JP4922926B2 - 半導体基板上にデュアルビットメモリコアアレイの少なくとも一部分を形成する方法 - Google Patents

半導体基板上にデュアルビットメモリコアアレイの少なくとも一部分を形成する方法 Download PDF

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Description

概して、本発明はコンピュータシステムおよびこれに類するもののメモリに関し、より具体的には、相対的に浅く注入されたビットラインの形成を可能にするデュアルポリを実装することに関する。
コンピュータおよび同様のシステムに対してデータを記録するために、多くの様々なタイプおよびスタイルのメモリが存在する。
例えば、現在のところ、ランダムアクセスメモリ(RAM)、ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)、リードオンリーメモリ(ROM)、プログラマブルリードオンリーメモリ(PROM)、電気的プログラマブルリードオンリーメモリ(EPROM)、電気的消去可能プログラマブルリードオンリーメモリ(EEPROM)、及び、フラッシュメモリは全て、データを記録することができる。
各タイプのメモリには、それぞれ特有の利点と難点とがある。例えば、DRAMおよびSRAMは、個々のビットデータを一度に消去できるが、電源を外すとそのようなメモリはデータを損失する。代わって、EEPROMは特別な外部装置を用いずに簡単に消去され得るが、データの記録密度が小さく低速であり、また、費用がかかる。逆にEPROMは低価格でかつ密度は大きいが、消去のしやすさに難点がある。
フラッシュメモリは、EPROMの高密度性と低価格という利点と、EEPROMの電気的消去性という利点とを兼ね備えていることから、人気のあるタイプのメモリとなっている。
フラッシュメモリは再書込み可能で、その内容を電力なしに保持することができる。従って、不揮発性である。
このフラッシュメモリは多くの携帯型電気製品に使用されている。例えば、そのような製品としては、携帯電話、携帯用コンピュータ、ボイスレコーダ等が挙げられる。また、このフラッシュメモリは、車、飛行機、産業用制御システム等の多くの大型電気システムにも使用されている。概して、フラッシュメモリは、シングルビットデータが中に記録され、それぞれのメモリセルから読み出しされる、多くのメモリセルから構成される。
個々のメモリセルは、個別にアドレス指定可能なユニットまたはグループに組織化される。それらのユニットまたはグループは、アドレスデコーディング回路を介して、読み出し、プログラム、あるいは消去動作のためにアクセスされる。
個々のメモリセルは一般的に、1ビットのデータを記録するように構成された半導体構造から構成される。
例えば、従来の多くのメモリセルは、1バイナリ情報を保持できるトランジスタなどの、スタックゲート金属酸化物半導体(MOS:Metal Oxide Semiconductor)デバイスを含む。このメモリ装置は、適切なデコーディングおよびグループ選択回路に加えて、操作されるセルに電圧を供給する回路を含む。
消去、プログラム、及び読み出し動作は一般的に、適切な電圧をメモリセルの特定端子に印加することによって実行される。
消去あるいは書込み動作では、メモリセルの電荷を取り除くように、あるいはメモリセルに電荷が蓄積されるように、電圧が印加される。
読み出し動作では、セルに電流が流れるように適切な電圧が印加される。その電流の量はそのセルに記録されたデータの値を示している。
メモリ装置は、記録されているデータを判定するために結果として生じるセル電流を検出するための適切な回路を含む。次にデータは、メモリ装置が組み込まれているシステムの他の装置によるアクセスのために、装置のデータバス端子に供給される。
この従来のメモリセルは一般的に、基板あるいはPウェル内にソース、ドレインおよびチャネルを有しており、加えて、このチャネル上にスタックゲート構造を有する。
このスタックゲートは、更に、Pウェルの表面に形成された薄膜ゲート絶縁体層(しばしばトンネル酸化物と呼ばれる)を含み得る。このスタックゲートはさらに、このトンネル酸化物上のポリシリコンフローティングゲートおよびこのフローティングゲート上のポリ層間(interpoly)絶縁膜を含む。このポリ層間絶縁膜は多くの場合、2つの酸化物層が窒化物層を間に挟む酸化物−窒化物−酸化物(ONO)層のような多層絶縁体である。最後に、ポリシリコンのコントロールゲートがポリ層間絶縁体層の上に重なる。
NOR構成では、コントロールゲートがメモリセルの一行に係るワード線に接続されて、それらセルのセクタを形成する。更に、セルのドレイン領域が導電性ビット線によって互いに接続される。セルのチャネルは、スタックゲート構造によってチャネル内に形成された電界に従って、ソースとドレインの間に電流を導通させる。1列内のトランジスタの各ドレイン端子は同じビット線に接続される。さらに、ある与えられたビット線に係る各フラッシュセルは異なったワード線に結合されたスタックゲート端子を有する。一方、アレイ内の全てのフラッシュセルのソース端子は共通のソース端子に結合される。
動作時には、個々のフラッシュセルは、周辺デコーダおよび制御回路を使用して、プログラミング(書き込み)、読み出し、消去機能のために、対応するビット線およびワード線を介してアドレス指定される。
更なる詳細として、単一ビットスタックゲートフラッシュメモリセルは、比較的高い電圧をコントロールゲートに印加し、ソースを接地電位に、ドレインをソースよりも高い所定の電位に接続することによりプログラムされる。結果としてトンネル酸化物に生じる高電界が「ファウラー・ノルドハイム」トンネリングと呼ばれる現象を引き起こす。
このプロセスにおいて、コアセルのチャネル領域内の電子がゲート酸化膜をトンネルしてフローティングゲートに入るが、フローティングゲートはポリ層間絶縁膜およびトンネル絶縁物によって囲まれているために、電子はフローティングゲートに捕獲される。
この捕獲電子のために、セルのしきい値電圧は上昇する。この捕獲電子によって生じたセルのしきい値電圧(そして、それによるチャネルコンダクタンス)の変化によって、セルがプログラムされる。
一般的な単一ビットスタックゲートフラッシュメモリセルを消去するためには、比較的高い電圧をソースに印加し、コントロールゲートを負の電位に維持して、ドレインはフローティングとしておく。これらの条件下で、フローティングゲートとソースの間で、トンネル酸化物を横切るように強い電界が発生する。
フローティングゲートに捕獲されている電子は、ソース領域にかかるフローティングゲート部分に向かって流れ、集まり、トンネル酸化物を通ってファウラー・ノルドハイムトンネリング現象によってフローティングゲートからソース領域に引き抜かれる。電子がフローティングゲートから除去されるとセルは消去される。
読み出し動作においては、ある一定の電圧が、セルトランジスタのドレインを横切ってソースに印加される。セルのドレインはビット線であって、それはあるバイトまたはワードグループ内の他のセルのドレインに接続されてもよい。読み出し動作において、従来のスタックゲートメモリセルのドレインにおける電圧は通常0.5〜1.0ボルトである。
次に、ドレインからソースに電流を流すために、メモリセルトランジスタのゲート(例えば、ワード線)に電圧を印加する。読み出し動作において印加されるゲート電圧は一般的にプログラムされたときのしきい値電圧(Vt)とプログラムされていないときのしきい値電圧との間のレベルである。結果として生じる電流が測定され、セルに記録されているデータ値に関する判定が行われる。
近年技術としては、1つのセルに複数のビットを記録させるデュアルビットメモリが挙げられる。この技術では、メモリセルが原則的に2つの同一の(ミラーリングされた)部分に分けられ、その各々が、独立した2ビットのうちの1ビットを記録するようになっている。
各デュアルビットメモリセルは、従来のセルのように、ゲートとソースおよびドレインを有する。しかし、ソースが電気的ソースに常時接続されており、ドレインが電気的ドレインに常時接続されている従来のスタック型ゲートセルとは異なり、2ビットの記録が可能となるように、動作時に、各デュアルビットメモリセルのソースとドレインへの接続が逆転しうる。
仮想接地構造では、デュアルビットメモリセルは、導電性ビット線が注入された半導体基板を有する。半導体基板上には、「電荷捕獲誘電層」と呼ばれる多層ストレージ層が形成される。この電荷捕獲誘電層は一般的に、3つの別々の層から構成され得る。
それらの層は、第1絶縁層、電荷捕獲層、及び、第2絶縁層である。ワード線は、電荷捕獲誘電層上に、ビット線に対して実質的に直交するように形成される。プログラム回路は、コントロールゲートとして機能するワード線に信号を印加して、1セル毎に2ビットを制御し、ある構成において接続されたソースおよびドレインによって一方のビットが記録され、別の構成において接続されたソースおよびドレインによって相補ビットが記録されるようにビット線の接続を変化させる。
電子産業では、ますます複雑になった非常に多くの機能を、高速かつ省電力で実行することができる、より小型化し、かつ、さらにパワフルなデバイス(例えば、携帯電話、デジタルカメラなど)を生産するために、電子デバイスを微細化することが常に求められている。
この目的を達成するために、これらのデバイスに利用されている半導体および集積回路(例えば、メモリセル、トランジスタなど)の寸法が常に縮小されている。
単一の半導体基板、あるいはその一部分(ダイとして周知である)により多くのこれらの要素を「詰め込む」、あるいは「パックする」能力は、製造効率および歩留まりをも向上させる。従って、とりわけ、個々の半導体ウェーハ(あるいは、ダイ)に製造することのできるメモリセル数を増やすための努力が日々行われている。
ある小さな領域により多くのメモリセル/トランジスタを詰め込むための1つの技術としては、それらの構造およびコンポーネント要素を互いに近接して形成することが挙げられる。例えば、ビット線同士を近接して形成するには、その間に画定されたチャネルの長さを短くし、その同一領域により多くのデバイスを形成できるようにする。しかし、これにより、ある現象が広く蔓延し、デバイス性能に実質的に影響を及ぼす。例えば、対応のチャネル長が短くなると、Vtロールオフがより顕著となるおそれがある。
特に、しきい電圧(Vt)あるいは、1ビットのデータ(例えば、電荷)を記録および/あるいは消去するために、トランジスタあるいはメモリセルを「起動させる(turn on)」、あるいはアクティブ状態にさせる電圧は、対応するチャネル長が短くなると(例えば、ソースおよびドレイン領域が互いに近接する)変わり得る(例えば、低下し得る)。
更に、Vtロールオフの程度(セべりティ(severity))は、メモリセルが異なれば変わり得る。このように、同じ電圧あるいは同様の電圧がセルに印加される場合でも、選択されたメモリセルグループの全てがプログラムされる/消去されるわけではない。結果として、データが破壊され、および/あるいは、データが不正確に記録あるいはプログラムされるおそれがある。
同様に、微細化によって、リーク電流やクロストークなどのその他の問題点がさらに生じるおそれもある。例えば、チャネル長が短縮し、ビット同士が接近すると電荷捕獲層に記録した2ビットあるいは電荷の分離が次第に難しくなる。
このようにして、クロストークが発生するおそれがあり、ビット同士が混交し、あるビットに実行された動作が、別のビット(相補ビット妨害(CBD)と呼ばれることがある)に影響を及ぼすおそれがある。
従って、VtロールオフおよびCBDなどから生じるおそれのある悪影響を軽減しつつ、実装密度を向上することができるように、加工寸法を縮小することが望ましい。
以下、本発明の一部の態様の基本を理解できるように、発明の概要を説明する。この概要は、本発明の外延を概略的に示すものではない。また、本発明の主要または重要な要素を特定したり、本発明の範囲を詳細に記載することを意図するものでもない。その目的は、単に、後述する詳細な説明に先立ち、単に本発明の1つ以上の概念を簡潔な形で示すことにある。
本発明は、トランジスタベースのメモリデバイスを形成する際に、デュアルポリプロセスを実装することに関連している。このプロセスにより、従来のビット線よりも少ないエネルギーで、かつ、深さのより浅い埋め込みビット線を形成することができ、リソースとスペースとを節約し、かつ、Vtロールオフを改善する。
さらに、埋め込みビット線上には、ビット線とワード線との間の降伏電圧を改善する(例えば、増加する)ように、酸化物材料が形成される。これにより、プログラミング電荷と消去電荷との間の識別度をさらに高めることができ、また、より確実にデータを記録することができる。
また、このプロセスにより、埋め込みビット線幅の縮小が促進され、これにより、ビット線同士を近接して形成することができる。その結果、同一領域に、あるいはより小さな領域に、より多くのデバイスを「詰め込まれた」状態、あるいは「パックされた」状態にすることが可能になる。
本発明の1つ以上の形態によれば、デュアルビットメモリコアアレイの少なくとも一部を半導体基板上に形成する方法が開示されている。
その方法には、基板上に電荷捕獲誘電層を形成するステップと、その電荷捕獲誘電層上に第1のポリ層を形成するステップとが含まれる。第1のポリ層上にはハードマスクが形成され、そのハードマスクは、対応の第1間隔を間に有するハードマスクフィーチャを形成するようにパターニングされる。この第1間隔は対応する第1幅を有する。次に、このハードマスクフィーチャ上にはスペーサ材料からなる層が形成される。このスペーサ材料層は、ハードマスクフィーチャに近接してサイドウォールスペーサを形成するようにパターニングされる。
これにより、サイドウォールスペーサの各ペアがビット線開口部を画定する。次に、第2間隔を形成するように第1ポリ層がパターニングされる。この第2間隔の幅は、対応するビット線開口部の幅に実質的に等しい。次に、第3間隔を形成するように電荷捕獲誘電層がパターニングされる。この第3間隔の幅は、対応するビット線開口部の幅に実質的に等しい。
基板内に埋め込みビット線を形成するように、ビット線開口部、および第2、第3間隔を通じてビット線注入が行われる。この埋め込みビット線のそれぞれの幅は、対応するビット線開口部の各幅に実質的に対応する。次に、高温酸化物堆積が実行され、1つ以上の酸化物ベース材料で第3間隔を充填する。同様に、高密度プラズマ酸化物堆積が続いて実行され、1つ以上の酸化物ベース材料で第2間隔を充填する。
次に、過剰酸化物ベース材料を除去するように、化学機械研磨が実行される。最後に、電荷捕獲誘電層上に第2ポリ層が形成され、埋め込みビット線上にワード線を形成するようにパターニングされる。
本発明の1つ以上の形態によれば、デュアルビットメモリデバイスが開示されている。このデバイスは半導体基板上に形成され、また、この基板上に重なった電荷捕獲誘電層を含む。このデバイスは、ソースおよびドレイン領域として機能する埋め込みビット線間の基板内に形成されたチャネル領域上に位置するゲート構造をも有する。
更に、第1酸化物領域はゲート構造に近接する埋め込みビット線上に形成される。同様に第2酸化物領域は、ゲート構造に隣接する第1酸化物領域上に形成される。
上述の、および関連した目的を達成するため、以下の説明および添付の図面は本発明の特定の例示形態および実装品を詳細に記述する。
これらの実施形態は、本発明の1つ以上の形態を実施しうる様々な手段のほんの一部を例示したものにすぎない。本発明のその他の形態、利点、および新たな特徴は、添付の図面と併せて考慮したときに、本発明の以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
図面を参照して本発明の一以上の態様を説明する。図面全体にわたり、同じ参照符号は同じ要素を参照しており、様々な構造は、必ずしも正しい縮尺で記載されているわけではない。
本発明の一以上の態様をよく理解できるように、以下の説明では、説明を目的として具体的な構造を数多く記載する。しかし、これらの特定の詳細が少なくても、本発明の一以上の態様を実施できることは当業者には自明であろう。また、本発明の一以上の態様を説明しやすくするために、公知の構造および/または装置をブロック図形式で示す。
本発明はトランジスタベースのメモリデバイスの形成において、デュアルポリプロセスを実装することに関連する。本プロセスは、従来のビット線よりも少ないエネルギーで、かつ、深さのより浅い埋め込みビット線を形成することができ、リソースとスペースとを節約し、かつ、Vtロールオフを改善する。
さらに、埋め込みビット線上には、ビット線とワード線との間の降伏電圧を改善する(例えば、増加する)ように、酸化物材料が形成される。これにより、プログラミング電荷と消去電荷との間の識別度をさらに高めることができ、また、より確実にデータを記録することができる。
また、このプロセスは、埋め込みビット線幅の縮小を促進し、その結果、ビット線同士を近接して形成することを可能にする。その結果、同一領域に、あるいはより小さな領域に、より多くのデバイスを「詰め込む」ことが可能になる。
図1を参照すると、例示的なデュアルビットフラッシュEEPROM100の上面図が例示されている。一般的に、このメモリ100は半導体基板102を含み、この基板において、1つ以上の高密度コア領域104と1つ以上の低密度の周辺部分が形成される。高集密度コア領域は、通常、個別にアドレス指定が可能であり、かつ実質的に同一のデュアルビットフラッシュメモリセルの1つ以上のM×Nアレイを含む。
他方で、低密度の周辺部分は、通常、入力/出力(I/O)回路106、および、個々のメモリセルを選択的にアドレス指定するためのプログラム回路を含む。プログラム回路は、その一部が1つ以上のxデコーダ108と1つ以上のyデコーダ110によって表され、これらを有している。デコーダは、I/O回路106と協働して、選択しアドレス指定されたメモリセルのソース、ゲートおよび/またはドレインを、所定の電圧またはインピーダンスに選択的に接続して、各メモリセルに指定の動作を起こさせる(例えば、プログラム、読み出しおよび消去であり、これらの動作を起こさせるために必要な電圧を得る)。
図2を参照すると、図1に示すM×Nアレイコア104の1つの少なくとも一部を有しうるものなど、メモリコアの一部200を示す概略図が示される。この回路図は、一列のメモリセルを示しており、例えば、仮想接地型の実装品にメモリセル201〜204を有する。
それぞれのメモリセル201〜204は、制御ゲートとして機能するワード線206と接続され、メモリセルのペアが共通のビット線を共有している。例えば、図に示した例では、メモリセル201は、関連付けられたビット線208、209を有し、メモリセル202は、関連付けられたビット線209、210を有し、メモリセル203は、関連付けられたビット線210、211を有し、メモリセル204は、関連付けられたビット線211、212を有する。このように、セル201と202とがビット線209を共有し、セル202と203とがビット線210を共有し、セル203と204とがビット線211をそれぞれ共有している。
メモリセル201〜204は、ワード線に送る信号と、メモリセル内のビット線の電気的なソースまたはドレインとの接続に応じて、位置215〜222でビットの書き込み、読み出し、および消去を行うことができる。例えば、位置215のビットの制御は、ドレインをビット線208に、およびソースをビット線209に接続することによって行う。
同様に、位置216のビットの制御は、ドレインをビット線209に、およびソースをビット線208に接続することによって行う。隣接するメモリセルが共通のビット線を共有しているが、メモリセルは通常一度に1つずつプログラムされ、この場合、プログラム中は一度に1つのメモリセルだけが作動されるため、隣接するメモリセルが干渉し合わないことが理解されるであろう。
次に図3を参照すると、図1に示すM×Nのアレイコア104の1つの少なくとも一部を有しうるものなど、メモリコアの少なくとも一部300の上面図が示される。メモリ300は、半導体基板102上に形成されており、互いにほぼ平行に延びる複数の注入ビット線304を有し、互いにほぼ平行に延び、複数の注入ビット線304とほぼ直角をなす複数の形成ワード線302を更に有する。
ワード線302およびビット線304は、少なくとも一部が、図1に示したxデコーダ108およびyデコーダ110によって示され得るものなど、プログラム回路とのコンタクトと相互接続(図示せず)とを有することが理解されよう。
図4は、図3の線4−4におけるものなど、デュアルビットフラッシュメモリの一部400の断面等角図である。メモリが上に形成されている半導体基板102は、しきい値調整注入部(Vtadjust)領域402を形成するために、例えば、ホウ素等のp型不純物がドープされている。しきい値調整注入により、半導体基板102よりもドープ量の多い領域402が与えられる。
基板は、例えば、シリコンから形成され、基板自体にp型不純物(ホウ素など)がドープされてもよい。しきい値調整注入部402は、メモリ400内の各種セルのしきい電圧を制御しやすくする。
半導体基板102上に電荷捕獲誘電層404が堆積されている。電荷捕獲誘電層404は、通常、第1絶縁層406、電荷捕獲層408および第2絶縁層410の3つの別個の層から形成されうる。第1絶縁層406と第2絶縁層410とは、通常、二酸化シリコン(SiO)等の酸化物誘電体から形成され、電荷トラップ層408は、通常、窒化シリコン(Si)等の窒化物誘電体から形成される。
酸化物−窒化物−酸化物の構成は、便宜のため、通常ONO層と呼ばれる。別の実施形態では、ほかの種類の電荷捕獲層を使用することができ、そのような電荷捕獲層は本発明の範囲内に含まれると考えられる。
第1導電ビット線412と第2導電ビット線414とは、図4において、電荷捕獲誘電層404の下に存在するように示されている。半導体基板102に注入され得るこのようなビット線の数は何本でもよく、このようなビット線が図3に示したビット線304に相当し得ることが理解されよう。
ビット線は、通常は、ヒ素等の注入されたn型材料から形成され、一部の例では酸化物部分(図示せず)を有していてもよい。第1導電ビット線412と第2導電ビット線414とは離間されており、両者の間にチャネル領域416が画定されている。
同様に、第1導電ワード線418と第2導電ワード線420とは、電荷捕獲誘電層404の上に存在するように示されている。誘電層404の上に形成され得るこのようなワード線の数は何本でもよく、このようなワード線が図3に示したビット線302に相当し得ることが理解されよう。
例えば、ワード線は、ポリシリコン材料から形成されてもよく、その場合、ポリシリコン材料は誘電層404上に堆積されて、パターニングされて、エッチングされうる。
位置420、422は、通常、各データビットが、メモリ400のセルの1つに記録され得る場所を示している。チャネル416は実効長Leffを有し、この長さが(微細化の結果などで)短くなると、ビット420、422が互いに近接することになることが理解されよう。
このように、ビット同士が接近し過ぎると、ビット自体が干渉および/または混交し合い、あるビットに対して実行された動作が、もう一方のビットに影響を及ぼすおそれがある。
従って、一部の場合において、チャネル長を短くすることによってメモリが微細化され得る程度は制限され、また、チャネル長を短くせず(例えば、ある実効長Leff以下)にデバイス寸法を縮小する技術が求められている。
図示している例では、埋め込みビット線412および414は、幅426と深さ428とを有するように形成される。例えば、従来は、そのような幅426は約120ナノメータであり、そのような深さ428は約800Åのオーダーである。上層のONO層404の電気的特性に本質的に結び付けられるこのような寸法により、ビット線とワード線との間に約16ボルトの破壊電圧あるいはしきい電圧(Vt)が生じる。
図5を参照すると、本発明の1つ以上の形態に従いメモリデバイスを形成する方法500が例示されている。具体的には、メモリは、、ビット線とワード線との間の破壊電圧を高め、Vtロールオフを軽減し、実装密度の増加を促進するよう、より浅くて狭い埋め込みビット線をその上に形成された酸化物材料で形成するように、デュアルポリプロセスで形成される。
このようにして形成されるメモリデバイスは、例えば、図1に示すM×Nのアレイコアの1つの少なくとも一部を有しうるものなど、メモリコアの一部に対応し得る。
以下に、方法500を、一連の動作および事象として図示および記載するが、本発明はこの動作および事象の順序に限定されないことが理解されよう。例えば、一部の事象が、異なる順序で発生したり、ここに図示および/または記載したほかの動作または事象とは別に同時に発生してもよい。更に、本発明の一以上の態様による方法を実装するために、ここに記載したステップのすべてが必要というわけではない。更に、動作の1つ以上が、1つ以上の別々の動作または段階で実行されてもよい。
本発明の一以上の態様に従って実行される方法は、ここに図示および記載した構造の形成および/またはプロセスに関連して実装されるほか、ここに図示または記載されないほかの構造に関連しても実装されうることが理解されよう。例えば、方法またはその変形例は、図6〜24に関して以下に図示し以下に記載するように、デュアルビットメモリのほかに、ここに図示または記載されないデバイスの製造に使用することができる。
メモリが半導体基板に形成され、502において、任意選択のしきい値調整注入Vtadjustが実行され、半導体基板のほかの箇所よりもドープ量の多い基板の領域が形成される。基板は、例えば、シリコンから形成され、基板自体にホウ素などのp型不純物がドープされてもよい。しきい値調整注入には、例えば、基板のほかの部分に利用されたp型ドーパントと同じか、あるいは異なるp型ドーパントの、より高濃度、および/または、より高エネルギー注入を含み得、また、このしきい値調整注入により、メモリのしきい電圧を制御しやすくなる。
504において、半導体基板上に電荷捕獲誘電層が形成される。電荷捕獲誘電層は、第1絶縁層、電荷捕獲層、および第2絶縁層を含む、多層材料が含まれてもよい。第1および第2絶縁層は、例えば二酸化シリコン(SiO)等の酸化物誘電体から形成されてもよい。
第1絶縁層は、例えば、約70Å以下の膜厚に形成され、第2絶縁層は、例えば、約100Å以下の膜厚に形成され得る。電荷捕獲層は、窒化シリコン(Si)等の窒化物誘電体から形成され、約60〜80Åの膜厚に形成されてもよい。
便宜上、この酸化物−窒化物−酸化物構造は一般的にONO層と呼ばれる。別の形態では、本発明の1つ以上の形態に従い、ポリアイランドあるいはその他のタイプの電荷捕獲誘電体が形成されてもよい。
次に、506において、電荷捕獲誘電層上にポリベースの材料の第1層が形成される。この第1ポリ層は、例えば約900〜1100Åの膜厚に形成されてもよい。続いて、508において、この第1ポリ層上にハードマスク材料の層が形成される。このハードマスク上には、(例えば、窒化物シリコンあるいは酸窒化シリコンなどの有機材料の)任意の反射防止コーティング(ARC:Antireflective Coating)層も形成され得、また、このARC層上にはハードマスクのパターニングを促進するように、レジストが形成され得る。
このARC層は、特に、露光中の反射を軽減しやすくし、これにより、パターン転写の忠実度を改善する。このハードマスクは、例えば、約300〜700Åの膜厚が塗布された酸化物ベースの材料から形成され得る。
次に、510において(例えば、レジストおよび任意のARC層が両方とも、パターニング、露光、エッチング、および/または選択的にストリッピングされて、パターンをハードマスクに転写するために一体化したフォトマスクを形成した後)ハードマスクがパターニングされる。
ハードマスク内に形成された(例えばエッチングされた)パターン化されたフィーチャは、少なくとも一部が基板内に形成されることになる埋め込みビット線に対応する。より具体的には、各フィーチャ間のそれぞれの間隔は、基板内に注入されることになる埋め込みビット線に幾分か対応する。ハードマスク内の間隔は、例えば、それぞれの幅が約100〜140ナノメータになるように形成され得る。
512において、パターニングされたハードマスク上に、(例えば、酸化物ベース材料の)スペーサ材料の層が形成される。このスペーサ材料は、例えば約200〜500Åの膜厚に形成され得、また、より狭い埋め込みビット線を形成しやすくするスペーサの形成に利用される。このようにして、次に、514においてスペーサ材料がパターニング(例えば、異方性エッチング)され、パターニングされたハードマスクのフィーチャに近接してサイドウォールスペーサが形成され、これにより、各ハードマスクフィーチャ間のそれぞれの間隔が狭くなる。
これらのスペーサは、例えば、それぞれの幅が約20〜40ナノメータになるように形成され得る。これらスペーサ間の距離により、例えば、約55〜85ナノメータの幅を有するそれぞれのビット線開口部が画定される。ハードマスクのパターニングにARC層が利用される場合、ARC層もパターニングされて酸化物サイドウォールスペーサの膜厚が厚くされ、対応するビット線開口部を狭くすることが理解されるであろう。
次に、516において第1ポリ層がパターニングされる。サイドウォールスペーサはガイドとして機能し、このようにして、第1ポリ層内に形成される間隔はビット線開口部の幅に対応するそれぞれの幅を有する。518において、電荷捕獲誘電層は、ビット線開口部の幅に対応するそれぞれの幅を有する間隔を含むように、同様にパターニングされる。
第1誘電層および第2誘電層の除去に使用するエッチング液は、パターニングされたハードマスクフィーチャおよびサイドウォールスペーサの除去にも効果的であることが理解されるであろう。その理由は、これらのフィーチャは、同一の、あるいは類似タイプの化合物、つまり、酸化物を含むからである。
ハードマスクフィーチャの跡がいくらか残る場合、後の適切な時に、このような跡をストリピングあるいは洗い流すことができる。
次に、520においてビット線注入が行われ、さらされた半導体基板内に埋め込みビット線を形成する。このビット線注入には、例えばヒ素などの、n型ドーパントを含み得る。第1ポリ層と電荷捕獲誘電ONO層とが既に除去されているので、ビット線注入は、例えば、従来の約40KeVの注入エネルギーと比べて、約10KeVという比較的低エネルギーレベルで行われ得る。
同様に、例えば、ビット線は、従来の約700Åという深さと比べて、約300〜500Åという比較的浅い深度で形成され得る。更に、ビット線注入は、例えば、結果として濃度が約2E20/cmとなるように、約1E15/cmの投与量で行われてもよい。
第1ポリとONO層とは注入をブロックする。従って、ビット線は、ビット線開口部の幅に実質的に対応する幅にまで形成される。一例では、ビット線の幅は、約70ナノメータに形成される。
次に、522において、高温酸化物堆積が行われ、電荷捕獲誘電層内に形成されたそれぞれの間隔を充填する。この高温酸化物堆積は、例えば、摂氏700〜1200℃の間で実施され得る。この高温酸化物堆積により、対応するビット線上に酸化物を成長させる一方で、埋め込みビット線上にも堆積を行う。
一例では、約100Åの酸化物が成長し、一方では、更に約100Åの酸化物がビット線上に堆積される。
次に、524において、高密度プラズマ(HDP:High Density Plasma)堆積が行われ、第1ポリ層内に形成されたそれぞれの間隔を酸化物材料で充填する。
このHDP堆積は、例えば、第1ポリ間隔を充填するために、約1〜10mTorrの圧力下で、約300度〜約700度の温度で行われ得る。次に、526において、ウェーハ全体が化学機械研磨(CMP:Chemical Mechanical Polishing)にさらされ、余剰酸化物を除去し、その上の構造の表面を平坦化する。
次に、528において、第1ポリ層上にポリをベースにした材料の第2層が形成される。第1ポリ層と同様に、この第2ポリ層は、例えば、約900〜1100Åの膜厚に形成され得る。第2ポリ層はワード線材料として機能し、そのようにワード線にパターニングされ得る。
従って、530において、埋め込みビット線上にワード線を形成するように、(例えば、実質的に90度をなす方向で)第2ポリ層がパターニングされる。更なるバックエンドプロセスのためにこの方法を継続してもよい。
図6〜24を参照すると、本発明の1つ以上の形態に従うメモリデバイス600を形成するための例示的技術が開示されている(図6)。具体的には、メモリ600は、埋め込みビット線の寸法を縮小し、破壊電圧あるいはしきい電圧Vtを増加するよい、デュアルポリ層と酸化物の塗布とを用いて形成される。これまでに述べてきた、実現不可能に縮小されたビット線寸法により、微細化と実装密度の増加とを促進する。
このように形成されたメモリデバイス600は、例えば、図1に示すM×Nのアレイコアの1つの少なくとも一部を有しうるものなど、メモリコアの一部に対応し得る。
まず、メモリが上に形成された半導体基板602がしきい調整注入604にさらされ、半導体基板の他の箇所よりもドープ量の多い基板602の領域606が形成される(図6)。基板自体は、例えば、ホウ素などのp型ドーパントでドープされてもよく、また、しきい調整注入(Vtadjust)は、例えば、p型ドーパントと同じか、あるいは異なる、より高濃度の、および/または、より高エネルギーの注入を含んでよい。
このしきい調整注入604は、メモリデバイス600のしきい電圧を制御しやすくする。しかし、しきい調整注入は任意であって、本発明に従い省略してもよい。
本明細書において用いる基板、あるいは半導体基板という用語には、ベースの半導体ウェーハ(例えば、シリコン、SiGe、あるいはSOIウェーハ)および、どのようなエピタキシャル層、あるいは、その上またはそれに関連づけられて形成されたその他のタイプの半導体層が含まれることが理解されよう。
さらに、本文中に示す要素は、簡素化のため、および理解を容易にするために、互いに関連する特定の寸法(例えば、層と層との寸法および/または、方向)で例示されており、かつ、各要素のそのような実際の寸法は、本文中に例示されたものとは実質的に異なり得る。
次に、半導体基板602上に電荷捕獲誘電層608が形成される(図7)。図示した例では、電荷捕獲誘電層608は、第1絶縁層610、電荷捕獲層612、および、第2絶縁層614を含む。例えば、第1絶縁層610は、約70Å以下の膜厚に形成され得、第2絶縁層614は約100Å以下の膜厚に形成され得る。例えば、第1および第2絶縁層はともに、二酸化シリコンを含み得る。
電荷捕獲層612は、例えば、窒化物シリコン(Si)などの窒化物誘電体から形成されてもよく、また、例えば、約60〜80Åの膜厚に形成されてもよい。
便宜上、この酸化物−窒化物−酸化物構造は、一般的にONO層と呼ばれる。他の形態では、本発明の1以上の形態に従い、ポリアイランドあるいはその他のタイプの電荷捕獲誘電体が形成されてもよい。
次に、電荷捕獲誘電層608上に、ポリベース材料の第1層が形成される(図8)。この第1ポリ層616は、例えば、約900〜1100Åの膜厚に形成され得る。
続いて、この第1ポリ層616上にハードマスク材料の層618が形成される(図9)。ハードマスク618上には、例えば、窒化物シリコンあるいは酸窒化シリコンなどの有機材料を含み得る任意の反射防止コーティング(ARC)層(図示せず)が形成され得、また、このARC層上には、ハードマスク618のパターニングを促進するように、レジスト(同様に、図示せず)が形成され得る。このARC層は特に、露光中の反射を軽減しやすくし、これにより、パターン転写の忠実度を改善する。
ハードマスク618は、例えば、約300〜700Åの膜厚に塗布された酸化物ベースの材料から形成され得る。
次に、ハードマスク618は、(例えば、レジストおよび任意のARC層が両方とも、すでにパターニング、露光、エッチング、および/あるいは選択的ストリッピングされて、パターンをハードマスクに転写するために一体化したフォトマスクを形成した後)パターニングされる(図10)。
その結果生じる、ハードマスク618から形成(エッチング)されたハードマスクフィーチャ620は、少なくとも部分的に、基板602内に形成されることになる埋め込みビット線に対応する。
より具体的には、各フィーチャ620間のそれぞれの間隔622は、基板602内に注入されることになる埋め込みビット線に幾分か対応する。ハードマスク618内の間隔622は、例えば、それぞれの幅624が、約100〜140ナノメータとなるように形成され得る。
次いで、パターニングされたハードマスクフィーチャ620および第1ポリ層616のさらされた部分上に、(例えば、酸化物ベース材料の)任意のスペーサ材料層630が形成される(図11)。このスペーサ材料630は、例えば、約200〜500Åの膜厚に形成され得るとともに、より狭い埋め込みビット線を形成しやすくするスペーサの形成に使用される。
このように、スペーサ材料630が次にパターニング(例えば、異方性エッチング)され、ハードマスクのパターニングフィーチャ620に近接してサイドウォールスペーサ632が形成される(図12)。
このスペーサ632間の距離により、例えば、約55〜85ナノメータの幅636を有するそれぞれのビット線開口部の幅634が画定される。サイドウォールスペーサのそれぞれの幅638は、例えば、約20〜40ナノメータであり得る。
ハードマスク618のパターニングにARC層が用いられる場合、このARC層もまたパターニングされ、かつ、サイドウォールスペーサ632の膜厚が厚くされ、これにより、それぞれのビット線開口部634が狭くなることが理解されるであろう。
次に、第1ポリ層616は、ガイドとして機能するサイドウォールスペーサ632とともにパターニングされる(図13)。このように、第1ポリ層616内に形成された間隔640は、ビット線開口部634の幅636に対応したそれぞれの幅642を有する(図12)。
3次元的に見ると、第1ポリ層616は、第1ポリ材料616の平行”ストリップ”644にパターニングされることが理解されるであろう。電荷捕獲層608は、ビット線開口部634(図12)の幅636にも対応したそれぞれの幅652を有する間隔650を含むよう、同様にパターニングされる(図14)。
第1誘電層610および第2誘電層614の除去に使用するエッチング液は、パターニングされたハードマスクフィーチャ620およびサイドウォールスペーサ632(図13)の除去にも効果的であることが理解されるであろう。その理由は、これらのフィーチャは、同一の、あるいは類似タイプの化合物、つまり、酸化物を含むからである。
ハードマスクフィーチャの幾分かの跡656が残る場合、これらは、後でストリッピングされるか、あるいは洗い流され、洗浄されパターニングされた第1ポリ層616があらわになる(図15)。
次に、半導体基板602内に埋め込みビット線662を形成するために、ビット線注入660が実施される。ビット線注入660は、例えば砒素などのn型ドーパントを含み得る。第1ポリ層616および電荷捕獲誘電ONO層608はすでにパターニングされているので、ビット線注入は、例えば、約40KeVという従来の注入エネルギーと比べると、約10KeVという比較的に低エネルギーレベルで行われ得る。これにより、結果的に、要求されるリソースを低減し、また、特に、メモリデバイスの形成に関連する費用を削減する。
同様に、ビット線662は、例えば、従来の深さ約700Å(428、図4)と比べると、約300〜500Åという比較的浅い深さ664で形成され得る。更に、ビット線注入は、例えば、結果として濃度が約2E20/cmとなるように、約1E15/cmの投与量で行われてもよい。
第1ポリ層616およびONO層608は注入660をブロックする。また、それに応じて、ビット線662は幅666に形成される。この幅は、、ビット線開口部634の幅636に実質的に対応する幅である。
例えば、幅666は約70ナノメータであり得、また、この幅は少なくとも部分的にサイドウォールスペーサ632(図12)を使用しているので、従来の注入ビット線412(図4)の幅426よりも実質的に狭い。
次に、高温酸化物堆積668が実施され、酸化物ベース材料670で電荷捕獲誘電層608内に形成されたそれぞれの間隔650を充填する(図17)。この高温酸化物堆積は、例えば、摂氏700〜1200℃で実施され得る。高温酸化物堆積により、それぞれのビット線662上に酸化物を成長させる一方で、埋め込みビット線上に酸化物の堆積も行う。
一例では、約100Åの酸化物が成長し、一方で、追加の約100Åの酸化物がビット線662上に堆積される。
次いで、高密度プラズマ(HDP)堆積672が行われ、第1ポリ層616内に形成されたそれぞれの間隔640を酸化物材料674で充填する(図18)。例えば、このHDP堆積672は、第1ポリの間隔640を充填するように、約300C〜約700Cの温度で、約1−10mTorrの圧力の下で行われ得る。次に、ウェーハ全体が化学機械研磨(CMP)にさらされ、余剰酸化物材料674を除去し、その上の構造の表面を平坦化する(図19)。
これにより、3次元的に見ると、第1ポリ材料616のパターニングされたストリップ644に平行して酸化物材料674の”ストリップ”が生じることが理解されるであろう。
次に、第1ポリ層616上に、ポリベース材料の第2層が形成される(図20)。第1ポリ層616と同様に、この第2ポリ層676は、例えば、約900〜1100Åの膜厚に形成され得る。
この第2ポリ層676はワード線材料として機能し、そのようにワード線にパターニングされ得る。従って、次に、埋め込みビット線662上にワード線678を形成するために、この第2ポリ層676がパターニングされる(図21)。ワード線678は、ビット線662に対し角度約90度をなすように形成されることが理解されるであろう。この”クロスした”方向により、個々のセルをアドレス指定することが可能になる。
図21に示す図は、図6〜20に示した図面に対して、約90度回転させたものである。このように、図21に、埋め込みビット線662の側面図、あるいは、その長さに沿った図が示される。さらに、図21は、第2ポリ層をワード線678にパターニングした状態で、21−21線に沿って図20を見たときの図としても考えられ得る。
埋め込みビット線662は、パターニングされた第1ポリ層616の”ストリップ”644に実質的に平行であり、かつ、ストリップ644間に堆積された酸化物材料の”ストリップ”674にも実質的に平行であるので、パターニングされたワード線678もまた各ストリップ644、674に実質的に平行であることが理解されるであろう。
従って、ワード線678はこれらのストリップ644、674の真上に位置するので、上に存在するワード線678を互いに電気的に絶縁することができるようにこれらのストリップ644がパターニングされない場合は、パターニングされた第1ポリ層616の下に存在するストリップ644によってワード線が互いに短くされてもよい。
このように、第2ポリ層676がパターニングされ、ワード線678が形成されると、ワード線678間のストリップ644の下の部分も(例えば、第2絶縁層614をさらすよう)除去されるまでこのプロセスが続けて行われる。
従って、図21に見ることができる酸化物材料674aのストリップ部分が、第1ポリ層616のストリップ644a部分を除去することによってあらわになる。
このように、ストリップ674aのこのような目に見える部分は、実質的に、ストリップ644aの幅690と実質的に等しい距離によって、ストリップ644aのほかの部分から実質的にセットバックされる(図20)。
図20を参照すると、埋め込みビット線662は、トランジスタあるいはメモリセル600のソースおよびドレイン領域として機能し、チャネル680はこれらの領域の間に画定されることが理解されるであろう。チャネル680はトランジスタのゲートの下に位置し、そこでは、ワード線は通常、メモリデバイスとして動作するトランジスタのゲートとして機能する。トランジスタのゲートに十分な大きさの電圧(例えば、しきい電圧(Vt))が印加されると、トランジスタ内に生成された電界によってソースおよびドレイン領域間に電流が流れる。
これにより、電荷捕獲層612内に(データのビットに対応する)電荷682、684が蓄積され、および/または電荷捕獲層612から(データのビットに対応する)電荷682、684が消去される。本発明の1つ以上の形態をデュアルビットメモリセルに適用されることから、本明細書にはデュアルチャージあるいはデュアルビットが検討されていることが理解されるであろう。
しかし、微細化され、それに応じてチャネル長が短縮すると、しきい電圧Vtは変化し得る。例えば、ソースおよびドレイン領域が互いに近接すると、ビットデータをプログラムするために、および/あるいは消去するためにはより小さな電圧が必要となる。このために、Vtロールオフを促進し、また、データを無意識に消去および/あるいはプログラムするおそれがある。
しかし、より浅いビット線662は、Vtロールオフを軽減するように機能し、これにより、セル600からデータがプログラムされることになる時期および/または消去されることになる時期に関してのさらなる予測可能性が与えられる。さらに、ビット線662上の酸化物領域670、674は、ビット線662とワード線678との間の破壊電圧を維持するように、および/または増加するように機能する(例えば、従来の16Vから約25Vへ)。
このように、トランジスタ600は従来のデバイスと比較すると、さらに予測可能なパフォーマンスを示す。
更に、サイドウォールスペーサ632は、それぞれのビット線を従来の幅426(図4)からより小さな幅666へと縮小することができる(図16)。ビット線幅の縮小量686により、チャネルの長さが実効的に拡張される。しかし、許容可能なVtに対して、また、十分に軽減されるべきクロストーク、相補ビット妨害(CBD)、漏れ電流などの課題に対しては、ある一定の実効チャネル長(Leff)だけを維持することが求められる。
従って、ビット線幅が縮小することで、より多くのビット線662を同じ大きさのスペースに互いに近接して形成する一方で実効チャネル長を保護する(図22)。
このように、より多くのトランジスタ/メモリセルが半導体ウェーハあるいはダイ上に”詰め込”まれ得る。これにより、同じ領域あるいはより小さな領域内に、より多くの(デュアル)ビットデータ、例えば、ビット682および684、688および690、692および694が更に実効的に蓄積されるのを促進する。
ビット線とワード線との間が実質的に垂直方向であるとすると、ワード線の長さに沿った方向での断面が図22に示されることが理解されるであろう。
図23は、図22に関して説明した”圧縮”フォーマットにおけるパターニングされたワード線678であるが、約90度回転させたものであり、あるいは、図22の23−23線を見た図である。
図23は、パターニングされたワード線678を示している点、および、対応する図22に対して約90度回転させている点で、図21と類似している。しかし、図23に示すデバイスは、図21に示すデバイスよりも記録容量が多い。同様に、図24は、図1に示すM×Nのアレイコア104の1つの少なくとも一部を有しうるものなど、メモリコアの少なくとも一部分2400の上面図を示している点で図3と類似している。
しかしながら、メモリ2400は本発明の1つ以上の形態に従って、図24に集約されている。
メモリ2400は半導体基板2402上に形成され、互いが実質的に平行に延びている複数の注入ビット線2404を有し、さらに、埋め込みビット線2404上に形成された複数のワード線2406を含む。
ワード線2406は互いに実質的に平行に延び、かつ、複数の注入ビット線2404に対して、実質的に直角に延びる。ワード線2406およびビット線2404は、例えば、少なくとも一部が図1に示すxデコーダ108およびyデコーダ110によって示され得るものなど、プログラミング回路へのコンタクトおよび相互接続(図示せず)を有することが理解されるであろう。
図22は、例えば、図24の22−22線において示されるものに対応し得、図23は、例えば図24の23−23線において示されるものに対応し得ることは理解されるであろう。
本明細書に記載した層はいずれも、1つ以上の適切な方法を、単独でまたは組み合わせて用いて形成することができ、これには、例えば、スピンオン技術、スパッタリング技術(マグネトロンまたはイオンビームスパッタリングなど)、化学気相成長法(CVD)および/または低圧化学気相成長法(LPCVD)などの成長法および/または堆積法などがあることが理解されよう。
1つ以上の実装を用いて本発明を図示し記載したが、当業者は、本明細書と添付の図面を読みかつ理解すれば、本発明の均等物および変形例を想到しうることが明らかである。本発明は、このような変例更および変形例を含み、添付の特許請求の範囲のみによって限定される。
特に上記した構成要素(アセンブリ、デバイス、回路など)によって実行される各種機能に関して、特に明記しない限り、このような構成要素の説明に使用された文言(「手段(means)」を含む)は、ここに説明した、本発明の代表的な実装における機能を実行する構造とは構造的に同等でなくとも、記載した構成要素の指定の機能を実行する任意の構成要素(すなわち、機能的に同等である)に相当することが意図される。
更に、本発明の特定の特徴を、いくつかの実装のうちの1つのみに関して開示したが、任意の用途または特定の用途に望ましくかつ有利な場合には、このような特徴が、別の実装の1つ以上の別の特徴と組み合わされてもよい。
また、詳細な説明または特許請求の範囲で「備える(includes)」、「有する(having, has)」、「と共に(with)」との文言やその変形が使用される限り、この用語は「含む(comprising)」との用語と同じように用いられることが意図される。
本明細書で説明しているデュアルビットメモリを形成する方法は、特に、デバイスの微細化と、破壊電圧の増加を促進するために、半導体製造分野で利用され得る。
デュアルビットフラッシュメモリデバイスの上面図。 仮想接地型構成において、図1に示すコアの1つの少なくとも一部を有し得るものなど、メモリコアの一部を示した概略図。 図1に示すコアの1つの少なくとも一部を有し得るものなど、メモリコアの少なくとも一部の上面図。 図3の4−4線などのデュアルビットフラッシュメモリの一部の横断面等角図。 本発明の1つ以上の形態に従いメモリデバイスを形成するための方法の一例で、ビット線寸法を縮小し、破壊しきい電圧を増加するためにデュアルポリ層が実装されていることを示すフローチャート。 本発明の1つ以上の形態に従い形成されたメモリの横断面図。 本発明の1つ以上の形態に従い形成されたメモリの横断面図。 本発明の1つ以上の形態に従い形成されたメモリの横断面図。 本発明の1つ以上の形態に従い形成されたメモリの横断面図。 本発明の1つ以上の形態に従い形成されたメモリの横断面図。 本発明の1つ以上の形態に従い形成されたメモリの横断面図。 本発明の1つ以上の形態に従い形成されたメモリの横断面図。 本発明の1つ以上の形態に従い形成されたメモリの横断面図。 本発明の1つ以上の形態に従い形成されたメモリの横断面図。 本発明の1つ以上の形態に従い形成されたメモリの横断面図。 本発明の1つ以上の形態に従い形成されたメモリの横断面図。 本発明の1つ以上の形態に従い形成されたメモリの横断面図。 本発明の1つ以上の形態に従い形成されたメモリの横断面図。 本発明の1つ以上の形態に従い形成されたメモリの横断面図。 本発明の1つ以上の形態に従い形成されたメモリの横断面図。 本発明の1つ以上の形態に従い形成されたメモリの横断面図。 本発明の1つ以上の形態に従い形成されたメモリの横断面図。 本発明の1つ以上の形態に従い形成されたメモリの横断面図。 図3に示したメモリコアに類似し、かつ、図21および図22に示すような、本発明の1つ以上の形態に従い形成されたデバイスの代わりにメモリコアの少なくとも一部の上面を示す上面図。

Claims (10)

  1. 半導体基板上にデュアルビットメモリコアアレイ(600)の少なくとも一部分を形成する方法(500)であって、
    前記基板(602)上に電荷捕獲誘電層(608)を形成するステップ(504)を有し、
    前記電荷捕獲誘電層(608)上に第1ポリ層(616)を形成するステップ(506)、
    前記第1ポリ層(616)上にハードマスク(618)を形成するステップ(508)を有し、
    それぞれ第1間隔(622)を介してハードマスクフィーチャ(620)が形成されるように前記ハードマスク(618)をパターニングするステップ(510)を含み、前記第1間隔はそれぞれの幅624を有しており、
    前記ハードマスクフィーチャ(620)上にスペーサ材料の層(630)を形成するステップ(512)を有し、
    前記ハードマスクフィーチャ(620)に近接してサイドウォールスペーサ(632)を形成するように前記スペーサ材料(630)をパターニングするステップ(514)を有し、サイドウォールスペーサのそれぞれのペアはビット線開口部(634)を画定するものであり、
    第2間隔(640)を形成するように前記第1ポリ層(616)をパターニングするステップ(516)を有し、前記第2間隔は前記ビット線開口部(634)のそれぞれの幅(636)に実質的に等しいそれぞれの第2幅(642)を有しており、
    第3間隔(650)を形成するように前記電荷捕獲誘電層(608)をパターニングするステップ(518)を有し、前記第3間隔は前記ビット線開口部(634)のそれぞれの幅(636)に実質的に等しいそれぞれの第3幅(652)を有しており、このとき、前記ハードマスクフィーチャ(620)および前記サイドウォールスペーサ(632)が除去され、
    前記基板(602)内に、前記ビット線開口部(634)のそれぞれの幅(636)実質的に対応するそれぞれのビット線幅(666)を有するビット線(662)を形成するように、前記ビット線開口部(634)、前記第2間隔(640)、及び前記第3間隔(650)を介してビット線注入(660)を実行するステップ(520)を有し、
    前記第3間隔(650)を1つ以上の酸化物ベース材料(670)で充填するために、高温酸化物堆積(672)を実行するステップ(522)を有し、
    前記第2間隔(640)を1つ以上の酸化物ベース材料(674)で充填するために、高密度プラズマ酸化物堆積(672)を実行するステップ(524)を有し、
    余剰酸化物ベース材料を除去するために、化学機械研磨を実行するステップ(526)を有し、
    前記電荷捕獲誘電層上に第2ポリ層(676)を形成するステップ(528)を有し、
    前記埋め込みビット線(662)の上に存在するワード線(678)を形成するために、前記第2ポリ層(676)をパターニングするステップ(530)を有する方法。
  2. 前記第1ポリ層(616)は約900〜1100Åの膜厚に形成される、請求項1に記載の方法。
  3. 前記ハードマスク(618)は1つ以上の酸化物ベース材料から形成される、請求項1に記載の方法。
  4. 前記第1幅(624)は約100〜140ナノメータである、請求項1に記載の方法。
  5. 前記スペーサ材料(630)は約200〜500Åの膜厚に形成される、請求項1に記載の方法。
  6. 前記サイドウォールスペーサ(632)のそれぞれの幅は約20〜40ナノメータである、請求項1に記載の方法。
  7. 前記ビット線開口部(634)のそれぞれの幅は約55ナノメータ〜85ナノメータである、請求項1に記載の方法。
  8. 前記ビット線注入(660)は約10KeVのエネルギーレベルで実施される、請求項1に記載の方法。
  9. 前記ビット線(662)は約300〜500Åの深さに形成される、請求項1に記載の方法。
  10. 前記ビット線(662)は約70ナノメータの幅に形成される、請求項1に記載の方法。
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