JP2017092470A - 埋め込みフラッシュメモリの窒素フリースペーサあるいは酸化物スペーサ - Google Patents
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Abstract
Description
窒素フリーあるいは酸化物スペーサ126a、126bは、選択ゲート110a、110b (128a、128bを参照)の内壁に沿って設置され、且つ、SG誘電体116a、116b中の側壁凹部中に延伸する。窒素フリーあるいは酸化物スペーサ126a、126bは、それぞれ、テーパ状で、メモリゲート側壁スペーサ120a、120bで、第一高さを有する上表面を有し、且つ、第一および第二独立ソース領域104a、104bに近い箇所に、第一高さより減少した第二高さを有する。つまり、第二ソース/ドレイン側に位置する、窒素フリーあるいは酸化物スペーサ126a、126bの高さ(第二高さ)は、メモリゲート側壁スペーサ120a、120b側に位置する、窒素フリーあるいは酸化物スペーサ126a、126bの高さ(第一高さ)より低い。
102a…第一メモリセル
102b…第二メモリセル
103…対称軸
104a…第一独立ソース領域
104b…第二独立ソース領域
106…コモンドレイン領域
108…半導体基板
110a…第一選択ゲート
110b…第二選択ゲート
112’ …メモリゲート層
112a’、112b’…メモリゲート前駆物
112a…第一メモリゲート
112b…第二メモリゲート
114a…第一チャネル領域
114b…第二チャネル領域
116’…選択ゲート誘電体
116a、116b…選択ゲート誘電体
117、121…誘電体層
118’…電荷トラップ層
118a、118b…電荷トラップ誘電体構造
119…電荷トラップ層
120a、120b…メモリゲート側壁スペーサ
122’…第一メモリゲートスペーサ
122…第一内部メモリゲートスペーサ
124…第二外部メモリゲートスペーサ
126’…窒素フリーあるいは酸化物スペーサ層
126a、126b、128a、128b…窒素フリーあるいは酸化物スペーサ
130’…窒化物スペーサ材料
130a、130b…窒化物側壁スペーサ
132…層間誘電体
134…コンタクト
136…シリサイド層
200…フローチャート
202~224…動作
302a、302b…選択ゲートハードマスク
602…異方性エッチング
702…第二エッチング
902…第三エッチング
904…マスク
1002…第四エッチング
1302…第五エッチング
1102…外側壁凹部
1104…内側壁凹部
300、400、500、600、700、800、900、1000、1200、1300、1400、1500、1600、1700、1800、1900…断面図
1602…イオン注入
1702…CMP平面
Claims (13)
- スプリットゲートフラッシュメモリセルを有する集積回路であって、
チャネル領域により互いに分離される第一および第二ソース/ドレイン領域を有し、前記チャネル領域が、前記第一ソース/ドレイン領域に隣接する第一部分および前記第二ソース/ドレイン領域に隣接する第二部分を有する半導体基板と、
前記チャネル領域の前記第一部分上で隔てられ、且つ、選択ゲート誘電体により、前記チャネル領域の前記第一部分と分離される選択ゲートと、
前記チャネル領域の前記第二部分上で隔てられ、且つ、電荷トラップ誘電体構造により、前記チャネル領域の前記第二部分と分離されるメモリゲートと、
前記第二ソース/ドレイン領域に最も近い前記電荷トラップ誘電体構造の側壁凹部中に設置され、且つ、前記チャネル領域の前記第二部分の真上に位置する酸化物スペーサあるいは窒素フリースペーサ、
を有することを特徴とする集積回路。 - 前記電荷トラップ誘電体構造は、前記メモリゲートの内側壁に沿って上向けに延伸して、前記選択ゲートおよびメモリゲートの隣接する側壁を互いに分離し、且つ、前記側壁凹部の終端部に向けて前記メモリゲートの外側壁を越えて横方向に延伸して、レッジを構築することを特徴とする請求項1に記載の集積回路。
- 前記レッジ上に設置され、且つ、前記メモリゲートの前記外側壁に沿って上向けに延伸するメモリゲート側壁スペーサを有することを特徴とする請求項2に記載の集積回路。
- 前記酸化物スペーサあるいは窒素フリースペーサは、前記メモリゲート側壁スペーサの外側壁に沿って上方に延伸し、且つ、上表面を有し、
前記酸化物スペーサあるいは窒素フリースペーサはテーパ状で、前記第二ソース/ドレイン側に位置する高さは、前記メモリゲート側壁スペーサ側に位置する高さより低く、
前記酸化物スペーサあるいは窒素フリースペーサが設置される前記側壁凹部は、前記メモリゲート側壁スペーサ下方に延伸することを特徴とする請求項3に記載の集積回路。 - 前記メモリゲート側壁スペーサは、前記レッジ上に設置される第一内側側壁スペーサ、および、前記レッジ上に設置され、且つ、前記第一内側側壁スペーサと接触する第二外側壁スペーサを有することを特徴とする請求項3に記載の集積回路。
- 前記電荷トラップ誘電体構造は、第一誘電体層と第二誘電体層との間に挟まれる窒化物層、又は、第一誘電体層と第二誘電体層との間に挟まれる球状のシリコンドット層を有することを特徴とする請求項1に記載の集積回路。
- 前記第二ソース/ドレイン領域に隣接する前記酸化物スペーサの外側壁に沿って設置される窒化物スペーサを有することを特徴とする請求項1に記載の集積回路。
- 一対のスプリットゲートフラッシュメモリセルを有する集積回路であって、
コモンソース/ドレイン領域と、第一および第二独立ソース/ドレイン領域とを有し、前記第一および第二独立ソース/ドレイン領域が第一および第二チャネル領域により前記コモンソース/ドレイン領域とそれぞれ分離される半導体基板と、
前記第一および第二チャネル領域上でそれぞれ隔てられ、且つ、第一および第二選択ゲート誘電体により前記第一および第二チャネル領域とそれぞれ分離される第一および第二選択ゲートと、
前記第一および第二チャネル領域上でそれぞれ隔てられ、電荷トラップ誘電体構造により前記半導体基板と分離される第一および第二メモリゲートであり、前記電荷トラップ誘電体構造が、前記第一および第二選択ゲートの外壁に沿って上方に延伸して、前記選択ゲートの前記外壁と前記メモリゲート内壁を分離する、第一および第二メモリゲートと、
前記第一あるいは第二独立ソース/ドレイン領域に最も近い、前記電荷トラップ誘電体構造の側壁凹部中に設置され、酸化物スペーサあるいは窒素フリースペーサ、
を有することを特徴とする集積回路。 - レッジ上に設置され、前記第一あるいは第二メモリゲートの外側壁に沿って上方に延伸するメモリゲート側壁スペーサを有し、
前記電荷トラップ誘電体構造は、前記第一あるいは第二メモリゲートの外側壁から横方向で前記側壁凹部の終端部に向けて延伸して、前記レッジを構築し、
前記酸化物スペーサあるいは窒素フリースペーサは、前記メモリゲート側壁スペーサの外側壁に沿って上方に延伸するとともに、連続して下方に延伸し、前記半導体基板の上表面と接触することを特徴とする請求項8に記載の集積回路。 - さらに、
前記酸化物スペーサあるいは窒素フリースペーサの外側壁に沿って設置されるとともに、前記第一あるいは第二独立ソース/ドレイン領域に近接して設置される窒化物スペーサを有することを特徴とする請求項8に記載の集積回路。 - スプリットゲートメモリデバイスの形成方法であって、
一対の選択ゲートを、半導体基板に形成する工程と、
電荷トラップ層を、前記半導体基板上、且つ、前記選択ゲートの外壁に沿って形成する工程と、
メモリゲートを前記電荷トラップ層上に形成する工程であり、前記メモリゲートは前記一対の選択ゲートの前記外壁に隣接するとともに、前記電荷トラップ層により、前記一対の選択ゲートの前記外壁と分離される工程と、
メモリゲートスペーサを、前記メモリゲートの外壁に沿って形成する工程と、
前記メモリゲートおよび前記メモリゲートスペーサにより被覆されない前記電荷トラップ層の一部を除去するとともに、前記メモリゲートスペーサの外壁下方で、前記電荷トラップ層中に側壁凹部を残す工程と、
前記メモリゲートスペーサの外壁に沿って延伸し、且つ、前記電荷トラップ層中で、前記側壁凹部中に延伸する酸化物スペーサあるいは窒素フリースペーサを形成する工程と、
を有することを特徴とする方法。 - 窒化物スペーサを、前記酸化物スペーサの外壁あるいは前記窒素フリースペーサの外壁に沿って形成する工程を有し、
前記酸化物スペーサの前記外壁あるいは前記窒素フリースペーサの前記外壁に沿って形成される前記窒化物スペーサが、前記半導体基板の論理領域上で、ゲート電極の側壁に沿って形成される側壁スペーサと同時に形成され、
前記論理領域は、前記スプリットゲートメモリデバイスが形成される前記半導体基板のメモリ領域と異なることを特徴とする請求項11に記載の方法。 - 前記酸化物スペーサあるいは窒素フリースペーサの外壁に沿って、窒化物スペーサを形成する工程を有し、
前記窒化物スペーサが形成された後、前記窒化物スペーサの辺縁と自己整合するソース/ドレイン領域を形成することを特徴とする請求項11に記載の方法。
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