JP2864547B2 - 大規模epromメモリ及びその製造方法 - Google Patents

大規模epromメモリ及びその製造方法

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JP2864547B2 JP1207052A JP20705289A JP2864547B2 JP 2864547 B2 JP2864547 B2 JP 2864547B2 JP 1207052 A JP1207052 A JP 1207052A JP 20705289 A JP20705289 A JP 20705289A JP 2864547 B2 JP2864547 B2 JP 2864547B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の背景] この発明は、半導体メモリに関し、特に現在EPROMと
呼ばれている電気的にプログラム可能な不揮発性メモリ
に関する。更に、この発明は浮遊ゲート・メモリの製造
方法に関する。
大規模メモリ、例えば16メガビットまで記憶可能なメ
モリを得る場合には、各セルの大きさをできる限り小さ
くしなければならない。
勿論、物理的な問題により、特にフォトリソグラフィ
ック・パターンの大きさによる限界が存在する。他の限
界として、メモリ動作を乱す、製造処理に関連した寄生
の電気的パラメータによるものがある。
工業的な成功に至っていないいくつかの提案を除き、
技術に対応する大規模なメモリを得るための全ての工業
的な解決方法は、以下の主な点からなる技術に対応して
いる。
工業的なメモリ点が第1ポリシリコン・レベルからな
る浮遊ゲートと、第2ポリシリコン・レベルに対応する
制御ゲートとを有するMOSトランジスタに対応する。
トランジスタのソースが低電位バスVSSに接続されて
いる。
セル・ラインをアドレス指定するワード・ラインが第
2ポリシリコン・レベルからなる。
セルの状態を読み込むビット・ラインがワード・ライ
ンを横切ると共に、あちこちでトランジスタのドレイン
に接触する金属(アルミニウム)ラインからなる。
各メモリ点の大きさを減少するために、同一の列で隣
接する2トランジスタのドレインに唯一の接触点が設け
られ、この接触点がビット・ラインとの接触を保証し、
更に唯一の接触が2つの隣接するトランジスタのソース
とVSSとの間に設けられる。
トランジスタが厚いシリコン酸化膜により互いに分離
され(トランジスタ・ゲート酸化膜に対して厚い)、ビ
ット・ライン及びワード・ラインがこの厚い酸化膜を乗
越える。
最後に、メモリ・セルにおけるデータが以下の方法で
形成される。即ち、 メモリの全てのトランジスタのソースが低電位V
SS(例えば0ボルト)である。
プログラムするセルの制御ゲートに接続されているワ
ード・ラインがプログラム電位VPP(例えば15ボルト)
に接続され、かつ他の全てのワード・ラインが低電位V
SSにある。
プログラムする点に対応するビット・ラインが高電位
VCCに設定され(例えば10ボルト)、かつプログラムさ
れない点のビット・ラインが低電位VSSに保持される。
このようなメモリ構造及び関連のプログラム・モード
により、トランジスタのドレインは、同一のワード・ラ
インに隣接するトランジスタのドレインから厚い酸化膜
により電気的に絶縁される。このような絶縁をしなかっ
たときは、プログラムなしに、又は同時に他のプログラ
ムを消去せずに、特定のメモリ点をプログラムすること
はできない。
しかし、隣接する2つのメモリ点を絶縁する厚い酸化
膜は、主として局部的な酸化処理(locos)により得ら
れるので、大きな面積を必要とする。
局部的な酸化物を充填した溝により酸化処理の代りと
する提案がなされたが、この技術は工業的に実施するの
が容易ではない。
厚い酸化膜領域及びドレイン又はソースに向う多数の
接点をなくした構造が提案された。これらの構造はメモ
リ・アレーの大きさを減少させるが、アドレス機構が更
に複雑化し、大きな面積を必要とする。
[発明の概要] セルの大きさを減少し、かつメモリの記憶容量を増加
させるために、この発明は同一のワード・ラインに接続
された各2ラインのトランジスタ上にのみ厚い酸化物領
域が得られる新しいメモリ構造を提供するものである。
更に、提案された構造はセル間のビット・ライン上の接
触をなくすことができる。
この発明によれば、メモリは、行方向と呼ぶ第1方向
に伸延し、かつ浮遊ゲート・トランジスタの制御ゲート
を接続するアレーのワード・ラインと、列方向と呼ぶ第
2方向に伸延して前記浮遊ゲート・トランジスタのドレ
インを接続するビット・ラインからなる。
水平方向に前記トランジスタの浮遊ゲートの導電領域
より大きな導電領域が各トランジスタの浮遊ゲートに接
続され、かつ絶縁層により分離されている対応のワード
・ラインに揃えられている。
この発明の他の特徴によれば、第1導電形の基板上の
行列に従って配列された浮遊ゲートMOSトランジスタの
メモリ構造方法が提供される。前記メモリ製造方法は、
列に従って厚い酸化物領域を形成するステップと、第1
ポリシリコン・レベルを堆積し、かつエッチングして、
一方で列に従って各対の厚い酸化物列間に隣接する2つ
の第1ストリップを形成し、他方で当該対内に含まれる
部分、及び対応する厚い酸化物領域の部分にそれぞれ伸
延する2つの第2ストリップを形成するステップと、マ
スクとして前記第1ポリシリコン・レベルを用いること
により、前記第2導電形のドーパントを打ち込むステッ
プと、前記第1ポリシリコン・レベルの種々の領域間に
絶縁層を形成するステップと、第2ポリシリコン・レベ
ルを堆積し、その表面を絶縁するステップと、前記第2
ポリシリコン・レベル(35)をエッチングし、前記第1
ポリシリコン・レベルの隣接する前記第1及び第2スト
リップを前記列に従って覆うステップと、前記第2ポリ
シリコン・レベルの表面領域を横方向に絶縁するステッ
プと、第3ポリシリコン・レベルを堆積するステップ
と、行に従って前記ポリシリコン・レベルを同一マスク
によりエッチングするステップと、絶縁層を形成するス
テップと、前記第3ポリシリコン・レベルの残りのスト
リップ(ワード・ライン)と、ドレイン列(ビット・ラ
イン)と、ソースの列(一定電位ライン)との接触を確
立するステップとを有する。
この発明の前述の及び他の目的、特徴及び効果は、以
下、付図に示す好ましい実施例の詳細な説明から明らか
となる。
一般に、集積回路の表記分野では規約として種々の図
面が同一図面内、又は一つの図面から他の図面へ一定し
た縮尺により描かれることはないことに注目すべきであ
る。特に、種々の層の厚さは図の読み易さに寄与するよ
うに任意に描かれている。
第1A図は浮遊ゲート・メモリ点のトランジスタTを示
す。このトランジスタTは、浮遊ゲート1及び制御ゲー
ト2を有すると共に、第1導電形式(ソース3及びドレ
イン4)の2つの半導体領域が浮遊ゲート1及び制御ゲ
ート2により覆われた逆の導電形式のチャネル領域によ
り分離されている。
制御ゲート2はワード・ラインLMと接続されている。
ドレイン4はビット・ラインLBに接続されている。
このようなメモリ点を書き込むために、ソース3とド
レイン4の間に電流が流れている間に、制御ゲート2に
高い電位を印加することにより、浮遊ゲート1にホット
キャリアを注入して充電する。この書き込み処理は、ト
ランジスタTの導電しきい値を増加させるものであり、
一旦書き込まれると(即ちプログムされると)、その制
御ゲート2を介してプログラムされてなかったときより
高電位のときにのみ電流が流れる。
メモリ点に記憶されている情報を読み出すために、非
プログラム状態では導電しきい値電圧より高い電圧、ま
たプログラム状態では導電しきい値電圧より低い電圧が
このメモリ点のトランジスタの制御ゲート2に印加され
る。ソース3とドレイン4との間に適当な電位差を印加
し、トランジスタTに電流が流れたときは、メモリ点は
非プログラム状態にある。トランジスタTに電流が流れ
ないときは、メモリ点はプログラム状態にある。
メモリ点が(プログラム電位Vpp)にプログラムされ
るときに制御ゲート2に印加される電圧は、例えば15V
である。そのときのドレイン電圧VCCは例えば10Vであ
り、ソース電圧VSSは、例えば0V(又は接地電圧)であ
る。
メモリ点の読み出し中に制御ゲート2に印加される電
圧は、例えば5Vである。そのときのドレイン電圧VCC
例えば1.5Vであり、ソース電位は例えば0V即ち接地電位
である。
第1B図を参照すると、シリコン・ウエーハ上に設計さ
れたメモリ点の断面図が示され、トランジスタTの浮遊
ゲート1及び制御ゲート2が示されているのが解る。ソ
ース3及びドレイン4は第1導電形、例えばN+の2つの
ソース領域であり、逆導電形式、例えばP-のチャネル領
域7により分離されている。
トランジスタTの浮遊ゲート1は第1ポリシリコン・
レベル(ポリー1)からなる。浮遊ゲート1はゲート酸
化物層とも呼ばれる2酸化シリコン層5により基板から
絶縁されている。
浮遊ゲート1上には2酸化シリコン層6が存在する。
2酸化シリコン層6は浮遊ゲート1と制御ゲート2との
間に配置される。制御ゲート2は第2ポリシリコン・レ
ベル(ポリー2)から形成されている。2酸化シリコン
層6はインタポリー酸化物層とも呼ばれる。
このメモリにおいて、トランジスタTの制御ゲート2
は、ワード・ラインLMに接続される。ソース3は接地に
接続され、ドレイン4はビット・ラインLBに接続され
る。
第2図はシリコン・ウエーハ上で隣接する6メモリ点
の従来の設計の平面図である。
Tijはメモリ点アレーを形成する種々の浮遊ゲート・
トランジスタを表わし、iは行インデックス表わし、j
は列インデックス表わす。
従って、トランジスタT11〜T13は第1行、トランジス
タT21〜T23は第2行を構成する。
トランジスタT11〜T21は第1列、トランジスタT12〜T
22は第2列、トランジスタT13〜T23は第3列を構成す
る。
同一行のトランジスタ制御ゲートは、行1及び2につ
いて同一ワード・ラインLM1及びLM2とそれぞれ相互接続
されている。
同一列のトランジスタのドレインは列1〜3について
同一ビット・ラインLB1〜LB3とそれぞれ相互接続され
る。
このワード・ラインは水平方向(行方向)に伸延する
導体(実際はポリシリコン)からなる。ビット・ライン
は垂直方向(列方向)に伸延する導体である。
トランジスタTijを通過するビット・ラインは、メモ
リ点を形成する。これらは、コンタクト11によりトラン
ジスタのドレイン4と接続される。トランジスタの浮遊
ゲート1は、ドレイン4とソース3との間に配列され
る。
同一行のトランジスタのソースは共通ラインLにより
相互接続される。コンタクト11により隣接する対から絶
縁された一対のトランジスタ行は、2つの行間に配列さ
れた単一の共通ラインLを共有する。
全ての共通ラインLはコンタクト12を介して導線Aに
接続されいる。導線Aは、ソース電位VSSにあり、この
ソース電位VSSをトランジスタのソースに印加させるも
のである。
絶縁領域13は各共通ラインLと各トランジスタ列との
間に配列される。実際には、絶縁領域13は厚いシリコン
酸化膜から形成される。
トランジスタの浮遊ゲート1は絶縁領域13から突起し
ている。
2つのトランジスタ、例えばトランジスタT12及びT13
は、第3図に示されている。第3図は、第2図の線YY′
に沿った断面図である。
トランジスタT12及びT13は絶縁領域13により分離され
る。浮遊ゲート1の下には、ゲート酸化物層5が配列さ
れる。この断面図に対する浮遊ゲート1の大きさは、ゲ
ート酸化物層5より大きい、浮遊ゲート1上のインター
ポリー酸化物層6に注意すべきである。ワード・ライン
LM1はトランジスタの行に沿って伸延し、かつトランジ
スタの位置で制御ゲート2を形成している。
ワード・ラインLM1は絶縁層14により覆われている。
この絶縁層14は、例えば低い温度(約850〜960℃)で溶
融可能なボロン及びリンによりドーピングされたシリコ
ン酸化膜(BPSG)からなる。
ビット・ラインLB1及びLB3はそれぞれトランジスタT1
2及びT13の上、絶縁層14上に配列されている。
第4図は第2図の2つのトランジスタT12及びT22にお
ける線ZZに沿った断面図である。
第1B図に示すように、各トランジスタは、ソース3
と、チャネル領域7により分離されたドレイン4と共
に、ゲート酸化物層5、浮遊ゲート1のインターポリー
酸化物層6及び制御ゲート2を形成する層の重なりを有
する。
トランジスタの制御ゲートは絶縁層14により覆われて
いる。ビット・ラインLB2はコンタクト11により2つの
トランジスタのドレインと接続されている。
前述の従来技術は、大きさを減少させる可能性を制限
する要素が存在する。一方、2トランジスタ列毎にビッ
ト・ラインとドレイン領域との間に一連の接触が存在す
る。他方、第2図は各共通ライン対と各トランジスタ列
対との間に厚いシリコン酸化膜からなる絶縁領域13を示
している。
更に、第4図には、トランジスタT12及びT22のドレイ
ン領域との接触でビット・ラインLB2を交差する製造段
階が示されているのが解る。例えばアルミニウムからな
る全てのビット・ラインは、各対のトランジスタ列で交
差しなければならないので、アルミニウムのラインは亀
裂を生じ易い。
この発明は、これらの欠点なくすと共に、高い結合係
数を与える構造を提供するものである。
第5A図及び第5B図は上から見たこの発明の構造を示
す。第5B図は第3ポリシリコン・レベルを堆積し、種々
のポリシリコン・レベルをエッチングした後の構造を示
す。ここでも、トランジスタは行列アレーに従って配列
されている。第1行のトランジスタはトランジスタT11
及びT12により表わされ、第2行のトランジスタはトラ
ンジスタT21及びT22により表わされる。Tijは更に一般
的に行i及び列jの交点のトランジスタを表わす。
行iのトランジスタの制御ゲートはワード・ラインLM
iと呼ぶ全体が水平方向の導体と相互接続される。ワー
ド・ライン(ポリシリコン)は行方向に伸延している。
ビット・ラインLBjは第1導電形、例えばN+の基板領
域からなる。各ビット・ラインは各トランジスタTの位
置でドレイン21を直接構成している。従って、各ビット
・ライン(第2図のコンタクト11)上の各対の行でコン
タクトを備える必要はない。
全体として垂直方向をなす導電性の一定電位ラインB
が各対のビット・ライン間に配列されている。これらの
一定電位ラインBはビット・ラインLBjのように、第1
導電形の領域からなり、トランジスタの位置でソース領
域22を形成している。
第5A図及び第5B図に示す2つのビット・ラインLB1及
びLB2の各側部は、同一の一定電位ラインBの両側に配
列されたものであり、通常は厚いシリコン酸化膜からな
る絶縁領域24が存在する。
トランジスタの浮遊ゲート23は、第1ポリシリコン・
レベル(ポリー1)に対応し、かつ各一定電位ラインB
の両側に配列されている。
第1ポリシリコン・レベルからなる導電領域Eは、絶
縁領域(24)のトランジスタの列に隣接する側部を覆
い、かつこれより長さ1に従って突起している。浮遊ゲ
ート23は、第5A図の製造段階では、未だ、列方向に伸延
し、P1により表わされるポリー1のストリップの一部で
ある。第5B図に示す構造段階で、ポリー1のストリップ
P1をエッチングし、浮遊ゲート23をポリー1の長方形に
正確に形成する。
第5A図において、第2ポリシリコン・レベル(ポリー
2)により形成された層35′は各ポリー1及びストリッ
プP1に接続されており、列方向に伸延している。導電領
域35′の幅は、各ポリー1のストリップP1の幅より大き
い第5B図において、ポリーP2からなり、導電領域35′を
エッチングした後の導電領域35′の残りの対応する導電
領域35が示されている。各導電領域35は浮遊ゲート23に
接続されている。導電領域35の列方向の大きさは浮遊ゲ
ート23のものと同一である。また、導電領域35の行方向
の大きさは浮遊ゲート23のものより大きい。行方向にお
いて、導電領域35は、長さaだけソース領域22の近傍で
浮遊ゲート23から突出する。また、導電領域35は導電領
域Eを通過し、かつ導電領域Eから長さbだけ突出して
いる。
ワード・ラインLM1及びLM2は第3ポリシリコン・レベ
ル(ポリー3)からなる。
トランジスタのソース及びドレインが水平方向に配列
されているので、チャネルにおける電流は、水平方向又
はワード・ライン方向に流れる。従って、トランジスタ
はワード・ラインと同一方向に配列されているチャネル
領域を形成する。
第6A図〜第6G図は第5A図又は第5B図のYY′に沿った断
面図であり、それぞれシリコン基板20上に実施したこの
発明による製造処理工程に対応する。
第6A図は、厚い酸化物領域24及びゲート酸化物層27を
形成した後、一方でトランジスタの浮遊ゲート23を後に
決定するポリー1のストリップP1を形成し、他方で導電
領域Eを形成する第1ポリシリコン・レベルを堆積し、
かつエッチングした後の初期段階での構造を示す。厚い
酸化物領域24の厚さは例えば700nmであり、ゲート酸化
物層27の厚さは例えば20nmである、通常、P型領域18は
厚い酸化物領域24の下に配列されている。これらの領域
18はチャネル・ストップ領域と呼ばれている。ゲート酸
化物層27の下の配列され、メモリ・トランジスタをトリ
ガするしきい値を決定するドープ領域19が示されてい
る。
図面を読み易くするために、P型領域18及び19は第6A
図〜第6G図には示されていない。
第6B図は、一方がビット・ラインLBjに対応し、他方
が一定電位ラインBに対応する高度のドーピングにより
N+型領域を形成した後の中間段階での構造を示す。
第6B図もポリー1領域間の絶縁層36を堆積した後の構
造を示している。通常、プレーナ化処理を用いて同時に
絶縁層36の上面及び第1ポリシリコン・レベルの上面を
設ける。絶縁層36は、例えばCVDを介してTEOSソース
(テトタエチル・オルソ・ケイ酸塩)から得たシリコン
酸化物からなる。
第6C図は第2ポリシリコン・レベル35′を堆積し、通
常インタポリー酸化物層と呼ばれる絶縁層28を形成した
後の中間段階での構造を示す。この構造での絶縁層28
は、3つの層、即ちシリコン酸化物、窒化シリコン、シ
リコン酸化物を積み重ねたONOと呼ぶ構造からなる。
第6D図はインタポリー酸化層である絶縁層28と、一定
電位ラインBの位置に配列された絶縁層36の部分のレベ
ルで、他方、厚い酸化物層24上に配列された絶縁層36の
位置で第2ポリシリコン・レベル35′とをエッチングし
た後の中間段階を示す。
また、第6D図はエッチングにより決定された第2ポリ
シリコン・レベル35′の行方向に沿って各端で角酸化膜
と呼ばれる酸化物領域37を形成した後の構造を示す。
第6E図は、ワード・ラインLMiを形成した第3ポリシ
リコン・レベル(ポリー3)を堆積し、ポリー3と、絶
縁層28と、ポリー2及び1とのエッチング後の中間段階
での構造を示し、これによって、ポリー3に形成された
ワード・ラインLMiと、第2ポリシリコン・レベル35′
に形成された導電領域35と、ポリー1のストリップP1に
形成された浮遊ゲート23とを決定させる。
これら種々の層をエッチングした結果の構造は第5B図
の線ZZ′に沿った断面図である第7図にも示されてい
る。
第6E図には、ONOインタポリー絶縁層28及び角酸化物
領域37がワード・ラインと導電領域35との間の絶縁を確
保することが明らかである。
第6F図は絶縁層29を堆積した後の中間段階での構造を
示す。この絶縁層29は例えばボロン及びリンをドーピン
グしたシリコン酸化物(BPSG)からなる。
第6G図は絶縁層29上に配列され、かつ例えばアルミニ
ウムからなる導電線30を形成した後での構造を示すもの
であり、各線がビット・ライン上に配置されている。
導電線30は他のメモリ・ブロックのビット・ラインに
接続されている(実際には、メモリ点は通常、複数のブ
ロックにグループ分けされ、各ブロックは与えられた数
の行列からなる)。従って、これらのビット・ライン
と、これらのビット・ラインを接続しているトランジス
タのドレインとに所望の電圧を印加させる。
導電線30は、従来技術ではアルミニウム線によるしか
なかったステップ交差に固有の欠点を除去することがで
きる平な面上に伸延する。
更に、複数対の導電線30間の間隔は、従来技術のパタ
ーンではビット・ラインを構成している複数対のアルミ
ニウム線間に存在する間隔より広い。
第7図は、第5B図の線ZZ′に沿った断面図である。浮
遊ゲート23が示されているが、これらの浮遊ゲート23は
ゲート酸化物層27上に配列されている。更に、第2ポリ
シリコン・レベルにより形成された導電領域35と、導電
領域35上に配列されたONOインタポリー絶縁層28とが示
されている。更に、トランジスタの位置で制御ゲート25
に対応する2つのワード・ラインLM1及びLM2にも注意す
べきである。
第8A図は、当該構造が導電領域35をトランジスタの浮
遊ゲート23に接続していない場合に、トランジスタの位
置に存在する容量を示す。また、第8B図はこの発明によ
るトランジスタの位置に存在する容量を示す。
いずれの場合も、電圧VMをワード・ラインLM2に印加
したときに、次式からこれら2電圧に関連する結合係数
γを計算することにより浮遊ゲート上の電圧VFが得られ
る。
VF=γVM また、係合係数γをインターポリー酸化物層のレベル
の容量と全ての容量の総和との間の比により決定され
る。
第8A図を参照すると、ワード・ラインLM2と浮遊ゲー
ト23との間のインタポリー絶縁層28のレベルのCOIに注
意すべきである。更に、浮遊ゲート23とシリコン基板20
との間のゲート酸化物層27のレベルの容量COGも存在す
る。
結合係数γは次式により定義される。
γ=COI/(COI+COG) 結合係数γを表わす値を、素子の大きさの通常値を用
いることにより計算することができる。即ち、 −行方向の浮遊ゲートの長さ:0.8nm −インターポリー酸化物層の厚さ:20nm −ゲート酸化物層の厚さ:20nm 従って、結合係数γの値は、0.8/20と0.8/20+0.8/20
との間の比に等しい。即ち、結合係数γは0.5である。
導導領域35がトランジスタの浮遊ゲートと接続されて
いる場合に対応する第8B図を参照すると、他の容量C′
OIがインタポリー絶縁層28のレベルに現れ、ワード・ラ
インLM2と導電領域35との間に配列されている。更に、
ゲート酸化物層27のレベルに容量C′OGも存在する。同
様に、行方向に長さaによる浮遊ゲート23上に伸延する
導電領域35の部分に対応する容量COAと、導電領域Eか
ら浮遊ゲート23を絶縁するTEOS型酸化膜のレベルに容量
CODと、伸延する導電領域Eの部分とシリコン基板20と
の間に配列されたゲート酸化物層27のレベルで厚い酸化
層24上に長さ1で伸延する導電領域Eの部分に対応する
容量CBOと、厚い酸化層24と揃えられ、厚い酸化層24上
に配列された導電領域Eに対応する容量CZIと、2つの
導電領域Eを絶縁するTEOS型の酸化膜の部分及び厚い酸
化層24と揃えられ、長さbで導電領域E上の導電領域35
の伸延に対応する容量COBとが存在する。
結合係数γは次式により定義される。
γ=C′OI/(C′OI+COA+C′OG+C′OD+CBO+CZI
+COB) 結合係数γを表わす値を通常次の値を用いて計算する
ことができる。
−aにより表わす行方向に浮遊ゲート上の導電領域35の
伸延:0.2μm −行方向に浮遊ゲート上の長さ:0.8μm −導電領域Eから浮遊ゲート23を絶縁するTEOS型酸化膜
の部分の長さ::0.8μm −行方向に厚い酸化物領域24 2上の導電領域35の伸延:
0.4μm −行方向に導電領域Eの長さ:0.8μm −bにより表わす行方向に導電領域E上の導電領域35の
伸延:0.2μm −インターポリー酸化物層の厚さ:20nm −ゲート酸化物層の厚さ:20nm −TEOS型酸化物層の厚さ:200nm −絶縁領域の厚さ:700nm −インターポリー酸化物層の厚さ:20nm その場合に、結合係数γの値は、 値(0.2+0.8+0.8+0.8+0.2)/20と、値(0.2+0.8+
0.8+0.8+0.2)/20+0.2/(200+20)+0.8/20+0.8/
(200+20)+0.4/20)+0.4/700+0.2/(200+700)と
の間の比に等しい、即ち、結合係数γはほぼ0.70に等し
い。
この構造は、トランジスタの浮遊ゲートに接続されて
いる導電領域35の存在により、ほぼ結合係数γを改善さ
せることができる。
第9図はこの発明の変形を示す。第9図は第6G図に対
応する断面図であり、この発明による構造を構成する種
々の要素を備えている。その主な要素は、 −各トランジスタの位置で第1ポリシリコン・レベルに
対応する浮遊ゲート23、 −トランジスタの位置のドレイン21に対応する2つのビ
ット・ラインLB1及びLB2、 −厚いシリコン酸化物からなる厚い酸化物領域24、 −トランジスタの位置の制御ゲート25に対応する第3ポ
リシリコン・レベルからなるワード・ラインLM1、 第6G図で対応する線に対して異なる構造を有する一定
電位ラインB′ である。
この発明によれば、第9図のゲート酸化物層27′は、
通常の値では非常に薄い。その厚さは約10nmである。
一定電位ラインB′は種々の濃度でドーピングされた
2つの部分からなる。第1の部分22−1は例えばN+によ
り高度にドーピングされている。この第1の部分22−1
は同一導電形だが、低いドーピング・レベルN+を有する
導電形ポケット22−2に配列されている。
一定電位ラインB′はトランジスタの位置でソース領
域22′に対応する。
新しい配列は、十分に高い電圧を制御ゲート2′に印
加したときは、トランジスタの浮遊ゲートへの書き込み
動作中に捕捉されるトンネル効果の電荷キャリヤによ
り、浮遊ゲートから高度にドーピングされたソース部分
へ転送することができる。この転送は、非常に薄いゲー
ト酸化物層のために達成可能である。これは、第9図に
矢印により表わされている。低いドーピング部分の存在
は、ソースと基板との間のブレークダウン電圧を増加さ
せるものである。
しかし、薄い酸化物領域と厚い酸化物領域との間の接
触領域は、荷電キャリアの転送を損なう欠点をなくす。
このような接触領域は、通常構造のプログラマブル不揮
発性メモリ、及びいわゆる“EOLOTOX"技術による電気的
に消去可能なメモリ即ちEEPROMに見られる。
この発明による構造の効果は、電荷キャリアを転送す
る薄い酸化物領域が厚い酸化物層と接触することがな
い、又は近傍にないということにある。
従って、トランジスタのソースに印加される適当な電
圧により電気的に消去可能なEPROMフラッシュ・メモリ
を構造することができる。
【図面の簡単な説明】
第1A図は電気回路図に対応する従来のメモリの基本的な
メモリ・セルを示す図、 第1B図は基本的なセルの概要断面に対応する従来のメモ
リの基本的なメモリ・セルを示す図、 第2図は従来技術によるシリコン・ウエーハ上で隣接す
る9つのメモリ点の構造の平面図、 第3図は第2図の線YY′に従った断面図、 第4図は第2図の線ZZ′に従った断面図、 第5A図及び第5B図は2つの異なる製造段階におけるこの
発明によるシリコン・ウエーハ上に隣接する4つのメモ
リ点の構造の平面図、 第6A図〜第6G図はこの発明による連続的な製造段階を示
す図、 第7図は第5B図の線ZZ′による断面図、 第8A図及び第8B図は2つの実施例によったトランジスタ
の位置に存在する容量を示す図、 第9図はこの発明の他の実施例の断面図である。 23……浮遊ゲート、 24……厚い酸化物領域、 25……制御ゲート、 28……ONOインタポリー絶縁層、 35,35′,E……導電領域、 36……絶縁層、 B……一定電位ライン、 LB1〜LB3……ビット・ライン、 LM1,LM2……ワード・ライン、 T11〜T13,T21〜T23……トランジスタ。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−29979(JP,A) 特開 昭61−161769(JP,A) 特開 昭62−205665(JP,A) 特開 昭59−61189(JP,A) 特開 昭63−249376(JP,A) 特開 昭53−124085(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 29/788 H01L 27/115 H01L 21/8247

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ソースとドレインと制御ゲートと浮遊ゲー
    トとを有する浮遊ゲート・トランジスタを複数個有し、 行方向と呼ぶ第1方向に伸延し、かつ浮遊ゲート・トラ
    ンジスタの制御ゲート(25)を相互に接続するワード・
    ライン(LM1、LM2)と、 列方向と呼ぶ第2方向に伸延して前記浮遊ゲート・トラ
    ンジスタのドレインを相互に接続するビット・ライン
    (LB1、LB2)と、 列に沿って伸延し、かつ前記浮遊ゲート・トランジスタ
    のソースを相互接続する第1導電形の拡散により形成さ
    れ、各対のビット・ライン間に配列されると共に、全て
    が同一電位にある一定電位ライン(B)と、 列に沿って伸延し、一定電位ラインに対向する各ビット
    ・ラインの側部に配列される絶縁領域(24)と、 前記絶縁領域(24)の長さ方向の側部を覆い、前記トラ
    ンジスタの浮遊ゲート(23)を形成する材料と同一材料
    から形成される導電パッド(E)と、 各トランジスタの浮遊ゲートを対応する導電パッドに接
    続され、かつ絶縁層(28)により分離されて対応するワ
    ード・ラインに重畳される導電エリア(35)とを、有す
    ることを特徴とする大規模EPROMメモリ。
  2. 【請求項2】請求項1記載の大規模EPROMメモリにおい
    て、トランジスタでは、前記ワード・ライン及び前記浮
    遊ゲートの大きさにほぼ等しい列方向の大きさを有する
    導電領域(35)が、行方向に前記浮遊ゲートの両側部に
    伸延すると共に、前記一定電位ラインの側部で第1の長
    さ(a)だけ前記浮遊ゲートから伸延し、かつ前記絶縁
    領域(24)及び前記トランジスタに隣接する前記別の領
    域(E)の上に伸延し、更に第2の長さ(b)だけ前記
    別の領域(E)の上に伸延することを特徴とする大規模
    EPROMメモリ。
  3. 【請求項3】請求項2記載の大規模EPROMメモリにおい
    て、前記浮遊ゲート(23)、前記導電領域(35)及び前
    記ワード・ライン(LMi)はそれぞれ第1、第2及び第
    3のポリシリコン・レベルからなることを特徴とする大
    規模EPROMメモリ。
  4. 【請求項4】請求項3記載の大規模EPROMメモリにおい
    て、前記絶縁領域(24)は厚いシリコン酸化物からなる
    ことを特徴とする大規模EPROMメモリ。
  5. 【請求項5】第1導電形の基板上の行列に従って配列さ
    れた浮遊ゲートMOSトランジスタを有するメモリの製造
    方法において、 列に従って厚い酸化物領域(24)を形成するステップ
    と、 第1ポリシリコン・レベルを堆積し、かつエッチングし
    て、一方で列に従って各対の厚い酸化物列間に隣接する
    2つの第1ストリップを形成し、他方で当該対内に含ま
    れる部分、及び対応する厚い酸化物領域の部分にそれぞ
    れ伸延する2つの第2ストリップを形成するステップ
    と、 マスクとして前記第1ポリシリコン・レベルを用いるこ
    とにより、前記第2導電形のドーパントを打ち込むステ
    ップと、 前記第1ポリシリコン・レベルの種々の領域間に絶縁層
    (36)を形成するステップと、 第2ポリシリコン・レベル(35′)を堆積し、その表面
    (28)を絶縁するステップと、 前記第2ポリシリコン・レベル(35)をエッチングし、
    前記第1ポリシリコン・レベルの隣接する前記第1及び
    第2ストリップを前記列に従って覆うステップと、 前記第2ポリシリコン・レベルの表面領域を横方向に絶
    縁するステップと、 第3ポリシリコン・レベルを堆積するステップと、 行に従って前記ポリシリコン・レベルを同一マスクによ
    りエッチングするステップと、 絶縁層を形成するステップと、 前記第3ポリシリコン・レベルの残りのストリップ(ワ
    ード・ライン)と、ドレイン列(ビット・ライン)と、
    ソースの列(一定電位ライン)との接触を確立するステ
    ップとを有することを特徴とするメモリの製造方法。
  6. 【請求項6】請求項5記載のメモリの製造方法におい
    て、前記第2ポリシリコン・レベルと前記第3ポリシリ
    コン・レベルとの間の絶縁は3層に積み重ねることによ
    り形成されることを特徴とするメモリの製造方法。
  7. 【請求項7】請求項6記載のメモリの製造方法におい
    て、前記第1ポリシリコン・レベルの領域間の前記絶縁
    層はTEOSソース(テトラ・オルト酸化ケイ素塩)の化学
    的な蒸着により堆積したシリコン酸化物により形成さ
    れ、かつ同一レベルで前記絶縁層(36)の上面及び前記
    第1ポリシリコン・レベルの形成を可能にさせるプレー
    ナ化処理によったことを特徴とするメモリの製造方法。
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