JP2005524994A - 高結合比浮遊ゲートメモリセル - Google Patents
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Abstract
Description
平坦な表面を有する基板と、
前記基板上に浮遊ゲートと制御ゲートとを備え、前記平坦な表面に対してほぼ垂直に延びる二つの対向する壁を有するスタックと、
前記スタックの各対向壁と関わる導電スペーサと、
前記スタックの各対向壁と前記関わる導電スペーサとの間に絶縁層と、
各導電スペーサと前記制御ゲートとの間にガルバニック・コンタクトとを備えた半導体メモリ装置を提供する。
浮遊ゲートと制御ゲートとを前記基板上に備え、前記平坦な表面に対してほぼ垂直に延びる二つの対向する壁を有するスタックを形成する工程と、
前記スタックの各対向壁と関わる導電スペーサを形成する工程と、
前記スタックの各対向壁と前記関わる導電スペーサとの間に絶縁層を形成する工程と、
各導電スペーサと前記制御ゲートとの間にガルバニック・コンタクトを形成する工程とを備える。
L = 150 nm (トランジスタ長さ)
W = 160 nm (トランジスタ幅)
K = 320 nm (浮遊ゲート幅)
tox = 8.5 nm (トンネル酸化物厚み)
tipd = 15 nm (IPD等価電気的厚み)
h = 150 nm (浮遊ゲート厚み)
導電スペーサを有しない従来の装置では次のように結合比αcgが得られる。
= εoεrAok /tox = 9.75 x 10−17F
Aipd = W x (2h + K) = 9.92 x 10−14m2 ⇒ Cipd
= εoεrAipd /tipd = 2.28 x 10−16F
αcg = Cipd/(Cipd /+ Cox) = 0.69
導電スペーサを有するこの発明の装置では次のように結合比αcgが得られる。
Aipd が大きくなるのでCipdも大きくなる:
Aipd = W x (2h + K) + (2h + K) = 1.95 x 10−13m2 ⇒ Cipd = 4.49 x 10−16F
αcg = Cipd/(Cipd /+ Cox) = 0.82
これは、この例では、結合比が19%上昇したこと、又は、つまり書き込み及び消去に必要な電圧が約20%下げられることを意味する。
Claims (25)
- 浮遊ゲートと制御ゲートの結合比を制御する不揮発性浮遊ゲート半導体メモリ装置であって、
平坦な表面を有する基板と、
前記基板上に浮遊ゲートと制御ゲートとを備え、前記平坦な表面に対してほぼ垂直に延びる二つの対向する壁を有するスタックと、
前記スタックの各対向壁と関わる導電スペーサと、
前記スタックの各対向壁と前記関わる導電スペーサとの間に絶縁層と、
各導電スペーサと前記制御ゲートとの間にガルバニック・コンタクトとを備えた半導体メモリ装置。 - 前記スタックはさらに誘電体層を備えたことを特徴とする請求項1に記載の半導体メモリ装置。
- 前記絶縁層は前記誘電体層と同じオーダの電気的な厚みを有することを特徴とする請求項2に記載の半導体メモリ装置。
- 前記絶縁層はブランケット層を用いて形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体メモリ装置。
- 前記絶縁層はスペーサを用いて形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体メモリ装置。
- 前記ガルバニック・コンタクトは各導電スペーサと前記制御ゲートとの間の直接接触により形成されることを特徴とする請求項5に記載の半導体メモリ装置。
- 前記複数導電スペーサと前記制御ゲートとの間の前記ガルバニック・コンタクトは、少なくとも前記導電スペーサの一部と少なくとも前記制御ゲートの一部との上部の導電層を用いて形成されることを特徴とする請求項1に記載の半導体メモリ装置。
- 前記導電層はシリサイド層であることを特徴とする請求項7に記載の半導体メモリ装置。
- 前記導電スペーサはポリシリコンを備えたことを特徴とする請求項1に記載の半導体メモリ装置。
- ソース及びドレイン領域をさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の半導体メモリ装置。
- 前記複数導電スペーサに沿って複数絶縁スペーサをさらに備えたことを特徴とする請求項1に記載の半導体メモリ装置。
- 平坦な表面を有する基板上に、浮遊ゲートと制御ゲートの結合比を有する不揮発性浮遊ゲート半導体メモリ装置を製造する方法であって、
浮遊ゲートと制御ゲートとを前記基板上に備え、前記平坦な表面に対してほぼ垂直に延びる二つの対向する壁を有するスタックを形成する工程と、
前記スタックの各対向壁と関わる導電スペーサを形成する工程と、
前記スタックの各対向壁と前記関わる導電スペーサとの間に絶縁層を形成する工程と、
各導電スペーサと前記制御ゲートとの間にガルバニック・コンタクトを形成する工程とを備えた方法。 - 前記絶縁層形成工程はブランケット層を堆積する工程を備えたことを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記絶縁層形成工程は複数絶縁スペーサを形成する工程を備えたことを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記ガルバニック・コンタクト形成工程は各導電スペーサと前記制御ゲートとの間を直接接触させる工程を備えたことを特徴とする請求項14に記載の方法。
- 各導電スペーサと前記制御ゲートとの間にガルバニック結合を形成する工程は、少なくとも前記制御ゲートの一部と少なくとも前記複数導電スペーサの一部との上部に導電層を形成する工程を備えたことを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記制御ゲートと前記複数導電スペーサはシリサイド化されることを特徴とする請求項16に記載の方法。
- 前記複数導電スペーサ形成工程は、導電層を堆積し、そして該導電層を異方性エッチングする工程を備えたことを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記スタック形成工程は、
浮遊ゲート層を堆積する工程と、
制御ゲート層を堆積する工程と、
前記スタックをエッチングする工程とを備えたことを特徴とする請求項12に記載の方法。 - 前記浮遊ゲート層堆積工程と前記制御ゲート層堆積工程との間に誘電体層を堆積する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項19に記載の方法。
- ソース及びドレイン領域を設ける工程をさらに備えたことを特徴とする請求項12に記載の方法。
- 前記複数導電スペーサに沿って複数絶縁スペーサを設ける工程をさらに備えたことを特徴とする請求項12記載の方法。
- 請求項1乃至11記載の半導体装置を含むことを特徴とする不揮発性メモリ。
- 前記メモリはフラッシュメモリであることを特徴とする請求項23記載の不揮発性メモリ。
- 前記メモリはEEPROMであることを特徴とする請求項23記載の不揮発性メモリ。
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