JP2008010868A - 垂直チャンネルを有する不揮発性メモリ装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】垂直チャンネルを持つ半導体フラッシュメモリセルペアが提供される。
【解決手段】半導体フラッシュメモリセルペアは半導体基板、前記半導体基板内に形成された第1および第2ソースライン、前記第1および第2ソースライン間の前記半導体基板から延長された半導体ピラー、前記半導体ピラーの向かい合う面に形成され、第1および第2ソースラインと共に動作する第1および第2電荷保存構造、前記半導体ピラーに隣接して形成され、前記第1および第2電荷保存構造を電気的に分離する第1および第2トレンチ構造、前記第1電荷保存構造に隣接して形成された第1ワードラインと、前記第2電荷保存構造に隣接して形成された第2ワードライン、および前記半導体ピラーの上面に形成されたコモンドレインコンタクトを含む。
【選択図】図5
【解決手段】半導体フラッシュメモリセルペアは半導体基板、前記半導体基板内に形成された第1および第2ソースライン、前記第1および第2ソースライン間の前記半導体基板から延長された半導体ピラー、前記半導体ピラーの向かい合う面に形成され、第1および第2ソースラインと共に動作する第1および第2電荷保存構造、前記半導体ピラーに隣接して形成され、前記第1および第2電荷保存構造を電気的に分離する第1および第2トレンチ構造、前記第1電荷保存構造に隣接して形成された第1ワードラインと、前記第2電荷保存構造に隣接して形成された第2ワードライン、および前記半導体ピラーの上面に形成されたコモンドレインコンタクトを含む。
【選択図】図5
Description
本発明は特別な構造的特徴を有する不揮発性メモリセルと、そのような不揮発性メモリセルを含む半導体装置に係り、また、その製造方法に関する。
不揮発性メモリ、または不揮発性記憶装置は電源なしで長期間情報を保存することができるコンピュータメモリである。不揮発性メモリは例えば、リードオンリー(read−only)メモリ、フラッシュメモリ、大抵の磁気タイプのコンピュータ記憶装置(例えば、ハードディスク、FDDおよびマグネチックテープ)および光学記憶装置(例えば、CD、DVD、ブルーレイディスク)を含む。不揮発性メモリは2次記憶装置として使用可能であり、例えば、持ち運び可能なバッテリー駆動式の装置等で必要とされるエネルギーを減らしつつデータを保持するために、動的な1次記憶と共に使用される。
最近、最も広く使われている形態の1次記憶装置は、ランダムアクセスメモリ(RAM)装置(特に、DRAM装置)に分類される揮発性メモリ装置である。このような揮発性メモリ装置を対応する不揮発性メモリ装置と比較すると、処理速度、サイズにおける長所もあるが、高い電力消費というような根本的な短所もある。
フラッシュメモリは「メモリセル」と呼ばれるフローティングゲートトランジスタのアレイ(array)に情報を保存する。メモリセル各々は例えば、導電率、電荷またはゲートしきい電圧のような双安定な(bistable)パラメータに対応して、1ビットのデータを保存する。マルチレベルセル装置と呼ばれるいくつかのさらに新しいフラッシュメモリ装置は、2個以上の分離されたレベルを示すパラメータを利用して、一つのセル当たり1ビット以上のデータを保存する。
NORメモリ装置で、それぞれのメモリセルは典型的なMOSトランジスタのようなコントロールゲート(CG)とフローティングゲート(FG)を含む構造を有する。ところで、フローティングゲート(FG)は基板とCG間に位置し、誘電体(主にインターポリ誘電体(InterPoly Dielectric,IPD)とも称される)によって囲まれており周辺の導電体から絶縁される。IPDはフローティングゲートを絶縁させ、適切な誘電体、例えば、シリコン酸化物または酸化物−窒化物−酸化物(ONO)のように組合せから成る。
FGは絶縁されているため、FGに入った電子はFGに残るようになり、このような電子はCGによって生成される電場に影響を与えることがある。図1Aおよび図1Bに図示されたようなトランジスタセルのしきい電圧(Vt)を変更する。したがって、CGに特定電圧を印加する時、FGが十分に放電された状態ならば、トランジスタを介する電流が流れ、FGが「プログラム」された状態ならば、電流がほとんど流れない。このように電流が存在するのかの可否が1または0でセンシングされる。すなわち、メモリセルに保存されたデータが「読み出し」される。しかし、マルチレベルセル装置では、FGに保存された電子の個数によって、流れる電流の大きさがセンシングされ分析される。このような方式で、2値(1または0)以上のメモリ状態をセンシングすることができる。
ソースとドレイン間の初期電流を流れるようにした後CGに十分に大きい電圧を印加し、電気場を形成して、この電気場によって電子がFGを囲む絶縁物質を貫通するようにし、NORフラッシュメモリセルはプログラムされ得る。このようなプロセスはHCI(Hot Carrier Injection)と呼ばれる。NORフラッシュセルを消去(erase)するために(例えば、プログラムのための準備段階ですべてのメモリセルを1にリセットするため)、CGとソース間の電圧差を発生させFGからソースでの電子の動きを誘導する。
このようなプロセスは量子トンネリング(quantum tunneling)またはFN(Fowler−Nordheim)トンネリングと呼ばれる。当業者に自明なように、このようなトンネリング現象による性能は、物性と素子の構成(例えば、さらに高い電界放出電流(field emission current)を作るように高い縦横比を有する両極素子の構成)等に左右される。電気場によって形成された電流密度はFowler−Nordheimの式により決定される。単一電圧装置で、量子トンネリングに必要な高い電圧はオンチップチャージポンプ(on−chip charge pump)を利用して形成される。
NORフラッシュメモリ装置は典型的に消去セグメント(segment)、またはブロック、セクターと呼ばれるグループのメモリセルが同時に消去されなければならない。反面、消去セグメント内のメモリセルはバイトまたはワード単位でプログラムする。NORフラッシュメモリ装置と対照的に、NANDフラッシュメモリ装置は典型的にプログラム(ライト)と消去(リセット)動作すべてを、量子トンネリングを利用して遂行する。
NORフラッシュメモリ装置およびNANDフラッシュメモリ装置は多少異なるアプリケーションに使用される。NORフラッシュメモリ装置はランダムアクセスが容易であるため、BIOS/ネットワーキング(例えば、PC、ルータ、ハブの応用)、テレコミュニケーション(例えば、スイッチャー)、携帯電話、POS(point of sale)、PDA(Personal Digital Assistant)とPCA(Program Calibration Array)(例えば、コード、コール、コンタクトデータ)のようなアプリケーション内でコード、データメモリ装置として広く使用される。一方、NANDフラッシュメモリ装置は単価が低く高集積が可能なため、メモリカード(例えば、モバイルコンピュータ、USBフラッシュドライブ)、ソリッドステートディスク、デジタルカメラ(静止画および動画を含む)、ボイスおよび/またはオーディオレコーダ(例えば、CD並みの品質の録音)のような応用内で大容量記憶装置として広く使用される。
フラッシュメモリ装置の密度が増加するのにともない、各メモリセルを形成するために必要な広さが減り、フローティングゲートにローディングされ得る電子の個数が減る。メモリセル間の間隔が減ることによって隣接したフローティングゲート間にはカップリングが起き、このようなカップリングはセル書き込み特性に影響を与える。したがって、さらに高い集積度で、隣接したメモリセル間の電気的隔離を高めるための多様なデザインが提案されている。
前述した通り、NANDフラッシュメモリ装置と比較して、NORフラッシュメモリ装置は消去および書き込み時間がさらに長くかかるが、メモリセルアレイ内のどんな位置にもランダムアクセスすることができるアドレス/データ(メモリ)インターフェースを具備している。このような特徴によって、NORフラッシュメモリ装置がプログラムコードを保存するのに適するようになり、例えば、コンピュータBIOS(Basic Input/Output System)またはテレビ信号と関連したケーブルのファームウェアおよび衛星の「ボックス」をたびたびアップデートしないでいいようにできる。反対に、NORフラッシュメモリ装置と比較して、NANDフラッシュメモリ装置は短い消去および書き込み時間、高集積度、ビット当たりの低費用および増加した維持力を有している。しかし、NANDフラッシュメモリ装置は保存されたデータに順次的にしかアクセスできないI/Oインターフェースを具備しており、保存されたデータのリカバリー(recovery)が遅い。したがって、NANDフラッシュメモリ装置は大容量記憶装置に適切であり、コンピュータメモリにはそれほど有用ではない。
ハードディスクドライブに比べると、NORおよびNANDフラッシュメモリ装置の消去−書き込みサイクルには限界がある(多くの商業的フラッシュメモリ商品が百万回のプログラムサイクルを耐え抜くように設計されているため、このような限界は多くの応用においてさしさわりはない)。このような限界を克服するためのアドレッシング技術は、チップファームウェアおよび/またはファイルシステムドライバを利用して各セクターに対する書き込み回数を数え、ブロックを動的に再マッピング(remapping)するものである。このようにする理由は書き込み動作をセクター間でより等しく遂行するためである。
特開2002−057231号公報(請求項1、p5、8、18、図1)
欧州特許出願公開第1246247号明細書
本発明が解決しようとする課題は、垂直チャンネルを有する不揮発性メモリセルと、そのような不揮発性メモリセルを含む半導体装置を提供することである。
本発明が解決しようとする他の課題は、垂直チャンネルを有する不揮発性メモリセルの製造方法を提供することである。
本発明の課題は以上で言及した技術的課題に制限されず、言及されていないまた他の技術的課題は次の記載から当業者には明確に理解される。
前記課題を達成するための本発明の実施形態による半導体フラッシュメモリセルペアは、半導体基板と、前記半導体基板内に形成された第1および第2ソースラインと、前記第1および第2ソースライン間の前記半導体基板から延長された半導体ピラー(pillar)と、前記半導体ピラーの向かい合う面に形成され第1および第2ソースラインと共に動作する第1および第2電荷保存構造と、前記半導体ピラーに隣接して形成され前記第1および第2電荷保存構造を電気的に分離する第1および第2トレンチ構造と、前記第1電荷保存構造に隣接して形成された第1ワードラインと、前記第2電荷保存構造に隣接して形成された第2ワードラインと、前記半導体ピラーの上面に形成されたコモンドレインコンタクトとを含む。
このようなフラッシュメモリセルの他の実施形態によれば、電荷保存構造の各々は、前記半導体ピラーの側面に形成されたトンネリング層パターンと、前記トンネリング層パターン上に形成された電荷保存層パターンと、前記電荷保存層パターン上に形成されたブロッキング層パターンとを含む。前記トンネリング層パターンはシリコン酸化層、シリコン窒化層、シリコン酸窒化層およびその組合せから成るグループから選択された絶縁物であり、前記電荷保存層パターンはSixNy、Al2O3、HfAlOx、HfAlON、HfSiOx、HfSiONおよびその組合せから成るグループから選択された物質であり、前記ブロッキング層パターンはSiOx/SixNy/SiOx、SiOx、SixNy、Al2O3、HfAlOx、HfAlON、HfSiOx、HfSiONおよびその組合せから成るグループから選択された絶縁物であり得る。
フラッシュメモリセルの他の実施形態によれば、電荷保存層パターンは層、ナノドット、球形、半球形およびナノ結晶から成るグループから選択された構造を示し得る。第1および第2ワードラインはTaN、NiTa、Ti、TiN、Ta、W、WN、Hf、Nb、Mo、Ru2O、Mo2N、Ir、Pt、Co、Crおよびその合金、ドーピングされたポリシリコンおよびその組合せから成るグループから選択された導電物質であり得る。前記トンネリング層パターンは、シリコン酸化層、シリコン窒化層、シリコン酸窒化層およびその組合せから成るグループから選択された絶縁物であり、前記電荷保存層パターンはポリシリコンであり、前記ブロッキング層パターンはSiOx/SixNy/SiOx、SiOx、SixNy、Al2O3、HfAlOx、HfAlON、HfSiOx、HfSiONおよびその組合せから成るグループから選択された絶縁物であり得る。
フラッシュメモリセルの他の実施形態によれば、前記第1および第2ソースラインは前記半導体基板の主表面(primary surface)の下でジャンクション深さがDsになるよう延長され、前記第1および第2トレンチ分離構造は前記半導体基板の周辺下でトレンチ深さがDtになるよう延長されているとき、Dt≧Dsであり得る。半導体ピラーは半導体基板の主面からピラー高さ(D2)まで垂直に延長され、前記半導体ピラーの水平方向の寸法の平均値をWpとするとき、前記半導体ピラーの縦横比(D2/Wp)は1以上である。前記半導体ピラーはおおよそシリンダー形、切頭円錐形(frustoconical)、樽型(barrel−shaped)であり得る。
フラッシュメモリ装置の実施形態では、半導体基板上に形成されたフラッシュメモリセルペアのアレイを備えた半導体メモリ装置において、前記フラッシュメモリセルペアの各々は、第1および第2ソースライン間の前記半導体基板から延長された半導体ピラー(pillar)と、前記半導体ピラーの向かい合う面に形成され第1および第2ソースラインと共に動作する第1および第2電荷保存構造と、前記半導体ピラーに隣接して形成され前記第1および第2電荷保存構造を電気的に分離する第1および第2トレンチ構造と、前記第1電荷保存構造に隣接して形成された第1ワードラインと、前記第2電荷保存構造に隣接して形成された第2ワードラインと、前記半導体ピラーの上面に形成されたドレインコンタクトとを含む。このアレイ状のフラッシュメモリセルペアは、第1グループのフラッシュメモリセルペアと第2グループのフラッシュメモリセルペアに分類される。前記第1グループのフラッシュメモリセルペアは第1軸(DR1)にそって配置され、前記第1グループのフラッシュメモリセルペアの各々は隣接する前記フラッシュメモリセルペアから第1ピッチ(P1)ほど離隔されている。前記第2グループのフラッシュメモリセルペアは前記第1軸(DR1)と角度θを成す第2軸(DR2)にそって配置され、前記第2グループのフラッシュメモリセルペアの各々は第1メモリセルと第2メモリセルを含み、前記第1メモリセルの各々は第1コモンソースライン及び第1ワードラインと共に動作し、前記第2メモリセルの各々は第2コモンソースライン及び第2ワードラインと共に動作して、前記第2グループのフラッシュメモリセルペアの各々は隣接する前記半導体メモリセルペアから前記第1ピッチ(P1)より大きい第2ピッチ(P2)ほど離隔されている。前記各メモリセルは一つの前記第1グループと一つの前記第2グループのみに共有されている。
フラッシュメモリ装置の他の実施形態によれば、前記第1および第2ワードラインは側面のベースの厚さがTLであり、P2<2TLを満たす。隣接する前記分離構造から測ったワードラインの垂直方向の最小の厚さは、ソースラインドーピングが前記第1グループのフラッシュメモリセルペアの隣接するペア間の半導体基板に入らないようにするのに十分な厚さである。
フラッシュメモリセルペアの製造方法の実施形態は、半導体基板上に半導体ピラーを形成し、前記半導体ピラー上に電荷保存構造を形成して、前記電荷保存構造上に導電パターンを形成し、前記半導体ピラーの向かい合う面の半導体基板内に、第1および第2ソースラインを形成して、第1および第2分離トレンチ構造を形成することによって、前記導電パターンを第1および第2ワードラインで分離し、前記電荷保存構造を第1および第2メモリセルに区分して、前記半導体ピラーの上面にコモンビットラインコンタクトを形成することを含む。前記半導体ピラーを形成するのは前記半導体基板上にハードマスク層を形成し、前記ハードマスク層上にソフトマスクパターンを形成し、前記ハードマスク層の一部を露出して、前記ハードマスク層の露出した部分をエッチングし、前記半導体基板の一部を露出するハードマスクパターンを形成し、前記半導体基板の露出した部分をエッチングして半導体ピラーを形成することを含む。
半導体メモリセルペアの製造方法の他の実施形態によれば、前記半導体ピラーを形成することは、前記半導体基板上にマスク層を形成し、前記マスク層をエッチングとパターニングして、前記半導体基板の一部を露出する開口部を有するマスクパターンを形成し、前記開口部をエピタキシャル半導体物質で満たし、前記マスクパターンを除去することを含む。半導体ピラーを形成することは、前記エピタキシャル半導体物質の上部を除去し、前記マスクパターンの上面が露出するようにして、エピタキシャル半導体物質の上面が平坦になるようにすることを更に含んでもよい。前記半導体ピラーを形成することは、前記開口部内に非晶質エピタキシャル物質層を塗布し、前記非晶質エピタキシャル物質層を処理して、前記半導体基板の構造に対応される結晶配列を有する単結晶構造に変更することを含んでもよい。
半導体メモリセルペアの製造方法の他の実施形態によれば、前記半導体ピラー上に電荷保存構造を形成することは、前記半導体ピラーの側面にトンネリング層パターンを形成し、前記トンネリング層パターン上に電荷保存層パターンを形成して、前記電荷保存層パターン上にブロッキング層パターンを形成することを含む。前記トンネリング層パターンはシリコン酸化層、シリコン窒化層、シリコン酸窒化層およびその組合せから成るグループから選択された絶縁物で形成され、前記電荷保存層パターンはSixNy、Al2O3、HfAlOx、HfAlON、HfSiOx、HfSiONおよびその組合せから成るグループから選択された物質で形成され、前記ブロッキング層パターンはSiOx/SixNy/SiOx、SiOx、SixNy、Al2O3、HfAlOx、HfAlON、HfSiOx、HfSiONおよびその組合せから成るグループから選択された絶縁物で形成される。
半導体メモリセルペアの製造方法の他の実施形態によれば、前記電荷保存構造上に前記導電パターンを形成することは、TaN、NiTa、Ti、TiN、Ta、W、WN、Hf、Nb、Mo、Ru2O、Mo2N、Ir、Pt、Co、Crおよびその合金、ドーピングされたポリシリコンおよびその組合せから成るグループから選択された導電物質層を塗布し、ブランケットエッチを利用して前記導電物質層の一部を除去し、前記電荷保存構造の外部面上に導電側壁構造を形成することを含む。前記半導体ピラー上に電荷保存構造を形成することは、ポリシリコンで前記電荷保存層パターンを形成することを含む。前記導電パターンを形成することは、ドーピングされていないポリシリコンから得られた仕事関数と比較して、0.2eV以上仕事関数を変化させるのに十分なドーパントの量を有するドーピングされたポリシリコン層を形成することを含む。
半導体メモリセルペアの製造方法の他の実施形態は、半導体基板上に半導体ピラーのアレイを形成し、前記半導体ピラーの各々の上に電荷保存構造を形成して、導電素子の導電パターンとスペース(space)を形成し、前記電荷保存構造の第1グループを定義するが、第1グループの各々は第1軸(DR1)と平行な軸に従ってアラインされ、各第1グループの構成要素の各々は単一の導電素子を共有し、隣接した導電素子間の前記半導体基板内に第1および第2ソースラインを形成し、半導体ピラーの上面にコモンビットラインコンタクトを形成して、第2軸(DR2)と平行な軸に従ってアラインされた第2グループを電気的に連結するコモンビットラインを形成することを含み、各メモリセルは一つの第1グループおよび一つの第2グループのみに共有される。
半導体メモリセルペアの製造方法の他の実施形態によれば、単一の軸にともないアラインされた各第1グループは、前記単一の軸と平行な軸にともないアラインされた隣接する第1グループらとピッチ(P1)ほど離隔されており、第1グループ内の各ピラーは、前記第1グループ内の隣接したピラーとピッチ(P2)ほど離隔されていて、P1>P2である。
半導体メモリセルペアの製造方法の他の実施形態によれば、前記導電パターンを形成するのは厚さT0のコンフォーマルな導電層を形成し、異方性エッチを利用して前記導電層をエッチングし、側面のベースの厚さがTLである側壁構造を形成することを含み、P2<2TLである。隣接する半導体ピラー間で測った導電パターンの最小の厚さは、T0の50%より小さい。
その他実施形態の具体的な事項は詳細な説明および図に含まれている。
前述したような本発明による垂直チャンネルを有する不揮発性メモリセルと、そのような不揮発性メモリセルを含む半導体装置と、その製造方法を提供することができる。
本発明の利点および特徴、そしてそれらを達成する方法は添付図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になる。しかし本発明は以下で開示される実施形態に限定されるものではなく、多種多様な形態で具現されるものであり、単に本実施形態は本発明の開示が完全なようにし、当業者に発明の範疇を完全に知らしめるために提供されるもので、本発明は特許請求の範囲の記載によってのみ定義される。明細書全体にかけて、同一参照符号は同一構成要素を指称する。
図1Aおよび図1Bを参照すれば、基本的なフラッシュメモリセルはトランジスタ、例えば、nチャンネルトランジスタを含む。nチャンネルトランジスタはフローティングゲート(FG)により基板チャンネル領域から離隔されたコントロールゲート(CG)を含む。初期状態またはプログラムされていない状態で、フローティングゲート(FG)はコントロールゲート(CG)と基板に比べて、相対的に充電されていない。したがって、フローティングゲート(FG)は、コントロールゲート(CG)に電圧を印加することによってチャンネル領域に誘導される電場に与える影響が少ない。フラッシュメモリセルは電子が基板から絶縁物質を通過して、フローティングゲート(FG)に充電され得るように電圧を印加しプログラムされる。NORフラッシュメモリ装置はHCI(Hot Carrier Injection)方式を利用してプログラムされ、NANDフラッシュメモリ装置はFNトンネリング方式を利用してプログラムされる。
図1Cを参照すれば、電圧(Vcg)がコントロールゲートに印加され、Vdが印加されるドレインからVs(0V)が印加されるソースに流れる電流(Id)をモニターする。図1Dを参照すれば、プログラム動作中にフローティングゲート(FG)に入る電子は、しきい電圧(Vt)を増加させる。このようなしきい電圧(Vt)の増加の可否をセンシングしてメモリセルのデータを読み出し、メモリセルが「1」または「0」データを有しているのかを決定するようになる。NORおよびNANDフラッシュメモリ装置はFNトンネリングを誘導するに十分な電場を形成することによってフローティングゲート(FG)から電子を除去し消去することができる。
持ち運び可能な電子装置の数と、このような装置を使用するユーザの数が継続的に増加するのにともない、向上された性能、増加された密度および/または低い製造原価を有するフラッシュメモリ装置に対する需要も継続的に増加している。低い製造原価(特に、1ビット当たり原価)を得ることができる方法の一つは、メモリセルサイズを減らすものである。メモリセルサイズを減らす方法は多様な方法が使われてきたが、このような方法の例としてはセルフアラインされたフローティングゲート、セルフアラインされたSTI構造、スケーリングされて高い性能を有する絶縁物など多様な技術がある。しかし、このような方式でメモリセルサイズをさらに減らすのは限界に至っている。他の研究、例えば、3次元構造を利用する方式が台頭してきている。その例としては、図2A−2Cに図示されたように、NANDフラッシュ装置において升岡(Masuoka)等によって、開発されたスタック−サラウディングゲートトランジスタがある。
図3の回路図を参照すれば、NORフラッシュメモリ装置の実施形態は、多数のメモリセル(10a−10g)を含む。第1グループ(10a、10e、10f、10g)の各メモリセルのコントロールゲートは第1方向にアラインされ、対応する多数のワードライン(WL0−WL3)に連結され、第2グループ(10a、10b、10c、10d)の各メモリセルのドレインノードは第2方向にアラインされ対応される多数のビットライン(BL0−BL3)に連結される。第1方向と第2方向は約90°のオフセットを有し得る。第1グループのメモリセルのソースノードはまた、第1方向にアラインされ対応されるコモンソースライン(CSL0−CSL2)に連結される。
図4は図3に対応するフラッシュメモリアレイを形成する素子のレイアウト図である。図4を参照すれば、実施形態は多数の半導体ピラー(120a〜120e(まとめて120))と、第1方向にアラインされた半導体ピラー間に形成された分離トレンチ構造170と、半導体ピラーそれぞれの上面に形成されたコンタクト186と、コンタクト上に第2方向に延長され形成された第3導電ライン190を含む。第1方向にアラインされた半導体ピラー(120a、120c、120d、120e)間のピッチをP1、第2方向にアラインされた半導体ピラー120a、120b間のピッチをP2とすると、P2≧P1を満たす。
図5を参照すれば、本発明のいくつかの実施形態によるメモリセルアレイ(1)は半導体ピラー120と、(第1および第2ワードラインに該当する)第1および第2導電ライン150、160と、(コモンソースラインに該当する)第1ジャンクション領域112と、(ドレイン領域と連結するため)半導体ピラー120の上面に形成された第2ジャンクション領域122と、(フローティングゲート構造に該当する)第1および第2電荷保存素子130、140と、半導体ピラー120の向かい合う面に形成された第1および第2電荷保存素子130、140を分離する分離トレンチ構造170と、各半導体ピラー120上に形成されたコンタクト186と、対応するコンタクト186上に形成された第3導電ライン190とを含む。また、図5には、いくつかの実施形態による構造体の色々な面を示すためのB−B’、C−C’、D−D’平面が指示されている。
図6は図5のB−B’により指示される平面に従う、第2方向にアラインされた2個の半導体ピラー120a、120bに関連したメモリセルの断面図である。
図6を参照すれば、本発明の実施形態は、半導体基板110と、半導体基板110から突出して高さがD2の第1および第2半導体ピラー120a、120bと、第1ジャンクション領域112と、第1および第2導電ライン150、160と、第1および第2電荷保存素子130、140と、半導体ピラー120a、120bの上面に形成された第2ジャンクション領域122と、基板110と第3導電ライン190を分離する層間絶縁層188と、第3導電ライン190と、コンタクトホール185と、第3導電ライン190と第2ジャンクション領域122間を電気的に接触させるためにコンタクトホール185を満たす導電物質186とを含む。電荷保存素子130、140各々はトンネリング層パターン132、142、電荷保存層パターン134、144、ブロッキング層パターン136、146を含む。
トンネリング層パターン132、142は約30ないし100Åの厚さを有し得て、SiO2、SiONから成るグループから選択された物質、またはこれらの組合せまたは混合物からなされ得る。電荷保存層パターン134、144は約30ないし100Åの厚さを有し得て、ナノドット構造、球形構造、半球形構造またはナノ結晶構造の絶縁領域を有する導電物質と電荷トラップ層を含む導電物質で形成され得る。電荷トラップ層はSixNy、Al2O3、HfAlOx、HfAlON、HfSiOx、HfSiONおよび彼らの組合せおよび混合物から成るグループから選択される。ブロッキング層パターン136、146は約50ないし150Åの厚さ有し得て、SiOx/SixNy/SiOx(ONO)、SiOx、SixNy、Al2O3、HfAlOx、HfAlON、HfSiOx、HfSiONおよびこれらの組合せおよび混合物から成るグループから選択される。
図7は図5のC−C’により指示される平面従う、第1方向にアラインされた2個の半導体ピラー120a、120cに関連したメモリセルの断面図である。図7を参照すれば、実施形態は、半導体基板110、半導体基板110から突出した第1および第2半導体ピラー120a、120cを含み、半導体ピラー120a、120cは深さD1を有する分離トレンチ170によって分離される。
図7を参照すれば、実施形態はまた半導体ピラー120a、120cの上部に形成された第2ジャンクション領域122と、基板110と第3導電ライン190を分離する層間絶縁層188と、コンタクトホール185と、第3導電ライン190と第2ジャンクション領域122間を電気的に接触させるためにコンタクトホール185を満たす導電物質186を含む。第1および第2導電ラインと第1および第2電荷保存素子(図示せず)は半導体ピラー120a、120cに向かい合う面に形成され、分離トレンチ170によって分離される。当業者にとっては自明であるが、基板110は半導体物質であるとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、シリコン、SOI、GaAs、SiGe、石英およびガラスから成るグループから選択された一つ以上の物質であり得る。
図8は図5のD−D’により指示される平面に従う、第1方向にアラインされた2個の半導体ピラー120a、120cに関連したメモリセルの断面図である。図8に図示されたように、実施形態は、半導体基板110、深さD1を有する分離トレンチ170を含む。説明の便宜上、四角形の形態で表現したが、当業者にとっては自明であるように、分離トレンチ170のプロファイルはこれに限定されるものではない。すなわち、丸いプロファイル、楕円プロファイル、6角形プロファイル、および複合プロファイルのような他の幾何学的形態を有し得る。図8に図示されたように、実施形態は分離トレンチ170によって分離された第1および第2導電ライン150、160、第1ジャンクション領域112および層間絶縁層188を含む。分離トレンチ170の深さ(D1)は半導体ピラー120の高さ(D2)より高い。図8に図示されるように、長さ(L)は、第1方向にアラインされた半導体ピラー120a、120cの向かい合う面に設けられた第1ジャンクション領域112間の間隔に対応する。
第1および第2導電ライン150、160はポリシリコン、ドープされたポリシリコン、メタルおよびメタル化合物のような多様な導電物質で形成され得る。メタルおよびメタル化合物はTaN、NiTa、Ti、TiN、Ta、W、WN、Hf、Nb、Mo、Ru2O、Mo2N、Ir、Pt、Co、Crおよびこれらの合金、混合物および組合せを含む。前記導電物質は必要な導電性を提供し、以後の露出される工程に耐えられなければならない。このような導電ラインの厚さは800Åないし2000Åであり得る。
図9は4×2半導体ピラー(120a−120e)を含むメモリ回路アレイ(1)の斜視図である。ここで、層間絶縁層は明確性のために省略した。図9を参照すれば、実施形態は、基板110と、複数の半導体ピラー(120a−120e)と、各半導体ピラー(120a−120e)上に向かい合うように形成された第1および第2電荷保存素子130、140と、第1方向にアラインされた第1グループの半導体ピラー120a、120c、120d、120eに従い形成された第1および第2導電ライン150、160と、第2方向にアラインされた第3導電体190と、第2方向にアラインされた第2グループの半導体ピラー120a、120bを電気的に連結するコンタクト186とを含む。
図10は半導体ピラー(120a−120c)を含む図9のメモリセルアレイの2×2セクションの平面図である。図10に図示されたように、メモリセルアレイは隣接した構造体間での多様な間隔及び寸法により特徴づけられ得る。このような間隔及び寸法は、第1方向にアラインされた隣接した半導体ピラー120a、120bの向かい合う面に形成された電荷保存素子120a、120b間の最小距離である第1ピッチ(P1)と、第2方向にアラインされた隣接した半導体ピラー120a、120cの向かい合う面に形成された第1および第2電荷保存素子130、140間の最小距離である第2ピッチと(P2)を含む。
このような間隔及び寸法は第1および第2導電ライン150、160の厚さに対応するディメンションTを含み、P1>2Tを満たす。すなわち、第1方向にアラインされて隣接した半導体ピラー120a、120bでの第1および第2導電ライン150、160は絶縁物質によって分離され、互いに接触しない。一方、2T>P2を満たす。すなわち、第2方向にアラインされ隣接した半導体ピラー120a、120c上に形成された第1および第2導電ラインは互いに連続して、半導体ピラー120a、120cを互いに接触させる。
当業者によく知られているように、フラッシュメモリアレイのサイズ(size)、寸法、ドーピングレベルおよび物質などは、安定的な動作を保証するために、選択、プログラミング、消去、読み出し動作をする時、メモリセルの多様なロードに印加されなければならない電圧を決定する。前述のフラッシュメモリセルアレイの実施形態は下の表1によってうまく動作され得る。表1では図3のメモリセル10aを動作させる場合を例にあげ、基板には接地(0V)されている。
選択されていないビットライン(すなわち、BL1−BL3)に印加される電圧は、フローティングされ得る。
図11は図6に対応する他の実施形態による断面図である。図11による実施形態は、半導体基板110と、半導体基板110から突出された第1および第2半導体ピラー120a、120bと、第1ジャンクション領域112と、第1および第2導電ライン150、160と、第1および第2電荷保存素子130、140と、半導体ピラー120a、120bの上面に形成された第2ジャンクション領域122と、基板110と第3導電ライン190を分離する層間絶縁層188と、コンタクトホール185と、第3導電ライン190と第2ジャンクション領域122間を電気的に接触させるためにコンタクトホール185を満たす導電物質186とを含む。電荷保存素子130、140各々はフローティングゲート135、145、トンネリング層パターン132、142、ブロッキング層パターン136、146を含む。フローティングゲート135、145はポリシリコンまたはドーピングされたポリシリコンから成り得る。電荷トラップ層はフローティングゲート構造で代替され得る。
トンネリング層パターン132、142は約30ないし100Åの厚さを有し得て、SiO2、SiONから成るグループから選択された物質またはこれらの組合せまたは混合物から成され得る。ブロッキング層パターン136、146は約50ないし150Åの厚さを有し得て、SiOx/SixNy/SiOx(ONO)、SiOx、SixNy、Al2O3、HfAlOx、HfAlON、HfSiOx、HfSiONおよびこれらの組合せおよび混合物から成るグループから選択される。
図3−11に図示された実施形態によるフラッシュメモリ装置の製造方法を、図12A−12Nに図示する。図12Aおよび図12Bに図示されたように、多数の半導体ピラー120が第1方向に(例えば、軸B−B’に従い)間隔(P1’)ほど離隔され、前記第1方向と垂直の第2方向に間隔(P2’)ほど離隔され基板110に形成される。半導体ピラー120はハードマスク層を塗布して、ハードマスク層の一部を露出する適切なフォトレジストパターンを形成し、フォトレジストパターンをエッチマスクとして利用して、ハードマスク層の露出した部分を除去し、ハードマスクパターン(121)を形成する。このようなハードマスクパターン121は半導体基板110を深さ(D2)ほど、例えば、500−5000Åほど、エッチングして、基板110から突出した半導体ピラーを形成するのに使用される。
図12Cを参照すれば、エッチングされた基板110上にバッファ絶縁層111を形成する。バッファ絶縁層111は露出された半導体表面上に例えば、SiO2で20−30Åの厚さで形成し得る。基板110は一つ以上のp型ドーパント115の十分な量のイオンインプラントおよび/または熱処理に露出され、基板110の上面にp型ウェル(図示せず)が形成される。p型ウェルの表面部にはしきい電圧を調節するための目的で低エネルギーのイオンインプラントプロセスをさらに行い得る。その後、バッファ絶縁層111が除去される。
図12Dに図示されたように、電荷保存素子層140aが半導体ピラー120の側壁に形成される。電荷保存素子層140aは例えば、30−50Åの厚さのトンネリング層142aと、30−100Åの厚さの電荷保存層144aと、50−150Åの厚さのブロッキング層(146a)とを含む。図12Eに図示されたように、電荷保存素子140a上に例えば、1000−5000Å厚さの導電ライン(150a)を形成する。導電ラインの水平厚さT(またはスペーサ構造体のベースから測定する場合TL)と、隣接した半導体ピラー120の間隔(P1、P2)の関係によって、第2方向(DR2)にアラインされた半導体ピラー120上に形成された導電ラインは互いに連結され、第1方向(DR1)にアラインされた半導体ピラー120上の導電ラインは互いに連結されていない。
図12Fに図示されたように、コモンソースライン112は第1方向(DR1)にアラインされ隣接した半導体ピラー120のグループ間に形成される。コモンソースライン112は半導体ピラー、電荷保存層140a、導電ライン150aおよびハードマスクパターン121をインプラントマスクとして利用し、基板110の露出した領域に一つ以上のドーパント117をインプラントして、形成し得る。図12Gを参照すれば、2TよりP2が小さいため、第1方向(DR1)に配列された半導体ピラー間の導電物質は、n型ドーパントが基板の下領域にインプラントされないようにする。
図12Fを参照すれば、半導体ピラー120を囲む導電ライン150aは一つ以上の導電物質を利用して一つ以上の層をコンフォーマルに(conformal)塗布することによって形成し得る。コンフォーマルした導電層にエッチバック(ブランケットエッチ(blacket etch)とも呼ばれる)工程を行い、導電性の側壁スペーサ構造体を形成する。
図12H−12Kに図示されたように、結果物上に第1方向(DR1)にアラインされた半導体ピラー間に導電ライン(150a)と電荷保存素子(140a)の部分を露出するフォトレジストパターン184に形成する。このようなフォトレジストパターン184をエッチマスクとして利用して、分離トレンチ170は多重エッジステップを経て下部物質を除去して形成される。ここで、下部物質は例えば、ポリシリコンおよび/または導電物質150a、ブロッキング酸化層146a、電荷保存層144a(例えば、SiN)、トンネリング酸化層142aであり得る。分離トレンチ170の深さは、分離トレンチ170が半導体ピラー120の最も下の地点よりさらに低い地点までさらに深くなるように選択される。このようにする理由は、分離トレンチ170の両側にある第1ジャンクション領域112間にパンチスルーが起きないようにするためである。分離トレンチ170は半導体ピラー120それぞれの向かい合う面にある物質を互いに分離し、離隔された第1および第2導電ライン150、160と、離隔された第1および第2電荷保存素子130、140を形成する。
図12L−図12Nを参照すれば、フラッシュメモリセルアレイの実施形態は分離トレンチマスクパターン184とハードマスクパターン121を除去することによって完成され得る。層間絶縁層(ILD)188が残された構造体上に積層され得る。フォトレジストパターン(図示せず)が絶縁層188上に形成され、コンタクトが形成される領域を露出する。フォトレジストパターンをエッチングマスクとして利用して、層間絶縁層188の露出した領域を除去し、半導体ピラー120の上面の領域を露出するコンタクトホール185を形成する。
残っている層間絶縁層188をインプラントマスクとして利用し、半導体ピラー120の露出した部分は一つ以上のn型不純物でインプラントされ得る。続いて、熱処理をして不純物を活性化し、半導体ピラー120の上面に第2ジャンクション領域122を形成し得る。その後、コンタクトホール185は導電物質186で満たされ得る。例えば、一つ以上の導電物質を、コンタクトホールを十分に満たすように塗布し、エッチバックまたはCMPを利用して導電物質の上面を除去し、コンタクトホールを満たす導電性プラグを形成する。第3導電ライン190、例えば、ビットラインは塗布、パターニングおよび適切な導電層のエッチングによって形成され得る。このようにすることによって第3導電ライン190は第2方向(DR2)にアラインされた半導体ピラー120と電気的に接触し得る。
図13を参照すれば、前述した実施形態および/または前記の請求項で説明されるフラッシュメモリ装置は多様な応用において利用され得る。例えば、ICカードシステムに利用されるが、ICカードシステムにはスマートカード、セキュアデジタル(Secure Digital、SD)カード、コンパックフラッシュ(Compact Flash、CF)カード、メモリスティック、マルチメディアカードなどがあり得る。図13には、このような応用の例としてICカードシステムが挙げられており、ICカードシステム200はエッジコネクタ(edge connector)のようなインターフェース210を含み得るが、これはカメラまたはカードリーダのようなホスト(図示せず)から情報(例えば、データおよび命令)を受けたり、ホストに情報を伝達するコミュニケーション経路を構成するようになる。また、ICカードシステム200は動作中にプロセッサ230によって発生したデータを保存する揮発性メモリ240(例えば、DRAM)と、アプリケーションプログラム、構成パラメータ、ホストと通信してカードシステムの動作を向上させるための他の情報を保存する不揮発性メモリ250を含み得る。
以上添付された図面を参照して、本発明の実施形態を説明したが、当業者は本発明の技術的思想や必須の特徴を変更せずとも他の具体的な形態で実施されるということを理解し得る。そのため、上述の実施形態はすべての面において例示的なものであり、限定的なものではないものと理解されたい。
112 第1ジャンクション領域
122 第2ジャンクション領域
120a−120e 半導体ピラー
130 第1電荷保存素子
140 第2電荷保存素子
150 第1導電ライン
160 第第2導電ライン
170 分離トレンチ構造
186 コンタクト
190 第3導電ライン
122 第2ジャンクション領域
120a−120e 半導体ピラー
130 第1電荷保存素子
140 第2電荷保存素子
150 第1導電ライン
160 第第2導電ライン
170 分離トレンチ構造
186 コンタクト
190 第3導電ライン
Claims (26)
- 半導体基板と、
前記半導体基板内に形成された第1および第2ソースラインと、
前記第1および第2ソースライン間の前記半導体基板から延長された半導体ピラーと、
前記半導体ピラーの向かい合う面に形成され、第1および第2ソースラインと共に動作する第1および第2電荷保存構造と、
前記半導体ピラーに隣接して形成され、前記第1および第2電荷保存構造を電気的に分離する第1および第2トレンチ構造と、
前記第1電荷保存構造に隣接して形成された第1ワードラインと、前記第2電荷保存構造に隣接して形成された第2ワードラインと、
前記半導体ピラーの上面に形成されたコモンドレインコンタクトとを含むフラッシュメモリセルペア。 - 前記電荷保存構造の各々は
前記半導体ピラーの側面に形成されたトンネリング層パターンと、
前記トンネリング層パターン上に形成された電荷保存層パターンと、
前記電荷保存層パターン上に形成されたブロッキング層パターンを含む請求項1に記載のフラッシュメモリセルペア。 - 前記トンネリング層パターンはシリコン酸化層、シリコン窒化層、シリコン酸窒化層およびその組合せから成るグループから選択された絶縁物であり、
前記電荷保存層パターンはSixNy、Al2O3、HfAlOx、HfAlON、HfSiOx、HfSiONおよびその組合せから成るグループから選択された物質であり、
前記ブロッキング層パターンはSiOx/SixNy/SiOx、SiOx、SixNy、Al2O3、HfAlOx、HfAlON、HfSiOx、HfSiONおよびその組合せから成るグループから選択された絶縁物である請求項2に記載のフラッシュメモリセルペア。 - 前記電荷保存層パターンは層、ナノドット、球形、半球形およびナノ結晶から成るグループから選択された構造を示す請求項3に記載のフラッシュメモリセルペア。
- 第1および第2ワードラインはTaN、NiTa、Ti、TiN、Ta、W、WN、Hf、Nb、Mo、Ru2O、Mo2N、Ir、Pt、Co、Crおよびその合金、ドーピングされたポリシリコンおよびその組合せから成るグループから選択された導電物質である請求項1に記載のフラッシュメモリセルペア。
- 前記トンネリング層パターンはシリコン酸化層、シリコン窒化層、シリコン酸窒化層およびその組合せから成るグループから選択された絶縁物であり、
前記電荷保存層パターンはポリシリコンであり、
前記ブロッキング層パターンはSiOx/SixNy/SiOx、SiOx、SixNy、Al2O3、HfAlOx、HfAlON、HfSiOx、HfSiONおよびその組合せから成るグループから選択された絶縁物である請求項1に記載のフラッシュメモリセルペア。 - 前記第1および第2ソースラインは前記半導体基板の主表面の下にジャンクションの深さがDsになるよう延長され、
前記第1および第2トレンチ分離構造は前記半導体基板の周辺下にトレンチの深さがDtになるよう延長されているとき、Dt≧Dsである請求項1に記載のフラッシュメモリセルペア。 - 半導体ピラーは半導体基板の主面からピラー高さ(D2)まで垂直に延長され、前記半導体ピラーの水平方向の寸法の平均値をWpとするとき、前記半導体ピラーの縦横比(D2/Wp)は1以上である請求項1に記載のフラッシュメモリセルペア。
- 前記半導体ピラーはシリンダー型である請求項8に記載のフラッシュメモリセルペア。
- 半導体基板上に形成されたフラッシュメモリセルペアのアレイを備えた半導体メモリ装置であって、
前記フラッシュメモリセルペアの各々は、第1および第2ソースライン間の前記半導体基板から延長された半導体ピラーと、前記半導体ピラーの向かい合う面に形成され第1および第2ソースラインと共に動作する第1および第2電荷保存構造と、前記半導体ピラーに隣接して形成され前記第1および第2電荷保存構造を電気的に分離する第1および第2トレンチ構造と、前記第1電荷保存構造に隣接して形成された第1ワードラインと、前記第2電荷保存構造に隣接して形成された第2ワードラインと、前記半導体ピラーの上面に形成されたドレインコンタクトとを含み、
前記アレイ中の前記フラッシュメモリセルペアは、第1グループと第2グループに分類され、
前記第1グループのフラッシュメモリセルペアは第1軸(DR1)にそって配置され、前記第1グループのフラッシュメモリセルペアの各々は隣接する前記フラッシュメモリセルペアから第1ピッチ(P1)ほど離隔されていて、
前記第2グループのフラッシュメモリセルペアは前記第1軸(DR1)と角度θを成す第2軸(DR2)にそって配置され、前記第2グループのフラッシュメモリセルペアの各々は第1メモリセルと第2メモリセルを含み、前記第1メモリセルの各々は第1コモンソースライン及び第1ワードラインと共に動作し、前記第2メモリセルの各々は第2コモンソースライン及び第2ワードラインと共に動作して、前記第2グループのフラッシュメモリセルペアの各々は隣接する前記半導体メモリセルペアから前記第1ピッチ(P1)より大きい第2ピッチ(P2)ほど離隔されていて、
前記各メモリセルは一つの前記第1グループと一つの前記第2グループのみに共有されている半導体メモリ装置。 - 前記第1および第2ワードラインは、側面のベースの厚さがTLであり、P2<2TLを満たす請求項10に記載の半導体メモリ装置。
- 隣接する前記分離構造から測ったワードラインの垂直方向の最小の厚さは、ソースラインドーピングが前記第1グループのフラッシュメモリセルペアの隣接するペア間の半導体基板に入らないようにするのに十分な厚さである請求項10に記載の半導体メモリ装置。
- 半導体基板上に半導体ピラーを形成し、
前記半導体ピラー上に電荷保存構造を形成し、
前記電荷保存構造上に導電パターンを形成し、
前記半導体ピラーの向かい合う面の半導体基板内に、第1および第2ソースラインを形成し、
第1および第2分離トレンチ構造を形成することによって、前記導電パターンを第1および第2ワードラインに分離して、前記電荷保存構造を第1および第2メモリセルで区分して、
前記半導体ピラーの上面にコモンビットラインコンタクトを形成することを含むフラッシュメモリセルペアの製造方法。 - 前記半導体ピラーを形成することは、
前記半導体基板上にハードマスク層を形成し、
前記ハードマスク層上にソフトマスクパターンを形成して前記ハードマスク層の一部を露出し、
前記ハードマスク層の露出された部分をエッチングして前記半導体基板の一部を露出するハードマスクパターンを形成し、
前記半導体基板の露出された部分をエッチングして半導体ピラーを形成することを含む請求項13に記載のフラッシュメモリセルペアの製造方法。 - 前記半導体ピラーを形成することは、
前記半導体基板上にマスク層を形成し、
前記マスク層をエッチングとパターニングして前記半導体基板の一部を露出する開口部を有するマスクパターンを形成し、
前記開口部をエピタキシャル半導体物質で満たし、
前記マスクパターンを除去することを含む請求項13に記載のフラッシュメモリセルペアの製造方法。 - 半導体ピラーを形成することは、
前記エピタキシャル半導体物質の上部を除去して前記マスクパターンの上面が露出するようにし、エピタキシャル半導体物質の上面が平坦になるようにすることを更に含む請求項15に記載のフラッシュメモリセルペアの製造方法。 - 前記半導体ピラーを形成することは、
前記開口部内に非晶質エピタキシャル物質層を塗布し、
前記非晶質エピタキシャル物質層を処理して前記半導体基板の構造に対応する結晶配列を有する単結晶構造に変更することを含む請求項15に記載のフラッシュメモリセルペアの製造方法。 - 前記半導体ピラー上に電荷保存構造を形成すること、
前記半導体ピラーの側面にトンネリング層パターンを形成し、
前記トンネリング層パターン上に電荷保存層パターンを形成し、
前記電荷保存層パターン上にブロッキング層パターンを形成することを含む請求項13に記載のフラッシュメモリセルペアの製造方法。 - 前記トンネリング層パターンはシリコン酸化層、シリコン窒化層、シリコン酸窒化層およびその組合せから成るグループから選択された絶縁物で形成され、
前記電荷保存層パターンはSixNy、Al2O3、HfAlOx、HfAlON、HfSiOx、HfSiONおよびその組合せから成るグループから選択された物質で形成され、
前記ブロッキング層パターンはSiOx/SixNy/SiOx、SiOx、SixNy、Al2O3、HfAlOx、HfAlON、HfSiOx、HfSiONおよびその組合せから成るグループから選択された絶縁物で形成されることを含む請求項18に記載のフラッシュメモリセルペアの製造方法。 - 前記電荷保存構造上に前記導電パターンを形成することは、
TaN、NiTa、Ti、TiN、Ta、W、WN、Hf、Nb、Mo、Ru2O、Mo2N、Ir、Pt、Co、Crおよびその合金、ドーピングされたポリシリコンおよびその組合せから成るグループから選択された導電物質層を塗布し、
ブランケットエッチを利用して前記導電物質層の一部を除去し、前記電荷保存構造の外部面上に導電側壁構造を形成することを含む請求項13に記載のフラッシュメモリセルペアの製造方法。 - 前記半導体ピラー上に電荷保存構造を形成することは、
ポリシリコンで前記電荷保存層パターンを形成することを含む請求項18に記載のフラッシュメモリセルペアの製造方法。 - 前記導電パターンを形成することは、
ドーピングされていないポリシリコンから得られた仕事関数と比較して、0.2eV以上仕事関数を変化させるのに十分なドーパントの量を有するドーピングされたポリシリコン層を形成することを含む請求項21に記載のフラッシュメモリセルペアの製造方法。 - 半導体基板上に半導体ピラーのアレイを形成し、
前記半導体ピラーの各々の上に電荷保存構造を形成し、
導電素子の導電パターンとスペースを形成して前記電荷保存構造の第1グループを定義するが、前記第1グループの各々は第1軸(DR1)と平行な軸に従ってアラインされ、前記第1グループそれぞれの各構成要素は単一の導電素子を共有し、
隣接する前記導電素子間の前記半導体基板内に第1および第2ソースラインを形成し、
前記半導体ピラーの上面にコモンビットラインコンタクトを形成し、
第2軸(DR2)と平行な軸に従ってアラインされた前記電荷保存構造の第2グループを電気的に連結するコモンビットラインを形成することを含み、各メモリセルは一つの前記第1グループおよび一つの前記第2グループのみに共有されるフラッシュメモリセルペアの製造方法。 - 単一の軸に従ってアラインされた各第1グループは、前記単一の軸と平行な軸に従ってアラインされた隣接する第1グループとピッチ(P1)ほど離隔されており、
第1グループ内の各ピラーは、前記第1グループ内の隣接したピラーとピッチ(P2)ほど離隔されており、P1>P2である請求項23に記載のフラッシュメモリセルペアの製造方法。 - 前記導電パターンを形成することは、
厚さT0のコンフォーマルな導電層を形成し、
異方性エッチを利用して前記導電層をエッチングし、側面のベースの厚さがTLである側壁構造を形成することを含み、P2<2TLである請求項24に記載のフラッシュメモリセルペアの製造方法。 - 隣接する前記半導体ピラー間で測った前記導電パターンの最小の厚さは、前記T0の50%より小さい請求項25に記載のフラッシュメモリセルペアの製造方法。
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2007
- 2007-06-20 JP JP2007163103A patent/JP2008010868A/ja active Pending
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