative process begins with the structure shown in FIGS. 2B and 3B, but the
構造を覆って酸化物を形成し、続いて平坦化酸化物エッチング(例えば、窒化物層32上のポリ層118の部分をエッチングストップとして使用したCMPエッチング)を行い、第2トレンチ34を酸化物ブロック120で充填する。これに続くポリ・エッチングで、ポリ層118の露出した部分(即ち、窒化物層32上の部分)を除去する。次に酸化物エッチングを使って、酸化物ブロック120を、分離領域24内のSTIブロック26上に残されたポリ層118部分と面一になるまで掘り込む(例えば、非活性領域内のポリ層118のSTIブロック26を覆っている部分を酸化物エッチングストップとして使用する)。加工後の活性/周辺領域構造を図6B/7Bに示す。
An oxide is formed over the structure, followed by a planarization oxide etch (eg, a CMP etch using the
なお、ポリ層118の2つの異なる微細構成レベルに位置する2つの別々の部分を、先に説明したばかりの酸化物エッチング、ポリ・エッチング、酸化物エッチングでエッチングストップとして使用することに留意されたい。具体的には、図6Aに示すように、ポリ層118はトレンチ34の外側の窒化物層32の上に形成された第1部分119aを有している。図6Hは、図6Aに示す第2トレンチ34と同じ図であるが、活性領域22ではなく分離領域24のものである。図6Hに示すように、ポリ層118は、STIブロック26上に形成された第2部分119bを有している。この様に、ポリ層部分119aは、ポリ層部分119bの微細構成レベルよりも高い微細構成レベルに設けられている。酸化物ブロック120を活性領域に形成するために、ポリ層部分119aをエッチングストップとして使って第1の酸化物エッチングを行い、活性及び分離領域22/24両方で第2トレンチ34をむらなく充填する。次の酸化物エッチングでは、ポリ層部分119bをエッチングストップとして使用して、活性領域では酸化物ブロック120の適切なレベルを設定し、分離領域24ではポリ層118を完全に露出させる。
Note that two separate portions of the
次いで、ポリ・エッチングを使用して、ポリ層118の露出した(即ち、活性領域では第2トレンチ34の上側部分に沿う、そして分離領域24ではSTIブロック26を覆っている)部分を除去する。その後、酸化処理を施して、ポリ層118の露出した端部上に酸化物ブロック122を形成する。次に、図6Cに示すように、第2トレンチの内側に、酸化物ブロック122を覆い、且つ酸化物ブロック120を部分的に覆うように、酸化物堆積とエッチバックにより、酸化物の様な誘電スペーサ124を形成する。再度酸化物エッチングを用いて、酸化物ブロック120の露出した中央部分を除去し(スペーサ124の間の部分で、酸化物エッチングにより高さが削られる)、第2トレンチ34の中央部のポリ層118を露出させる。続けてポリ・エッチングと酸化物エッチングを行い、第2トレンチ34の底部中央のポリ層118と酸化物層36の露出部分を除去し、基板の部分を露出させる。加工後の構造を図6D/7Dに示す。
A poly etch is then used to remove exposed portions of the poly layer 118 (ie, along the upper portion of the
次に、窒化物(又は酸化物)を構造上に堆積させ、次いで異方性窒化物エッチングを行うことにより、第2トレンチ34内側に誘電スペーサ125を形成する。次に、第2トレンチ34を、図6Eに示すように、ポリ堆積及び(窒化物層32をエッチングストップとする)CMPエッチバック処理を使って、ポリブロック54で充填する。窒化物層32を、窒化物エッチングを使って活性及び分離領域22/24及び周辺領域28から除去する。次に、熱酸化、酸化物堆積の何れか又は両方により、ポリ層118の露出した上縁部の上にトンネル酸化物層56を形成する。酸化物層32がこの処理では先に形成されていないので、酸化物層56は基板10の露出した部分も覆うように広がる。この酸化物形成工程では、ポリブロック54の露出した上面の上にも酸化物層58が形成される。活性領域22をマスキングすることにより、この時点で周辺領域28に随意的なVt注入を行ってもよい。加工後の活性/周辺領域22/28を図6F/7Fに示す。
Next, a
次に、図2Mから図2Qに関連付けて先に説明した残りの処理工程を、図6Fと図7Fに示す構造に実施すると、結果的に、図6Gに示す最終的な活性領域メモリセル構造と、図7Gに示す最終的な周辺領域制御回路構造ができあがる。 Next, the remaining processing steps described above in connection with FIGS. 2M through 2Q are performed on the structure shown in FIGS. 6F and 7F, resulting in the final active region memory cell structure shown in FIG. 6G. Thus, the final peripheral area control circuit structure shown in FIG. 7G is completed.
図6Gに示すように、L字型のポリ層118が、各メモリセル毎の浮遊ゲートを構成している。各浮遊ゲート118は、近位端で一体に接合された一対の直交する細長い部分118a/118bを含んでいる。浮遊ゲート部分118aは、第2トレンチ34の基板側壁に沿って伸張し且つこれから絶縁されており、上側部分118cは基板表面上方に伸びている。浮遊ゲート部分118bは、第2トレンチ34の底部基板壁に沿って伸張し且つこれから絶縁されている(即ち、ソース領域52を覆って伸張し且つこれから絶縁されている)。制御ゲートスペーサ68は、浮遊ゲートの上側部分118cに横方向に隣接し且つこれから絶縁されている第1部分と、上側部分118cを覆って配置され且つこれから絶縁されている第2部分を有している。浮遊ゲート部分118cは、遠位端が、制御ゲート68に直接対面し且つこれから絶縁された縁部96を有する薄い先端部分で終端しており、こうして、ファウラー−ノルドハイム・トンネル用の経路を、浮遊ゲート118と制御ゲート68の間に形成している。
As shown in FIG. 6G, an L-shaped
本発明の第2の代わりの実施形態は、小型化され優れたプログラム効率を備えたメモリセルを提供している。メモリセルのサイズは、ソール領域52が基板10の内側に埋め込まれ、トレンチ34と自己整列しているので、リソグラフィー生成、接点整列、及び接点の完全性における制約で空間が無駄になることもなく、大幅に縮小することができる。浮遊ゲート118のチャネル領域90の水平部分94を「狙うこと」により、プログラム効率が大幅に高められる。本発明のL字型浮遊ゲート構成は、多くの利点をもたらす。浮遊ゲート部分118a/118bがポリ材料の薄層で製作されているので、その上部先端は細く、制御ゲート68に対するファウラー−ノルドハイム・トンネル効果が高まる。トンネル効果の強化を目指して鋭利な縁部を形成するために、広範な熱酸化工程を行う必要はなくなる。各浮遊ゲート118と、対応するソース領域52との間の電圧結合率も、水平方向の浮遊ゲート部分118bとソース領域52とが接近した(薄い酸化層36のみで分離されている)ことにより強化されている。浮遊ゲート部分118aの浮遊ゲート上側部分118cの上部先端は、酸化物処理を使って形成されてはおらず、代わりにポリシリコンの薄層の堆積によって形成されているので、動作時のポリ空乏問題を防ぐために、より濃密にドープしたポリシリコンを使用することができる。更に、ソース領域52とドレイン領域70を垂直方向並びに水平方向にも分離したことにより、セルのサイズに影響を与えることなく、信頼性パラメータの最適化を容易行えるようになった。
A second alternative embodiment of the present invention provides a memory cell that is miniaturized and has excellent program efficiency. The size of the memory cell is such that the
なお、この実施形態では、浮遊ゲート118とソース領域52の間の電圧結合が十分なので、ポリブロック54との追加の電圧結合は、好ましいが、必要ではない。この実施形態のポリブロック54は、主に、対になったメモリセルの各行の全てのソース領域52を電気的に一体に接続する働きをする。従って、接点82と同様の電気的接点が各ソース領域52まで形成されている限り、ポリブロック54は、この実施形態から省くこともできる。なお、各ポリブロック54は、分離領域と交差する場合には、基板と短絡しないために、基板から絶縁する必要がある点にも留意されたい。これは、分離領域のSTIブロック26の深さを第2トレンチ34の底よりも深くすることにより、又はSTIブロック26の材料が酸化物ブロック120の形成に使用された材料よりも確実にゆっくりとエッチングされるようにすることによって実現される。
It should be noted that in this embodiment, the voltage coupling between the floating
第3の代わりの実施形態
図8Aから図8D及び図9Aから図9Dは、本発明のメモリセル配列を製作するための第3の代わりの方法を示している。この第3の代わりの加工は、図2B及び3Bに示す構造で始まる。図2Cに関連付けて先に説明した絶縁材料36の形成後、イオン注入を(及び多分アニールも)使用して、第2トレンチ34の底部の露出した基板部分に、第1(ソース)領域52を形成する。次いで、構造上にポリシリコン層を形成し、その後、異方性ポリ・エッチングを行ってポリスペーサ126以外のポリ層を除去することにより、図8A及び図9Aに示すように、第2トレンチ34内にポリスペーサ126を形成する。ポリスペーサは、高さが分離領域24のSTIブロック26以上ではないことが望ましく(例えば、非活性領域のSTIブロック26をエッチングストップとして使用)、これにより全てのポリシリコンが分離領域から確実に除去される。
Third Alternative Embodiment FIGS. 8A-8D and 9A-9D illustrate a third alternative method for fabricating the memory cell array of the present invention. This third alternative process begins with the structure shown in FIGS. 2B and 3B. After formation of the insulating
図8A/9Aの構造上に酸化物を形成し、その後、平坦化酸化物エッチング(例えば、窒化物層32をエッチングストップとして使用したCMP)によりエッチングを施し、第2トレンチ34を酸化物ブロック128で充填する。次に酸化物エッチングを使用して、酸化物ブロック128を(例えば、ポリスペーサ126を酸化物エッチングストップとして使用し)ポリスペーサ126の上面と面一になるように掘り下げる。次いで、図8に示すように、酸化物堆積とエッチバックを介して、第2トレンチ34の内側とポリスペーサ126上に酸化物の様な誘電スペーサ130を形成する。ここで再度酸化物エッチングを使って、酸化物ブロック128と酸化物層36の露出した中央部分を除去し(スペーサ130の間の部分で、酸化物エッチングにより高さが削られる)、基板部分を露出させる。加工後の構造を図8C/9Cに示す。
An oxide is formed on the structure of FIGS. 8A / 9A and then etched by planarization oxide etching (eg, CMP using
次に、図2Kから図2Qに関連付けて先に説明した残りの処理を、図8C及び図9Cに示す構造に施すと、その結果、図8Dに示す最終的な活性領域メモリセル構造と、図9Dに示す最終的な周辺領域制御回路構造ができあがる。この実施形態では、ポリスペーサ126が浮遊ゲートを構成し、この浮遊ゲートは酸化物56を介して制御ゲート68から絶縁されている。浮遊ゲートをスペーサとして形成することにより、処置工程の数及び/又は複雑さが低減される。浮遊ゲートスペーサ126は、それぞれ、制御ゲート68と直接対面し且つこれから絶縁されている鋭利な縁部96で終端しており、こうして、浮遊ゲート126と制御ゲート68の間にファウラー−ノルドハイム・トンネル用の経路を提供している。
Next, the remaining processing described above with reference to FIGS. 2K to 2Q is applied to the structure shown in FIGS. 8C and 9C, resulting in the final active region memory cell structure shown in FIG. The final peripheral area control circuit structure shown in 9D is completed. In this embodiment, the
なお、本発明は、以上に説明しここに示した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に述べる内容に当てはまる全ての変形を含むものである旨理解頂きたい。例えば、トレンチ20/34は、基板内にどの様な形状で伸張し終わっていてもよく、図に示す細長い矩形に限定されるものではない。更に、上記方法では、適切にドープされたポリシリコンをメモリセル形成に使用する導電材料として使用する例を説明しているが、当業者には自明のように、本開示及び特許請求の範囲において、「ポリシリコン」という用語は、不揮発性メモリセルの構成要素を形成するのに使用できるあらゆる適切な導電材料を指している。また、適切であればどの様な絶縁材でも、二酸化珪素又は窒化硅素の代わりに使用することができる。更に、エッチング特性が二酸化硅素(又は何れかの絶縁体)及びポリシリコン(又は何れかの導体)とは異なる適切な材料を、窒化ケイ素の代わりに使用してもよい。更に、請求項の内容から明らかなように、全ての方法段階は、説明又は請求項に記載の順序通りに実施する必要はなく、本発明のメモリセルを正しく形成できるのであればどの様な順序で実施してもよい。更に、上記発明は、均一にドープされたものとして示されている基板に形成されるように示されているが、メモリセル要素を、基板の他の部分とは異なる導電型式を有するようにドープされている基板の井戸領域に形成できることも、周知であり本発明で考慮している。最後に、絶縁材料又は導電性材料の単層を、そのような材料の複数の層として形成することも、またその逆も可能である。
It should be understood that the present invention is not limited to the embodiments described above and shown here, but includes all modifications that fall within the scope of the claims. For example, the
Claims (5)
前記逆転層を作成する段階と、
前記第1領域に電子の流れを生成し、前記電子の流れに前記逆転層を通って横断させる段階と、
殆ど又は全く散乱無しに、前記磁力線によって、前記空乏領域を通る前記電子の流れを加速して、前記電子が加速されて前記絶縁体を通り前記浮遊ゲートに注入されるようにする段階と、から成ることを特徴とする方法。 Electrically having a substrate of a semiconductor material of a first conductivity type and having first and second regions spaced apart by forming a non-coplanar channel region therebetween on the second conductivity type substrate A programmable and erasable memory device, wherein the non-coplanar channel region has two parts, a first part and a second part, and a conductive control gate is a first part of the channel area. The floating gate is adjacent to the second portion of the channel region and is then insulated by an insulator, In a method of programming a memory device having a portion provided to create a depletion region having magnetic field lines directed to a floating gate, and wherein the first region is configured to be adjacent to the inversion layer.
Creating the inversion layer;
Generating a flow of electrons in the first region and traversing the flow of electrons through the inversion layer;
Accelerating the flow of electrons through the depletion region by the magnetic field lines with little or no scattering so that the electrons are accelerated and injected through the insulator into the floating gate; A method characterized by comprising.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/757,830 US6891220B2 (en) | 2002-04-05 | 2004-01-13 | Method of programming electrons onto a floating gate of a non-volatile memory cell |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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KR (1) | KR20050074336A (en) |
CN (1) | CN1641861A (en) |
TW (1) | TW200537696A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103903969A (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-02 | 北京兆易创新科技股份有限公司 | Floating gate preparation method |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104882472A (en) * | 2015-06-07 | 2015-09-02 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | Separated gate flash memory structure used for improving writing efficiency |
US10141321B2 (en) * | 2015-10-21 | 2018-11-27 | Silicon Storage Technology, Inc. | Method of forming flash memory with separate wordline and erase gates |
CN113192838B (en) * | 2021-03-24 | 2024-02-02 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | Flash memory forming method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01291470A (en) * | 1988-05-18 | 1989-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
JP2000269365A (en) * | 1999-03-17 | 2000-09-29 | Sanyo Electric Co Ltd | Nonvolatile semiconductor storage device and its manufacture |
JP2002093927A (en) * | 2000-07-12 | 2002-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Non-volatile semiconductor storage and its manufacturing method |
-
2005
- 2005-01-10 TW TW094100630A patent/TW200537696A/en unknown
- 2005-01-12 CN CNA2005100044890A patent/CN1641861A/en active Pending
- 2005-01-13 JP JP2005033614A patent/JP2005203801A/en active Pending
- 2005-01-13 KR KR1020050003486A patent/KR20050074336A/en not_active Application Discontinuation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01291470A (en) * | 1988-05-18 | 1989-11-24 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
JP2000269365A (en) * | 1999-03-17 | 2000-09-29 | Sanyo Electric Co Ltd | Nonvolatile semiconductor storage device and its manufacture |
JP2002093927A (en) * | 2000-07-12 | 2002-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Non-volatile semiconductor storage and its manufacturing method |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103903969A (en) * | 2012-12-26 | 2014-07-02 | 北京兆易创新科技股份有限公司 | Floating gate preparation method |
CN103903969B (en) * | 2012-12-26 | 2016-05-04 | 北京兆易创新科技股份有限公司 | The preparation method of floating boom |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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KR20050074336A (en) | 2005-07-18 |
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