JP4928019B2 - Method for forming a V-shaped floating gate for a floating gate memory cell - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、不揮発性デジタルメモリに関し、より詳細には、横方向大きさを減少した新規なフローテイングゲートを含んだフラッシュメモリに関する。
【0002】
【従来の技術】
フラッシュEPROMメモリは、不揮発性記憶集積回路の一分類である。一般に、フラッシュEPROMはチップ上のメモリセルを電気的に消去、プログラミング、又は読出す能力を持つ。一般に、フラッシュEPROMはフテイングゲートと電気的接続を形成する制御ゲートとを含む。フラッシュEPROMはメモリセルのフローテイングゲート内の電子を容量的な方法で充電又は放電することにより動作する。フローテイングゲートは導電材料、典型的にはポリシリコンから形成されて、酸化物又は他の絶縁材料の層によりトランジスタのチャンネルから絶縁され、絶縁材料の第2層によりトランジスタのワード線又は制御ゲートから絶縁される。
【0003】
フローテイングゲートに充電する動作はフラッシュEPROMについてアプログラム@・ステップと呼ばれる。プログラムステップは、制御ゲートとソースとの間に大きい正の電圧を設定していわゆるホット電子注入により達成できる。フローテイングゲートを放電する動作はフラッシュEPROMについてアイレーズ@機能と呼ばれる。消去機能はフローテイングゲートとトランジスタのソースとの間(ソース消去)又はフローテイングゲートと基板との間(チャンネル消去)のF−Nトンネルメカニズムにより典型的に実行される。
【0004】
メモリの需要の増大に起因して、フラッシュメモリなどのメモリ装置の大きさをさらに減少する必要性がある。メモリ装置のセルサイズを減少すると性能が増大し電力消費が減少する。
【0005】
減少した大きさを持ったいくつかの装置が開発されている。このような装置の1つは「微細HSGによるホーン形状フローテイングゲートを使用した高結合比のA低電圧動作フラッシュメモリセル」、キタムラ等@、1998年シンポジウムVLSI技術論文抄録に記載されるものがある。減少したセルサイズを持った他のメモリ装置の例は、「1GBフラッシュメモリのための0.18−Fm幅隔離を有するA0.24−Fmセル工程及び3Dインタポリイ誘電体層」、コバヤシ等@、IEEE97−275(1997)に記載されるものがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
メモリセルの大きさを減少すると、メモリセルはトンネル酸化層を劣化する過大なフローテイングゲートやフローテイングゲートの製造の際に形成される中間構造を含む欠点を持ったメモリセルとなる。フローテイングゲートに鋭角な端を形成すると電荷の漏れを発生する。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の実施の形態は、フローテイングゲートが第1側端領域と第2側端領域を含むフローテイングゲート・メモリセルを提供する。第1側端領域と第2側端領域に関してフローテイングゲートの中央方向に中央領域が位置する。フローテイングゲートの厚さが連続的に少なくとも1つの第1又は第2側端領域から中央領域へと減少する。
【0008】
本発明の別の実施の形態は、フローテイングゲート・メモリセルのフローテイングゲートを提供する。フローテイングゲートは、第1側端から第2側端へと延びるため第1製造ステップで堆積された第1ポリシリコン材料を含む。第1側端の近くに第1テーパー付けられた側壁を形成するため及び第2側端近くに第2テーパー付けられた側壁を形成するために第1ポリシリコン材料上に第2ポリシリコン材料が堆積される。第3ポリシリコン材料が、第1側端から第2側端へ延びるように少なくとも第1又は第2ポリシリコン材料を覆うように第3製造ステップにおいて堆積される。
【0009】
実施の形態のいずれに関して、フローテイングゲートの中央領域について実質的に対称となるようにフローテイングゲートの厚さに変化が与えられる。厚さの対称的な分布が、最大厚さを有する側端に関して中央に位置する最小厚さを有するフローテイングゲートを構成することができる三次元輪郭を可能にする。
【0010】
上記の実施の形態の別の変形は、第1製造ステップで第1ポリシリコン材料、第2製造ステップで側端領域に堆積された第2ポリシリコン材料と、第3製造ステップで堆積された第3ポリシリコンとから形成されるフローテイングゲートを提供する。さらに説明されるように、第3ポリシリコン材料は第1及び第2ステップで堆積されたポリシリコン材料から形成された輪郭を改変するように堆積できる。
【0011】
上記実施の形態の他の変形は、第1、第2及び第3ポリシリコン材料から形成されるべき第1及び第2側端領域と、第1及び第3ポリシリコン材料から掲載されるべき中央領域とを提供することができる。
【0012】
上記実施の形態の他の変形は、それぞれが下の基板から離れた上表面にわたって均一の厚さを持つ第1及び第2側端領域を提供することができる。第1及び第2側端領域はピークとしても形成できる。
【0013】
上記実施の形態のフローテイングゲートは、フローテイングゲート・メモリセル内に提供される。ここでフローテイングゲート・メモリセルは、基板と、基板上に配置されたソース及びドレイン領域と、ソース及びドレイン領域上に配された絶縁層と、ソース及びドレイン領域間の絶縁層上に配されたフローテイングゲートとを有する。
【0014】
本発明はまた、フローテイングゲート・メモリセル内で使用されるための輪郭付けられたフローテイングゲートを形成する方法に関する。この方法の1つの実施の形態は、第1整列構造と第2整列構造との間にポリシリコン構造を形成し、ここでポリシリコン構造は第1整列構造に近い第1側端領域及び第2整列構造に近い第2側端領域において最大厚さを有し、そしてポリシリコン構造は第1側端領域と第2側端領域との間に位置する中央領域に最小厚さをゆうする。方法はさらに、ポリシリコン層がポリシリコン構造の輪郭を取るようにポリシリコン構造上のポリシリコン層を形成することを含む。
【0015】
方法はさらに、基板上に第1ポリシリコン層を堆積し、そして第1側端領域と第2側端領域とにおいて最大の厚さを第2ポリシリコン層が有するように第1ポリシリコン層上に第2ポリシリコン層を堆積することにより、第1整列構造と第2整列構造との間のポリシリコン構造を形成することを含む。
【0016】
別の実施の形態では、第1及び第2整列構造間の輪郭付けられたフローテイングゲートの下にある基板上に第1ポリシリコン層を堆積し、そして第1整列構造、第2整列構造、及び第1ポリシリコン層により定義されたトポグラフイ上に第2ポリシリコン層を形成することを含む方法が提供される。この方法はさらに、トポグラフイ上に第2ポリシリコン層を堆積した後に第1及び第2整列構造から第2ポリシリコン層を取除き、そして第3ポリシリコン層が第2層の輪郭を取るように第2ポリシコン上に第3ポリシリコン層を形成することを含む。
【0017】
方法はさらに、中心領域から第2ポリシリコン層の一部を除去することによりポリシリコン構造を形成することを含む。
【0018】
本発明の別の実施の形態は、中心領域から第2ポリシリコン層の一部を除去するためのプロセスにおいて、第1ポリシリコン層の一部を除去することによりポリシリコン構造を形成することを含む。
【0019】
本発明の別の実施の形態は、第1側端領域と第2側端領域において最大の厚さを有する傾斜された厚さを第2ポリシリコン層の残余部分が有するように、中心領域から第2ポリシリコンの一部を除去することによりポリシリコン構造を形成することを含む。
【0020】
上記実施の形態の変形はさらに、最小の厚さを有するフローテイングゲートの中心方向の領域を定義する輪郭付けられた窪みを形成するためにポリシリコン構造の中心領域から第2ポリシリコン層の一部を除去することにより第1ポシリコン構造を形成することを含む。
【0021】
本発明の実施の形態はまた、基板を提供し、基板上にソース及びドレイン領域を形成し、そしてソース及びドレイン領域上に絶縁層を堆積することによりフローテイングゲート・メモリセルを形成することを含む。この方法は、ソースとドレイン領域間の絶縁層上に配置された輪郭付けられたフローテイングゲートを形成することを含む。フローテイングゲートは上述した方法により形成される。
【0022】
【発明の実施の形態】
本発明は、フローテイングゲートを三次元結合表面に組込むことにより、減少された横方向大きさを与えるフラッシュメモリセル設計に関する。輪郭付けられた結合表面は、横方向にわたって厚さが変化するようにフローテイングゲートを形成するために材料を製造することで作られる。フローテイングゲートは製造工程により形付けられる。
【0023】
本発明の実施の形態は、少なくとも2つのポリシリコン層により定義された輪郭を有する底ポリシリコン構造から形成されるフローテイングゲートを提供する。輪郭は、フローテイングゲートの側端で最大の厚さを有し、そしてフローテイングゲートの中心方向の屈曲で最小の厚さを有する。別のポリシリコン層が、底ポリシリコン構造の輪郭を取る底ポリシリコン構造上に堆積される。フローテイングゲートを形成するために使用されるポリシリコン層のそれぞれは、別個の製造工程において堆積できる。底ポリシリコン構造は第1及び第2ポリシリコン層を順次に堆積し、そしてフローテイングゲートの側端において側壁を形成するために第2ポリシリコン層の一部を除去することにより形成できる。フローテイングゲートの下で基板に接する第1ポリシリコン層の一部は屈曲部又は最小厚さ領域を形成するために除去できる。
【0024】
本発明の一実施例において、フローテイングゲートの厚さはフローテイングゲートの中心付近の最小厚さ領域からフローテイングゲートの側端へ連続的に増加する。フローテイングゲートは各側端において同じ厚さを有する領域を有することができる。代替的に、フローテイングゲートの厚さは側端におけるピークまで連続的に増加することができる。ここで連続的に増加するということは、結合表面上の横位置が側端又は側端領域の近くになるにつれて結合表面の厚さは常に増加することを意味する。しかし、増加率は常に線形である必要ないことに注意する。本発明の実施の形態で得られた構造は、制御ゲートとの結合比を増加する三次元結合表面を形成する。
【0025】
後に詳細に説明されるように、本発明のフローテイングゲートの使用により、より大きな大きさを持った業界で知られている他のフラッシュEPROMメモリセルと匹敵する性能の小さなメモリセルを提供できるという重要な利点を提供する。とりわけ、本発明のメモリセルは製造するのに安価で、そしてフローテイングゲートからの電荷の漏れを防止する点に利点が有る。
【0026】
図1は、本発明によるメモリセルを示すもので、メモリアレイ又はフラッシュEPROM装置を形成するために列が揃っている。列内のメモリセルは半導体基板100を共有する。半導体基板100の特定の設計又は構成はメモリ装置のアーキテクチュアに依存して変化できる。例えば、図4に示すソース−ドレイン−ソース構成については、半導体基板100は図1に示すようにpタイプであってもよい。基板100上にn+タイプソース114とn+タイプドレイン領域115が分布されてもよい。好ましくは、ここで酸化物構造126として示される複数の整列構造が、基板100の酸化領域127上で個別にカプセル化される。複数のフローテイングゲート120が酸化構造126間に各フローテイングゲート120が基板100の対応するチャンネル領域上に位置するように形成される。好ましくは、フローテイングゲート120は第1及び第2側端111及び113において酸化物構造126と接する。トンネル酸化層103などの絶縁層が基板100、フローテイングゲート120、そして多分酸化構造物126を分離することができる。好ましくは、ソース及びドレイン領域114及び115はそれぞれ酸化構造126の下に実質的に位置する。
【0027】
フローテイングゲート120は方向矢印135に示されるような横のワード線方向に延びている。ビット線方向に整列して紙中に延びる追加のフローテイングゲートは図示されていない。各フローテイングゲート120は、1又は複数の領域で酸化物構造126の垂直厚さよりも大きい垂直厚さを持つポリシコン体から形成される。後で詳述するように、フローテイングゲート120は第1側端122と第2側端124との間に延びた基本構造125から形成される。窪んだ結合表面を有する上部分115が基本構造125上に形成され、フローテイングゲート120の全体厚さが側端122、124の近くで最大となり、そして中心領域で最小となっている。好ましくは、フローテイングゲートの厚さは第1及び第2側端122、124に近い領域から中心領域内に位置する中心ベース線118の最小厚さまで連続的に減少する。フローテイングゲート120の厚さは中心ベース線118に関して対称であることが好ましいが、この実施の形態の変形例はフロテイングゲート120の最小厚さを中心からオフセットされたベース線に設ける。図2Aに示されるような1つの実施の形態においては、三つ又はそれ以上のポリシリコン層が基本構造と輪郭付けられた上部分に用いられる。
【0028】
図示するように、メモリセル100は酸化構造126とフローテイングゲート120の上に堆積されたポリシリコン間誘電体層108をさらに含んでも良い。ポリシリコンの第3層150はポリシリコン間誘電体層108上に堆積されてワード線制御ゲートを形成する。フローテイングゲート120と酸化物構造126のそれぞれの形状の結果として、ポリシリコン間誘電体上のポリシリコン層の堆積は、酸化層とフローテイングゲート上に整列したトレンチを形成する。
【0029】
本発明の1つの利点は、増大した結合表面を持つフローテイングゲートを提供することである。結合表面の増加はフローテイングゲートと制御ゲート間の結合比に直接に相関関係を有し、そしてフローテイングゲートが基板100上のより少ない面積を占領することを可能にし、これによりメモリセルの全体の大きさを減少する。さらに、フラッシュEPROMの動作電圧を減少でき、そして回路を簡潔にできる。フローテイングゲートの大きさを減少することの別の利点は、本発明はソース/ドレイン拡散領域と垂直方向に重なる拡大したポリウイング又は横方向に延びたフローテイングゲートを含むフローテイングゲート構造を回避できることである。このようにして、本発明のセル構造はセルがプログラムされている最中のドレイン結合比とドレイン漏れを減少できる。同様にして、本発明のセル構造はF−N消去動作中のソース結合比を減少できる。
【0030】
本発明に用いられるフローテイングゲート設計を以下に詳細に説明する。図2Aは本発明によるフロテーテイングゲート220の第1の実施の形態を示す。この実施の形態において、第1ポリシリコン層が第1製造工程で堆積されて第1側端222から第2側端224に延びるベース205を形成する。第2ポリシリコン層が第1側端222と第2側端224に近い第1ポリシリコン層上の分離された領域に堆積されて、それぞれの側端に近いテーパー付けられた側壁を形成する。第3ポリシリコン層が第1及び第2ポリシリコン層により形成された構造上に堆積されて、第1及び第2側端222及び224間に延びた輪郭付けられたけ都合表面225を形成する。
【0031】
図2Aに示すように、フローテイングゲート220は左から右に移るにつれて三つの領域に分割でき、第1側端領域201、第2側端領域203、及び側端領域201及び203に関してフローテイングゲートの中心に横方向に位置する中心領域202とを有する。図2Aの実施の形態において、中心領域202の厚さはポリシリコンの第1層とポリシリコンの第3層とを含む。側端領域211及び213の厚さはポリシリコンの第1、第2及び第3層を含む。
【0032】
1つの実施の形態において、ベース構造205の厚さは、最小厚さ領域264を有する輪郭付けられた窪み262を一部に与えるために変化する。ベース205の変化する厚さはフローテイングゲート220の中心に位置するフローテイングゲートの窪みの屈曲を形成する。第2ポリシリコン層により形成されたテーパー付けられた側壁215、215’は、第1ポリシリコン層上で最大そして頂点又は第1及び第2側端222、224上のフローテイングゲートの表面で最小な横方向の長さで定義される。第3ポリシリコン層が第1及び第2ポリシリコン層上に堆積されて側端222、224間に延びて、ベース構造205の輪郭付けられた窪み262の中に入る。第3ポリシリコン層はポリシリコンの第1及び第2層により形成されたポリシコン構造の輪郭を取る。このようにして、フローテイングゲート220の厚さが中心領域から第1及び第2側端領域201及び203へと連続的に増加するように、第1、第2、第3ポリシリコン層が結合される。結果として得られる結合表面225は、屈曲領域と各側端領域との間の厚さプロフアイルの傾きが0と90度の間にあるフローテイングゲート220の厚さプロフアイルにより定義される。
【0033】
図2Aにおいて、側端領域201及び203は、下の基板と平行な台地280を形成するために相対的に均一な厚さを有するように第3ポリシリコン層により形成しても良い。第3ポリシリコン層はまた第2ポリシリコン層の側壁と第1ポリシリコン層の窪みにより定義される輪郭を持った内部表面282を形成する。フローテイングゲートは基板100に垂直な各酸化物構造への境界表面284を含む。好ましくは、台地280と内部表面282の接合点は90度より小さい角度を形成する。一実施の形態において、各台地280と境界表面284は90度角度を形成してもよい。
【0034】
図2Bは本発明によるフローテイングゲートの第2実施の形態を示し、このフローテイングゲートには尖った又はピーク状の側端が設けられている。図示のように、フローテイングゲート220の厚さが最小の厚さ264’から第1及び第2側端217及び219へ連続的に増加するように、第1、第2及び第3ポリシリコン層が組合せられる。結果として得られる結合表面225’は、最小厚さ領域264及び側端222、224のそれぞれとの間の厚さプロフアイルの傾きが0と90度の間の範囲であるフローテイングゲート220の厚さプロフアイルにより定義される。厚さプロフアイルは第1及び第2側端の間のフローテイングゲートの結合長を拡大するために結合表面を輪郭付ける。
【0035】
図2Cは、フローテイングゲートが輪郭付けられた結合表面を有する他の実施の形態を示す。この実施の形態では第1ポリシリコン層が第1製造工程で堆積されて、第1側端222から第2側端224へ延びるベース構造205を形成する。第2ポリシリコン層が第1ポリシリコン層上で第1及び第2側端222及び224の間に連続的に延びるように堆積される。第2ポリシリコン層が堆積されて、各側端の近くに最大厚さの領域をそしてフローテイングゲートの中心領域上に最小厚さの領域264”を形成する。第2ポリシリコン層の結果として得られるトポグラフイは、第2ポリシリコン層のある厚さが連続してベース205上を延び、それぞれの側端222及び224の近くにテーパー付けられた側壁215、215’を形成する。第3ポリシリコン層が第2ポリシリコン層上に堆積されて、第1及び第2側端222及び224の間に延びる輪郭付けられた結合表面225”を形成する。図2Cの実施の形態において、ポリシリコンの第1層が第1及び第2側端222及び224の間に実質的に均一な厚さを有する。
【0036】
図3Aないし3Iは本発明によるメモリセル、より詳細にはフローテイングゲートの配列、を製造するための第1実施の形態である。図3Aに示すように、相対的に薄いトンネル酸化層303が基板300上に好ましくは約100オングストロームの厚さに成長される。図4に示されるような実施の形態において、基板はpタイプ基板を含む。次に、第1ポリシリコン層304などのフローテイングゲートを形成するための導電層がトンネル酸化層303上に堆積される。窒化シリコン(Si3N4)などの材料からなる絶縁又はマスキング層306が第1ポリシリコン層304上に順次に堆積される。マスキング層306は低圧化学蒸着(LPCVD)又はプラズマ増強化学蒸着(PECVD)によりトンネル酸化層303上に形成できる。
【0037】
図3Bに示すように、第1ポリシリコン層304とマスキング層306は食刻除去されて基板300上で離間したポリシリコン−窒化物柱330のパターンを形成する。好ましくは、柱330はホトマスキング工程により定義される。この工程において、ドーパントが柱330の間の拡散領域314及び315を作るために使用できる。これは化学又は他の同様な工程も使用できるが、通常のイオン注入方法を使用して実施してもよい。砒素(As)などの拡散領域を作るために使用されるドーパントが基板300内に注入される。
【0038】
図3Cは、個々のポリシリコン−窒化物柱330の間に堆積された酸化物構造326を示す。次に、ポリシリコン−窒化物柱330と酸化層326が好ましくは化学的機械的研磨手段(CMP)により平面化される。平面化は酸化物構造326を水平面に対して柱330のマスキング層306と同一平面にする。酸化物構造326とマスキング層306を平面化する別の方法は、マスキング層306と同一平面になるように酸化物構造を食刻することを含む。酸化物構造326はポリシリコン層304を電子漏れから絶縁する役割を行ない、一方またその後のポリシリコン堆積(図3Dに示す)の高さを決定する整列構造を提供する。このようにして、酸化物構造326の高さはフローテイングゲート全体の高さを決定するのに使用できる。酸化物構造326は、LPCFD、PECVD、及び高密度プラズマCVD(HDPCVD)を含む数多い方法により基板300上に堆積できる。
【0039】
図3Dに示すように、マスキング層306が柱330から湿式食刻工程により除去されて、酸化物構造326間に第1ポリシリコン層304を露呈する。結果として得られた構造はステップ・トポグラフイを有し、追加のポリシリコン層のその後の堆積に対する整列構造を形成する。
【0040】
次に、図3Eは第1ポリシリコン層304と酸化物326上に堆積されたポリシリコン324の第2層を示す。第2ポリシリコン層324は酸化物構造326と第1ポリシリコン層304上に連続的に延びている。整列のために酸化物構造326を使用して第1及び第2ポリシリコン層304及び324の厚さがフローテイングゲートの側端において最も厚くなる。第2ポリシリコン層324がその後に堆積される第3ポリシリコン層のためのフローテイングゲートの輪郭を形成するのに使用できる。図3Eは第2ポリシリコン層324が鋭角90度を形成するように堆積されているけれど、第2ポリシリコン層324はより丸い角を形成するために堆積できる。丸い角は第2ポリシリコン層324をその厚さが第1ポリシリコン層304と酸化物構造326のトポグラフイと一致するようによりゆっくりと混ざる態様で堆積することにより形成される。
【0041】
図3Fに示すように、第2ポリシリコン層324は酸化層326の頂上から好ましくは化学的機械的研磨(CMP)工程により除去される。代替的に、もし薄膜が第2ポリシリコン層324から第1ポリシリコン層を分離するために使用されると第2ポリシリコン層324は食刻で除去できる。第2ポリシリコン層324は酸化構造物326の近くに厚さを延ばした端334を上げている。好ましくは、酸化構造物326により定義された空間は矩形状の窪みである。
【0042】
図3Gは、ポリシリコン304の第1層の一部と同じく、酸化物構造326間に傾斜付けられた空洞を形成するために除去されたポリシリコンの第2層324の残存部分を示す。好ましくは、ポリシリコンの第1層304と第2層324はスペーサー食刻により同時的に除去される。中間のフローテイングゲート構造が酸化物構造326の間に形成され、各酸化物構造326の近くで離間して対向するテーパー付けられた側壁332を持ったポリシリコンの第1層304により形成されたベースを有する。
【0043】
図3Hは酸化層326上に堆積された第3ポリシコン層327を示す。第3ポリシリコン層327は第2及び第1ポリシリコン層324及び304上に堆積される。好ましい製造方法において、第3ポリシリコン層327は酸化物構造326上にも堆積される。酸化物構造326の対の間に、第3ポリシリコン層327が第1及び第2ポリシリコン層304及び324により形成された形状にそって傾斜される。このようにして、第3ポリシリコン層327の堆積により鋭い角や角度を回避できる。
【0044】
図3Iに示されるように、別のCMP工程が酸化物構造326の頂上表面に対して行なわれ、そこから第3ポリシリコン層327が除去される。代替的に、もし薄膜がポリシリコンの第3層327からポリシリコンの第2層324を分離するために使用されると第3ポリシリコン層327をドライ食刻で除去できる。
【0045】
図3Jは、ポリシリコン構造が酸化物構造326を越えて垂直に延びるようにするため、酸化物構造326部分的に除去した様子を示す。酸化物構造の一部はデイッピング工程により除去できる。結果として得られたフローテイングゲートにおいて、酸化物構造326に近い側端の厚みはフローテイングゲートの他よりも大きい。フローテイングゲートの厚さはフローテイングゲートの中心領域まで連続的に減少する。
【0046】
図3Kに示すように、ポリシリコン間誘電体層308が第3ポリシリコン327と近くの酸化構造物326とを覆うように堆積される。好ましいポリシリコン間誘電体材料はONOである。SiO2などの他の材料もふさわしい。一実施の形態において、ONO層はCVDにより堆積された高温度酸化物、CVD窒化物、及びCVDにより堆積された他の高温酸化物を含む。例示的な実施の形態においては、第1酸化層の厚さは62オングストローム、窒化物層の厚さは62オングストローム、そして底の酸化層の厚さは45オングストロームである。第2誘電体層の堆積の後に、結合して制御ゲートを形成する第2ポリシリコン層427及びWSIx474の堆積が続く。
【0047】
図3Lは、ワード線ゲート制御として堆積されたポリシリコンの第4層360を示す。本発明の方法により形成されたフローテイングゲートは、技術分野において知られている技術を使用してメモリを形成するために制御ゲートと組合せられる。
【0048】
図4は、本発明によるフラッシユEPROM回路のドレイン−ソース−ドレイン構成を示す。回路は、第1ローカルビット線410及び第2ローカルビット線411を含む。第1及び第2ローカルビット線410、411は以下に説明するような埋め込み拡散導体により構成される。埋め込み拡散により構成されるローカル仮想接地線412も含む。複数のフローテイングゲート、ドレイン及びソースはローカルビット線410、411及びローカル仮想接地線412に接続される。複数のトランジスタのソースはローカル仮想接地線412に結合される。一般に413で示すトランジスタの第1列のドレインは第1ローカルビット線410に結合され、そして一般に414で示すトランジスタの第2列のドレインは第2ローカルビット線411に結合される。フローテイングゲートトランジスタのゲートはワード線WL0からWLNに結合され、ここで各ワード線(例えばWL1)は第2列414のトランジスタ(例えば、トランジスタ416)のゲートに接続される。従って、トランジスタ415及び416は、共有ソース拡散を持った1つの2トランジスタセルとみなすことができる。
【0049】
図4に示すように、第1グローバルビット線417及び第2グローバルビット線418が、各ドレイン−ソース−ドレインブロックと関連付けられる。第1グローバルビット線417は金属−拡散接点420を介して上ブロック選択トランジスタ419のソースに結合している。同様にして、第2ビット線418は金属−拡散接点422を介して上ブロック選択トランジスタ421のソースに結合している。上ブロック選択トランジスタ419、421のドレインはそれぞれ第1及び第2ローカルビット線410及び411に結合している。上ブロック選択トランジスタ419、421のゲートは線423上の上ブロック選択信号TBSELにより制御される。
【0050】
ローカル仮想接地線412は底ブロック選択トランジスタ425を介して導線424を横断して仮想接地端子に結合される。底ブロック選択トランジスタ425のドレインはローカル仮想接地線412に結合される。底ブロック選択トランジスタ425のソースは導線424に結合される。底ブロック選択トランジスタ425のゲートは線426を横切る底ブロック選択信号BBSELにより制御される。好ましいシステムにおいては、導線424は埋め込まれた拡散導体で、配列を通じて水平に動かされた位置の金属−拡散接点まで延びて、垂直金属仮想接地バスへの接点を提供する。
【0051】
グローバルビット線は、配列を通じて垂直にそれぞれ列選択トランジスタ427、428まで延び、これらを介して選択されたグローバルビット線がセンスアンプ及びプログラムデータ回路(図示しない)に結合される。このようにして、列選択トランジスタ427のソースはグローバルビット線417に結合され、列選択トランジスタ427のゲートは列デコード信号Y1に結合され、そして列選択トランジスタ427のドレインは導線429に結合されている。
【0052】
他のメモリ配列装置アーキテクチュアも本発明に使用できる。例えば、チャングへの米国特許第5,696,019号は、1つ又は複数のビット線を共有する複数のメモリの列を含んだ本発明に適したメモリ装置アーキテクチュアを開示している。このアーキテクチュアは、セルの各列が単一の埋め込まれた拡散ローカルソース線を有するソース・ドレインセル構成に基づいている。トレンチ酸化物などの絶縁構造はセルの各列間に位置している。
【0053】
メモリセル動作は、いくつかの方法の1つにより達成できる。この実施の形態において、メモリセルは制御ゲートに第1正電圧値を埋め込まれたドレイン拡散に第2正電圧バルブを与えて、一方埋め込まれたnタイプソース拡散をゼロボルトにすることによりプログラムされる。これらの条件下において、電子は荷電帯から導電帯へトンネルでき、荷電帯に自由正孔を残す。制御ゲートの電圧は電子をフローテイングゲート方向に引き寄せる。電子はドレイン拡散と制御ゲート間の強い垂直な電場により加速されて、トンネリング誘電体層106(図1に示される)を介してフローテイングゲート120(図1)中に注入されるのに十分な「ホット」電子になる。
【0054】
消去はフローテイングゲートから埋め込まれたnタイプソース拡散領域へF−Nトンネリングにより達成される。消去時、負電圧が制御ゲートに印加され、正電圧がソース拡散に印加され、そしてドレインは浮かされる。この結果、フローテイングゲートからソース側への電子のF−Nトンネリング消去が起こる。
【0055】
他の変形例において、F−Nトンネリング・プログラミング(フローテイングゲートからドレイン側へF−Nトンネリングを介しての電子トンネリング)及びチャンネル消去(チャンネルからフローテイングゲートへのF−Nトンネリングを介しての電子)が使用できる。さらに、メモリセルはF−Nトンネリング・プログラミング(チャンネルからフローテイングゲートへF−Nトンネリングを介しての電子)とF−Nチャンネル消去(フローテイングゲートからチャンネルへのF−Nトンネリングによる電子)も使用できる。
【0056】
読取りは、ドレイン拡散に正電圧をそして制御電圧に正電圧を与え、ソースをゼロボルトにすることにより達成できる。フローテイングゲートが荷電されていると、読取り中にnチャンネルトランジスタを導電にするためのしきい値電圧が制御ゲートに印加されている電圧以下に減少する。従って、読取り動作中に、荷電されたトランジスタは導電せず、そして荷電されていないトランジスタは導電する。セルの非導電状態は検出回路の極性に応じて2進値1又は0として解釈される。
【0057】
プログラミング、消去、及び/又は読取り動作に必要な電圧は、一部はメモリセルの制御ゲートとフローテイングゲートの間の結合比に依存する。フローテイングゲートを横断する電圧は次式により特徴付けられる。
【0058】
VFG=VCG[CCR/(CCR+CK)]
上式で、CCRはフローテイングゲートと制御ゲートとの間の容量的結合比である。フアクターCKは、プログラミング、消去、又は読取りのためにトンネル酸化層206を横断するフローテイングゲートの容量的結合をあらわす。上式において、フローテイングゲートと制御ゲート間の結合比が高ければ高いほど、制御ゲートを横断する電圧と比較してフローテイングゲートを横断する電圧がより等しくなる。このように、フローテイングゲートと制御ゲート間の結合比の増加は、プログラミング、消去、又は読取りを行なうために必要な電圧を減少する。
【0059】
従来技術のいくつかのメモリ装置は、制御ゲートとフローテイングゲート間の結合比を増加するためにより大きな結合表面を有するフローテイングゲートを提供する。従来はこれは基板上のフローテイングゲートの横方向の大きさを増大することにより達成していた。このように、従来技術のフローテイングゲートはメモリ配列装置に割当てられた面積の大きなパーセンテージを占めている。これに対して、本発明は減少された横方向の大きさを有する匹敵するフローテイングゲートを提供する。特に、本発明は減少された横方向の大きさを持つが制御ゲートとフローテイングゲート間に同じ又は増加した結合比を有するフローテイングゲートを提供する。
【0060】
以上の本発明の好ましい実施の形態の説明は例示と説明のために行なわれた。本発明を開示された正確な形に限定する意図はない。当業者には明かなように多くの修正や変形がある。本発明の範囲は特許の請求の範囲の記載とその均等物により画定される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるメモリセルを示す図。
【図2A】 本発明の実施の形態によるフローテイングゲートを示す図。
【図2B】 別の実施の形態による傾斜した厚さを有する側端を含むフローテイングゲートを示す図。
【図2C】 本発明の別の実施の形態による少なくと3つのポリシリコン層を含むフローテイングゲートにわたって延びた1つの厚さを含むフローテイングゲートを示す図。
【図3A】 図3Aないし3Iは本発明によるメモリセルを製造する方法の実施の形態を示す図であり、図3Aは基板上に成長されたトンネル酸化層、ポリシリコン層、及びマスキング層を有する半導体構造を示す図。
【図3B】 列のパターンを形成するために食刻されたポリシリコン層及びマスキング層を示す図。
【図3C】 各列が酸化物構造と接するように列の間に堆積された酸化物構造を示す図。
【図3D】 酸化物構造とポリシリコン層との間にステップ・トモグラフイを作るために除去されたマスキング層を示す図。
【図3E】 列と酸化物構造を含むステップ・トモグラフイ上に堆積された第2ポリシリコン層を示す図。
【図3F】 酸化物構造の上の第2ポリシリコン層の全てを選択的に除去するため食刻された第2ポリシコン層を示す図。
【図3G】 第2ポリシリコン層の更なる食刻を示す図。
【図3H】 第3ポシリコン層の堆積を示す図。
【図3I】 第3ポリシリコン層の食刻を示す図。
【図3J】 酸化物構造の上表面を短くするためそして組合せられたポリシリコン層の上部分に輪郭付けられた頂上又は結合表面を形成するために除去された酸化物構造を示す図。
【図3K】 酸化物構造とポリシリコン層の上に堆積された誘電体層を示す図。
【図3L】 誘電体層上の別のポリシリコン層の堆積を有するメモリセルの完成を示す図。
【図4】 本発明を使用することのできる不揮発性メモリ装置の回路図。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a non-volatile digital memory, and more particularly to a flash memory including a novel floating gate having a reduced lateral size.
[0002]
[Prior art]
Flash EPROM memory is a class of non-volatile storage integrated circuits. In general, flash EPROMs have the ability to electrically erase, program, or read memory cells on the chip. In general, a flash EPROM includes a control gate that forms an electrical connection with the footing gate. Flash EPROM operates by charging or discharging electrons in the floating gate of the memory cell in a capacitive manner. The floating gate is formed of a conductive material, typically polysilicon, insulated from the transistor channel by a layer of oxide or other insulating material, and from the transistor word line or control gate by a second layer of insulating material. Insulated.
[0003]
The operation of charging the floating gate is called Aprogram @ Step for the flash EPROM. The program step can be achieved by so-called hot electron injection by setting a large positive voltage between the control gate and the source. The operation of discharging the floating gate is called the erase @ function for the flash EPROM. The erase function is typically performed by an FN tunnel mechanism between the floating gate and the source of the transistor (source erase) or between the floating gate and the substrate (channel erase).
[0004]
Due to the increasing demand for memory, there is a need to further reduce the size of memory devices such as flash memory. Reducing the cell size of the memory device increases performance and reduces power consumption.
[0005]
Several devices with reduced size have been developed. One such device is described in "High coupling ratio A low voltage operation flash memory cell using horn-shaped floating gate with fine HSG", Kitamura et al. @ 1998 Symposium VLSI Technical Paper Abstract. is there. Examples of other memory devices with reduced cell size are “A0.24-Fm cell process and 3D interpoly dielectric layer with 0.18-Fm width isolation for 1 GB flash memory”, Kobayashi et al. Some are described in IEEE 97-275 (1997).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
When the size of the memory cell is decreased, the memory cell becomes a memory cell having a defect including an excessive floating gate that deteriorates the tunnel oxide layer and an intermediate structure formed in manufacturing the floating gate. If sharp edges are formed in the floating gate, charge leakage occurs.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Embodiments of the present invention provide a floating gate memory cell in which the floating gate includes a first side end region and a second side end region. A central region is located in the central direction of the floating gate with respect to the first side end region and the second side end region. The thickness of the floating gate is continuously reduced from at least one first or second side edge region to the central region.
[0008]
Another embodiment of the present invention provides a floating gate of a floating gate memory cell. The floating gate includes a first polysilicon material deposited in a first manufacturing step to extend from a first side end to a second side end. A second polysilicon material is disposed on the first polysilicon material to form a first tapered sidewall near the first side end and to form a second tapered sidewall near the second side end. Is deposited. A third polysilicon material is deposited in a third manufacturing step so as to cover at least the first or second polysilicon material so as to extend from the first side end to the second side end.
[0009]
For any of the embodiments, the thickness of the floating gate is varied so as to be substantially symmetrical about the central region of the floating gate. The symmetrical distribution of thickness allows a three-dimensional contour that can constitute a floating gate with a minimum thickness centered with respect to the side edge with the maximum thickness.
[0010]
Another variation of the above embodiment is that the first polysilicon material is deposited in the first manufacturing step, the second polysilicon material deposited in the side edge region in the second manufacturing step, and the first polysilicon material deposited in the third manufacturing step. A floating gate formed from 3 polysilicon is provided. As will be further described, the third polysilicon material can be deposited to modify the contour formed from the polysilicon material deposited in the first and second steps.
[0011]
Other variations of the above embodiment include first and second side end regions that are to be formed from first, second, and third polysilicon materials, and a center that is to be published from the first and third polysilicon materials. Area and can be provided.
[0012]
Other variations of the above embodiments can provide first and second side end regions, each having a uniform thickness across the upper surface away from the underlying substrate. The first and second side end regions can also be formed as peaks.
[0013]
The floating gate of the above embodiment is provided in a floating gate memory cell. The floating gate memory cell is disposed on the substrate, the source and drain regions disposed on the substrate, the insulating layer disposed on the source and drain regions, and the insulating layer between the source and drain regions. And a floating gate.
[0014]
The invention also relates to a method of forming a contoured floating gate for use in a floating gate memory cell. One embodiment of the method forms a polysilicon structure between the first alignment structure and the second alignment structure, where the polysilicon structure has a first side region close to the first alignment structure and a second The polysilicon structure has a maximum thickness in the second side end region close to the alignment structure, and the polysilicon structure has a minimum thickness in a central region located between the first side end region and the second side end region. The method further includes forming a polysilicon layer on the polysilicon structure such that the polysilicon layer outlines the polysilicon structure.
[0015]
The method further deposits a first polysilicon layer on the substrate, and on the first polysilicon layer such that the second polysilicon layer has a maximum thickness in the first side edge region and the second side edge region. Forming a polysilicon structure between the first alignment structure and the second alignment structure by depositing a second polysilicon layer.
[0016]
In another embodiment, a first polysilicon layer is deposited on the substrate under the contoured floating gate between the first and second alignment structures, and the first alignment structure, the second alignment structure, And forming a second polysilicon layer over the topography defined by the first polysilicon layer. The method further removes the second polysilicon layer from the first and second alignment structures after depositing the second polysilicon layer on the topography, and the third polysilicon layer outlines the second layer. Forming a third polysilicon layer on the second polysilicon.
[0017]
The method further includes forming a polysilicon structure by removing a portion of the second polysilicon layer from the central region.
[0018]
Another embodiment of the present invention includes forming a polysilicon structure by removing a portion of the first polysilicon layer in a process for removing a portion of the second polysilicon layer from the central region. Including.
[0019]
Another embodiment of the present invention provides for the remainder of the second polysilicon layer to have a sloped thickness that has a maximum thickness in the first side end region and the second side end region. Forming a polysilicon structure by removing a portion of the second polysilicon.
[0020]
The variation of the above embodiment further includes the step of forming a second polysilicon layer from the central region of the polysilicon structure to form a contoured recess that defines a central region of the floating gate having a minimum thickness. Forming a first polysilicon structure by removing the portion.
[0021]
Embodiments of the invention also provide a substrate, forming source and drain regions on the substrate, and forming a floating gate memory cell by depositing an insulating layer on the source and drain regions. Including. The method includes forming a contoured floating gate disposed on an insulating layer between the source and drain regions. The floating gate is formed by the method described above.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention relates to a flash memory cell design that provides a reduced lateral dimension by incorporating a floating gate into a three-dimensional bonding surface. The contoured bonding surface is made by manufacturing the material to form the floating gate such that the thickness varies across the lateral direction. The floating gate is shaped by the manufacturing process.
[0023]
Embodiments of the present invention provide a floating gate formed from a bottom polysilicon structure having a profile defined by at least two polysilicon layers. The profile has a maximum thickness at the side edges of the floating gate and a minimum thickness at the central bending of the floating gate. Another polysilicon layer is deposited on the bottom polysilicon structure that outlines the bottom polysilicon structure. Each of the polysilicon layers used to form the floating gate can be deposited in a separate manufacturing process. The bottom polysilicon structure can be formed by sequentially depositing first and second polysilicon layers and removing a portion of the second polysilicon layer to form sidewalls at the side edges of the floating gate. A portion of the first polysilicon layer that contacts the substrate under the floating gate can be removed to form a bend or minimum thickness region.
[0024]
In one embodiment of the invention, the thickness of the floating gate increases continuously from the minimum thickness region near the center of the floating gate to the side edge of the floating gate. The floating gate can have regions having the same thickness at each side edge. Alternatively, the thickness of the floating gate can be continuously increased to a peak at the side edges. Here, continuously increasing means that the thickness of the bonding surface always increases as the lateral position on the bonding surface is closer to the side edge or side edge region. However, note that the rate of increase need not always be linear. The structure obtained in the embodiment of the present invention forms a three-dimensional coupling surface that increases the coupling ratio with the control gate.
[0025]
As will be described in detail later, the use of the floating gate of the present invention can provide a smaller performance memory cell comparable to other flash EPROM memory cells known in the industry with larger sizes. Provides important benefits. In particular, the memory cell of the present invention is advantageous in that it is inexpensive to manufacture and prevents charge leakage from the floating gate.
[0026]
FIG. 1 illustrates a memory cell according to the present invention, which is aligned to form a memory array or flash EPROM device. Memory cells in the column share the
[0027]
The floating gate 120 extends in the horizontal word line direction as indicated by the directional arrow 135. Additional floating gates extending in the paper aligned in the bit line direction are not shown. Each floating gate 120 is formed from a polysilicon body having a vertical thickness that is greater than the vertical thickness of the
[0028]
As shown, the
[0029]
One advantage of the present invention is to provide a floating gate with increased bonding surface. The increase in the coupling surface directly correlates with the coupling ratio between the floating gate and the control gate, and allows the floating gate to occupy less area on the
[0030]
The floating gate design used in the present invention is described in detail below. FIG. 2A shows a first embodiment of a
[0031]
As shown in FIG. 2A, the floating
[0032]
In one embodiment, the thickness of the
[0033]
In FIG. 2A, the side edge regions 201 and 203 may be formed of a third polysilicon layer so as to have a relatively uniform thickness in order to form a plateau 280 parallel to the underlying substrate. The third polysilicon layer also forms an inner surface 282 having a contour defined by the sidewalls of the second polysilicon layer and the depressions of the first polysilicon layer. The floating gate includes a
[0034]
FIG. 2B shows a second embodiment of a floating gate according to the present invention, which is provided with pointed or peaked side edges. As shown, the first, second and third polysilicon layers such that the thickness of the floating
[0035]
FIG. 2C shows another embodiment in which the floating gate has a contoured coupling surface. In this embodiment, a first polysilicon layer is deposited in a first manufacturing process to form a
[0036]
3A to 3I show a first embodiment for manufacturing a memory cell according to the present invention, more specifically, an array of floating gates. As shown in FIG. 3A, a relatively thin
[0037]
As shown in FIG. 3B, the
[0038]
FIG. 3C shows an
[0039]
As shown in FIG. 3D, the
[0040]
Next, FIG. 3E shows a second layer of
[0041]
As shown in FIG. 3F, the
[0042]
FIG. 3G shows the remaining portion of the
[0043]
FIG. 3H shows a
[0044]
As shown in FIG. 3I, another CMP step is performed on the top surface of the
[0045]
FIG. 3J shows the
[0046]
As shown in FIG. 3K, an
[0047]
FIG. 3L shows a fourth layer 360 of polysilicon deposited as word line gate control. The floating gate formed by the method of the present invention is combined with the control gate to form a memory using techniques known in the art.
[0048]
FIG. 4 shows the drain-source-drain configuration of a flash EPROM circuit according to the present invention. The circuit includes a first local bit line 410 and a second
[0049]
As shown in FIG. 4, a first
[0050]
The local virtual ground line 412 is coupled to the virtual ground terminal across the
[0051]
The global bit lines extend vertically to the
[0052]
Other memory array device architectures can also be used with the present invention. For example, US Pat. No. 5,696,019 to Chang discloses a memory device architecture suitable for the present invention that includes a plurality of columns of memory sharing one or more bit lines. This architecture is based on a source / drain cell configuration where each column of cells has a single embedded diffuse local source line. An insulating structure such as trench oxide is located between each column of cells.
[0053]
Memory cell operation can be accomplished in one of several ways. In this embodiment, the memory cell is programmed by applying a second positive voltage valve to the drain diffusion embedded with the first positive voltage value at the control gate, while bringing the embedded n-type source diffusion to zero volts. . Under these conditions, electrons can tunnel from the charged band to the conductive band, leaving free holes in the charged band. The voltage at the control gate attracts electrons toward the floating gate. The electrons are accelerated by a strong vertical electric field between the drain diffusion and the control gate and are sufficient to be injected into the floating gate 120 (FIG. 1) via the tunneling dielectric layer 106 (shown in FIG. 1). Become a “hot” electron.
[0054]
Erasing is accomplished by FN tunneling from the floating gate to the buried n-type source diffusion region. During erase, a negative voltage is applied to the control gate, a positive voltage is applied to the source diffusion, and the drain is floated. As a result, FN tunneling erasure of electrons from the floating gate to the source side occurs.
[0055]
In another variant, FN tunneling programming (electron tunneling from the floating gate to the drain side via FN tunneling) and channel erasure (channel to floating gate via FN tunneling). E) can be used. Furthermore, the memory cell also has FN tunneling programming (electrons from the channel to the floating gate via FN tunneling) and FN channel erasure (electrons by FN tunneling from the floating gate to the channel). Can be used.
[0056]
Reading can be accomplished by applying a positive voltage to the drain diffusion and a positive voltage to the control voltage, with the source at zero volts. When the floating gate is charged, the threshold voltage for making the n-channel transistor conductive during reading decreases below the voltage applied to the control gate. Thus, during a read operation, charged transistors are not conducting and uncharged transistors are conducting. The non-conductive state of the cell is interpreted as a binary value 1 or 0 depending on the polarity of the detection circuit.
[0057]
The voltage required for programming, erasing, and / or reading operations depends in part on the coupling ratio between the control gate and the floating gate of the memory cell. The voltage across the floating gate is characterized by:
[0058]
V FG = V CG [C CR / (C CR + C K ]]
Where C CR Is the capacitive coupling ratio between the floating gate and the control gate. Factor C K Represents the capacitive coupling of the floating gate across the tunnel oxide layer 206 for programming, erasing or reading. In the above equation, the higher the coupling ratio between the floating gate and the control gate, the more equal the voltage across the floating gate compared to the voltage across the control gate. Thus, increasing the coupling ratio between the floating gate and the control gate reduces the voltage required to program, erase, or read.
[0059]
Some prior art memory devices provide a floating gate with a larger coupling surface to increase the coupling ratio between the control gate and the floating gate. In the past, this was achieved by increasing the lateral size of the floating gate on the substrate. Thus, prior art floating gates occupy a large percentage of the area allocated to the memory array device. In contrast, the present invention provides comparable floating gates with reduced lateral dimensions. In particular, the present invention provides a floating gate having a reduced lateral dimension but having the same or increased coupling ratio between the control gate and the floating gate.
[0060]
The foregoing description of the preferred embodiment of the present invention has been made for purposes of illustration and description. There is no intention to limit the invention to the precise form disclosed. There are many modifications and variations that will be apparent to those skilled in the art. The scope of the present invention is defined by the appended claims and their equivalents.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a memory cell according to the present invention.
FIG. 2A is a diagram showing a floating gate according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2B illustrates a floating gate including a side edge having a sloped thickness according to another embodiment.
FIG. 2C illustrates a floating gate including a thickness extending over a floating gate including at least three polysilicon layers according to another embodiment of the present invention.
FIGS. 3A to 3I illustrate an embodiment of a method of manufacturing a memory cell according to the present invention, and FIG. 3A includes a tunnel oxide layer, a polysilicon layer, and a masking layer grown on a substrate. The figure which shows a semiconductor structure.
FIG. 3B shows a polysilicon layer and a masking layer etched to form a column pattern.
FIG. 3C illustrates an oxide structure deposited between columns such that each column is in contact with the oxide structure.
FIG. 3D shows the masking layer removed to create a step tomography between the oxide structure and the polysilicon layer.
FIG. 3E shows a second polysilicon layer deposited on the step tomography including columns and oxide structures.
FIG. 3F illustrates a second polysilicon layer etched to selectively remove all of the second polysilicon layer over the oxide structure.
FIG. 3G shows further etching of the second polysilicon layer.
FIG. 3H shows deposition of a third polysilicon layer.
FIG. 3I is a view showing etching of a third polysilicon layer.
FIG. 3J shows the oxide structure removed to shorten the top surface of the oxide structure and to form a contoured top or bonding surface in the top portion of the combined polysilicon layer.
FIG. 3K illustrates an oxide structure and a dielectric layer deposited over a polysilicon layer.
FIG. 3L illustrates the completion of a memory cell with the deposition of another polysilicon layer on the dielectric layer.
FIG. 4 is a circuit diagram of a nonvolatile memory device in which the present invention can be used.
Claims (16)
前記フローテイングゲートは、
第1側端領域及び第2側端領域と、
第1側端領域及び第2側端領域に対してフローテイングゲートの中心方向に位置する中心領域と、を備え
前記方法は、
第1のポリシリコン材料を形成する工程と、
前記第1のポリシリコン材料上に第2のポリシリコン材料を形成する工程と、
前記中心領域で前記第1のポリシリコン材料の一部を露出するために、前記第2のポリシリコン材料の一部を取り除くと共に、前記第2のポリシリコン材料の側面部は残される工程と、
露出された第1のポリシリコン材料及び残された第2のポリシリコン材料の上に第3のポリシリコン材料を形成する工程と、を備え、
フローテイングゲートの厚さが第1及び第2側端領域の少なくとも1つから中心領域へ連続的に減少することを特徴とする方法。A method of forming a floating gate in a floating gate memory, comprising:
The floating gate is
A first side end region and a second side end region;
A central region located in the central direction of the floating gate with respect to the first side end region and the second side end region, and the method comprises:
Forming a first polysilicon material;
Forming a second polysilicon material on the first polysilicon material;
Removing a portion of the second polysilicon material to expose a portion of the first polysilicon material in the central region, and leaving a side portion of the second polysilicon material;
Forming a third polysilicon material over the exposed first polysilicon material and the remaining second polysilicon material; and
A method wherein the thickness of the floating gate is continuously reduced from at least one of the first and second side end regions to the central region.
第1ポリシリコン材料を堆積する第1製造工程と、
第2ポリシリコン材料を側端領域に堆積する第2製造工程と、
第3ポリシリコン材料を堆積する第3製造工程とから形成されたことを特徴とする請求項2に記載の方法。The floating gate
A first manufacturing step of depositing a first polysilicon material;
A second manufacturing step of depositing a second polysilicon material in the side edge region;
3. The method of claim 2, wherein the method is formed from a third manufacturing step of depositing a third polysilicon material.
前記フローテイングゲートは、
第1側端及び第2側端と、
前記第1側端と前記第2側端に対してフローテイングゲートの中心方向に位置する中心領域とを備え、
第1側端から第2側端へ延びるように第1ポリシリコン材料を堆積する第1製造工程と、
前記第1ポリシリコン材料の第1側端近くに、前記中心領域に向ってテーパー付けられた第1の側壁、及び、第2側端近くに、前記中心領域に向ってテーパー付けられた第2の側壁を形成し、前記第1ポリシリコン材料上に第2ポリシリコン材料を堆積する第2製造工程と、
第1側端から第2側端へ延びるように少なくとも第1又は第2ポリシリコン材料上に第3ポリシリコン材料を堆積する第3製造工程と、
を有することを特徴とする方法。A method of forming a floating gate in a floating gate memory cell comprising:
The floating gate is
A first side end and a second side end;
A central region located in the center direction of the floating gate with respect to the first side end and the second side end;
A first manufacturing step of depositing a first polysilicon material so as to extend from the first side end to the second side end;
Near the first side end of the first polysilicon material, a first side wall tapered toward the central region and a second side wall tapered near the second side end toward the central region. a second manufacturing step of the side wall is formed, depositing a second polysilicon material on the first poly-silicon material,
A third manufacturing step of depositing a third polysilicon material on at least the first or second polysilicon material so as to extend from the first side end to the second side end;
A method characterized by comprising:
前記フローテイングゲート・メモリセルが、
基板と、
基板上に位置するソース及びドレイン領域と、
ソース及びドレイン領域上に置かれた絶縁層と、
ソース及びドレイン領域間で絶縁層上に置かれたフローテイングゲートとを有し、
フローテイングゲートが
第1側端領域及び第2側端領域と、
第1側端領域及び第2側端領域に対してフローテイングゲートの中心方向に位置する中心領域と、を備え、
前記方法は、
第1のポリシリコン材料を形成する工程と、
前記第1のポリシリコン材料上に第2のポリシリコン材料を形成する工程と、
前記中心領域で前記第1のポリシリコン材料の一部を露出するために、前記第2のポリシリコン材料の一部を取り除くと共に、前記第2のポリシリコン材料の側面部は残される工程と、
露出された第1のポリシリコン材料及び残された第2のポリシリコン材料の上に第3のポリシリコン材料を形成する工程と、を備え、
フローテイングゲートの厚さが第1及び第2側端領域の少なくとも1つから中心領域へ連続的に減少することを特徴とする方法。A method of forming a floating gate memory cell comprising:
The floating gate memory cell is
A substrate,
Source and drain regions located on the substrate;
An insulating layer placed over the source and drain regions;
A floating gate placed on the insulating layer between the source and drain regions,
The floating gate has a first side end region and a second side end region;
A central region located in the central direction of the floating gate with respect to the first side end region and the second side end region, and
The method
Forming a first polysilicon material;
Forming a second polysilicon material on the first polysilicon material;
Removing a portion of the second polysilicon material to expose a portion of the first polysilicon material in the central region, and leaving a side portion of the second polysilicon material;
Forming a third polysilicon material over the exposed first polysilicon material and the remaining second polysilicon material; and
A method wherein the thickness of the floating gate is continuously reduced from at least one of the first and second side end regions to the central region.
第1ホリシリコン材料を堆積する第1製造工程と、
側端領域に第2ポリシリコン材料を堆積する第2製造工程と、
第3ポリシリコン材料を堆積する第3製造工程とから形成されることを特徴とする請求項10に記載の方法。The floating gate
A first manufacturing step of depositing a first polysilicon material;
A second manufacturing step of depositing a second polysilicon material in the side edge region;
The method of claim 10, wherein the method comprises forming a third manufacturing step of depositing a third polysilicon material.
基板と、
基板上に位置するソース及びドレイン領域と、
ソース及びドレイン領域上に位置する絶縁層と、
ソース及びドレイン間の絶縁層上に位置するフローテイングゲートとを備え、
前記フローテイングゲートは、
第1側端及び第2側端と、
前記第1側端と前記第2側端に対してフローテイングゲートの中心方向に位置する中心領域とを備え、
フローテイングゲートが、
第1側端領域から第2側端領域に延びるように第1ポリシリコン材料を堆積する第1製造工程と、
前記第1ポリシリコン材料の第1側端の近くに、前記中心領域に向ってテーパー付けられた第1の側壁、及び、第2の側端の近くに、前記中心領域に向ってテーパー付けられた第2の側壁を形成し、前記第1ポリシリコン材料上に第2ポリシリコン材料を堆積する第2製造工程と、
第1側端から第2側端に延びるように少なくとも第1又は第2ポリシリコン材料上に第3ポリシリコン材料を堆積する第3製造工程と、から形成される
ことを特徴とする方法。A method of forming a floating gate memory cell comprising:
A substrate,
Source and drain regions located on the substrate;
An insulating layer located on the source and drain regions;
A floating gate located on an insulating layer between the source and drain,
The floating gate is
A first side end and a second side end;
A central region located in the center direction of the floating gate with respect to the first side end and the second side end;
The floating gate
A first manufacturing step of depositing a first polysilicon material so as to extend from the first side end region to the second side end region;
Near the first end of the first poly-silicon material, a first side wall that is tapers toward the central area, and, in the vicinity of the second side edge, assigned a taper toward the central region Forming a second sidewall and depositing a second polysilicon material on the first polysilicon material;
A third manufacturing step of depositing a third polysilicon material on at least the first or second polysilicon material so as to extend from the first side end to the second side end.
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