JP6571759B2 - 制御ゲートと浮遊ゲートとの間の強化された横方向結合によりスケーリングが改良される分割ゲートフラッシュメモリセル - Google Patents
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Description
本出願は、2014年8月8日に出願された米国特許仮出願第62/035,062号の利益を主張し、この仮出願は、参照により本明細書に組み込まれる。
Claims (18)
- 不揮発性メモリセルであって、
第1の導電型の半導体材料の基板と、
前記第1の導電型とは異なる第2の導電型の前記基板内の離間した第1及び第2の領域であって、前記基板内で間にチャネル領域を有する、離間した領域と、
前記チャネル領域の第1の部分の垂直上方に配設され、前記第1の部分から絶縁される、第1の部分と、前記第1の領域の垂直上方に配設され、前記第1の領域から絶縁される、第2の部分と、を有する浮遊ゲートであって、前記浮遊ゲートが、導電性であり、前記浮遊ゲートの対向する垂直側面にある鋭角縁部で終端する傾斜した上面を含む、浮遊ゲートと、
前記浮遊ゲートの垂直上方に配設され、前記浮遊ゲートから絶縁される、消去ゲートであって、前記鋭角縁部が、前記消去ゲートに面し、前記消去ゲートから絶縁され、前記消去ゲートは導電性であり、前記浮遊ゲートの前記傾斜した上面に面する部分を有し、かつ前記浮遊ゲートの前記傾斜した上面の形状に整合する形状を有する底面を有し、そして前記消去ゲートの底面がさらに前記鋭角縁部の回りを包む部分を含み、前記浮遊ゲートと消去ゲートとの間に配設された均一な厚さのトンネル酸化層を有する消去ゲートと、
前記浮遊ゲートの横方向に隣接して配設され、前記浮遊ゲートから絶縁され、前記第1の領域の垂直上方に配設され、前記第1の領域から絶縁される、第1の部分を有し、導電性である制御ゲートと、
前記チャネル領域の第2の部分の垂直上方に配設され、前記第2の部分から絶縁され、前記浮遊ゲートの横方向に隣接して配設され、前記浮遊ゲートから絶縁される、第1の部分を有し、導電性である選択ゲートと、を含む、不揮発性メモリセル。 - 前記制御ゲートが、前記消去ゲートの横方向に隣接して配設され、前記消去ゲートから絶縁される、第2の部分を有する、請求項1に記載の不揮発性メモリセル。
- 前記選択ゲートが、前記消去ゲートの横方向に隣接して配設され、前記消去ゲートから絶縁される、第2の部分を有する、請求項1に記載の不揮発性メモリセル。
- 前記選択ゲートがスペーサである、請求項1に記載の不揮発性メモリセル。
- 前記浮遊ゲートが、
前記チャネル領域の前記第1の部分と、
前記制御ゲートに面する側面と、を含み、
前記浮遊ゲートの前記側面の1つが前記選択ゲートに面しており、かつ前記底面の水平長さを超える垂直長さを有する、請求項1に記載の不揮発性メモリセル。 - 不揮発性メモリセルのアレイであって、
第1の導電型の半導体材料の基板と、
実質的に互いに平行であり、第1の方向に延在する、前記基板の上に形成される離間した分離領域と、を備え、各組の隣接した分離領域の間に活性領域を有し、
前記活性領域のそれぞれがメモリセルの組を含み、前記メモリセルの組のそれぞれが、 前記第1の導電型とは異なる第2の導電型を有する前記基板内の離間した、第1の領域、及び第2の領域の組であって、前記基板内で前記第1の領域と前記第2の領域との間にチャネル領域を有する、第1の領域、及び第2の領域の組と、
浮遊ゲートのそれぞれが、前記チャネル領域のうちの1つの第1の部分の垂直上方に配設され、前記第1の部分から絶縁される、第1の部分と、前記第1の領域の垂直上方に配設され、前記第1の領域から絶縁される、第2の部分と、を有する浮遊ゲートの組であって、前記浮遊ゲートのそれぞれが、導電性であり、前記浮遊ゲートの対向する垂直側面にある鋭角縁部で終端する傾斜した上面を含む、浮遊ゲートの組と、
消去ゲートの組であって、前記消去ゲートのそれぞれ1つが、前記浮遊ゲートのうちの1つの垂直上方に配設され、前記1つの浮遊ゲートから絶縁され、前記1つの浮遊ゲートの前記1つ以上の鋭角縁部が前記1つの消去ゲートに面する消去ゲートの組であって、前記消去ゲートの組のそれぞれが導電性であり、かつ、前記浮遊ゲートの前記傾斜した上面の形状に整合する形状を有する底面を有し、そして前記消去ゲートの組のそれぞれの底面がさらに前記鋭角縁部の回りを包む部分を含み、前記浮遊ゲートと消去ゲートとの間に配設された均一な厚さのトンネル酸化層を有する消去ゲートの組と、
前記浮遊ゲートの横方向に隣接して配設され、前記浮遊ゲートから絶縁され、前記第1の領域の垂直上方に配設され、前記第1の領域から絶縁される、第1の部分を有する制御ゲートであって、導電性である制御ゲートと、
選択ゲートの組であって、前記選択ゲートのそれぞれが、前記チャネル領域のうちの1つの第2の部分の垂直上方に配設され、前記第2の部分から絶縁され、前記浮遊ゲートのうちの1つの横方向に隣接して配設され、前記1つの浮遊ゲートから絶縁される、
第1の部分を有する、導電性である選択ゲートの組と、を含む、アレイ。 - 前記メモリセルの組のそれぞれに対し、前記制御ゲートが、前記消去ゲートの組の間に横方向に配設され、前記消去ゲートの組から絶縁される、第2の部分を有する、請求項6に記載のアレイ。
- 前記選択ゲートのそれぞれが、前記消去ゲートのうちの1つの横方向に隣接して配設され、前記1つの消去ゲートから絶縁される、第2の部分を有する、請求項6に記載のアレイ。
- 前記選択ゲートのそれぞれがスペーサである、請求項6に記載のアレイ。
- 前記メモリセルの組のそれぞれに対し、前記浮遊ゲートのそれぞれが、
前記チャネル領域のうちの1つの前記第1の部分及び前記第1の領域に面する底面、を含み、
前記浮遊ゲートの前記側面の1つが、前記制御ゲートに面しており、かつ、前記底面の水平長さを超える垂直長さを有する、請求項6に記載のアレイ。 - 前記消去ゲートのそれぞれが、前記第1の方向に対して直角の第2の方向で、前記活性領域及び前記分離領域と交差して延在する消去ゲート線の一部として形成され、前記消去ゲート線のそれぞれが、前記活性領域のそれぞれの中の前記消去ゲートのうちの1つを捕える、請求項6に記載のアレイ。
- 不揮発性メモリセルを形成する方法であって、
第1の導電型の半導体材料の基板を提供することと、
前記第1の導電型とは異なる第2の導電型の前記基板内に離間した第1及び第2の領域を形成する工程であって、前記基板内で間にチャネル領域を有することと、
浮遊ゲートを形成する工程であって、前記浮遊ゲートが、導電性であり、前記チャネル領域の第1の部分の垂直上方に配設され、前記第1の部分から絶縁される、第1の部分と、前記第1の領域の垂直上方に配設され、前記第1の領域から絶縁される、第2の部分と、を有し、前記浮遊ゲートが、前記浮遊ゲートの対向する垂直側面にある鋭角縁部で終端する傾斜した上面を含むことと、
前記浮遊ゲートの垂直上方に配設され、前記浮遊ゲートから絶縁される、消去ゲートを形成する工程であって、前記鋭角縁部が、前記消去ゲートに面し、前記消去ゲートから絶縁され、前記消去ゲートが導電性であり、かつ、前記浮遊ゲートの前記傾斜した上面の形状に整合する形状を有する底面を有し、そして前記消去ゲートの底面がさらに前記鋭角縁部の回りを包む1つ以上の部分を含み、前記浮遊ゲートと消去ゲートとの間に配設されたトンネル酸化層を有することと、
前記浮遊ゲートの横方向に隣接して配設され、前記浮遊ゲートから絶縁され、前記第1の領域の垂直上方に配設され、前記第1の領域から絶縁される、第1の部分を有する、制御ゲートであって、導電性である制御ゲートを形成することと、
前記チャネル領域の第2の部分の垂直上方に配設され、前記第2の部分から絶縁され、前記浮遊ゲートの横方向に隣接して配設され、前記浮遊ゲートから絶縁される、第1の部分を有する選択ゲートを形成することであって、前記選択ゲートが導電性である選択ゲートを形成することと、を含む、方法。 - 前記選択ゲートを形成することが、導電性材料のスペーサを形成することを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記浮遊ゲートが、
前記チャネル領域の前記第1の部分及び前記第1の領域に面する底面と、
を含み、
前記浮遊ゲートの前記側面の1つが、前記制御ゲートに面しており、かつ前記底面の水平長さを超える垂直長さを有する、請求項12に記載の方法。 - 不揮発性メモリセルのアレイを形成する方法であって、
第1の導電型の半導体材料の基板を提供することと、
実質的に互いに平行であり、第1の方向に延在する、前記基板の上に形成される離間した分離領域を形成することであって、各組の隣接した分離領域の間に活性領域を有することと、
前記活性領域のそれぞれにメモリセルの組を形成することと、を含み、
前記メモリセルの組が、前記第1の導電型とは異なる第2の導電型を有する前記基板内の離間した、第1の領域、及び第2の領域の組を形成することであって、前記基板内で前記第1の領域と前記第2の領域との間にチャネル領域を有することと、
浮遊ゲートの組を形成することであって、前記浮遊ゲートのそれぞれが、前記チャネル領域のうちの1つの第1の部分の垂直上方に配設され、前記第1の部分から絶縁される、第1の部分と、前記第1の領域の垂直上方に配設され、前記第1の領域から絶縁される、第2の部分と、を有し、前記浮遊ゲートのそれぞれが、導電性であり、かつ前記浮遊ゲートの対向する垂直側面にある鋭角縁部で終端する傾斜した上面を含むことと、
消去ゲートの組を形成することであって、前記消去ゲートのそれぞれ1つが、前記浮遊ゲートのうちの1つの垂直上方に配設され、前記1つの浮遊ゲートから絶縁され、前記1つの浮遊ゲートの前記鋭角縁部が前記1つの消去ゲートに面し、前記消去ゲートの組のそれぞれが導電性であり、かつ、前記浮遊ゲートの前記傾斜した上面の形状と整合する形状を有する底面を有し、そして前記消去ゲートのそれぞれの底面がさらに前記鋭角縁部の回りを包む部分を含み、均一な厚さのトンネル酸化層が前記浮遊ゲートと消去ゲートの間に配設されることと、
前記浮遊ゲートの横方向に隣接して配設され、前記浮遊ゲートから絶縁され、前記第1の領域の垂直上方に配設され、前記第1の領域から絶縁される、第1の部分を有する、制御ゲートであって、導電性である制御ゲートを形成することと、
選択ゲートの組を形成することであって、前記選択ゲートのそれぞれが、前記チャネル領域のうちの1つの第2の部分の垂直上方に配設され、前記第2の部分から絶縁され、前記浮遊ゲートのうちの1つの横方向に隣接して配設され、前記1つの浮遊ゲートから絶縁される、第1の部分を有する、導電性である選択ゲートの組を形成すること、によって構成される、方法。 - 前記選択ゲートのそれぞれを形成することが、導電性材料のスペーサを形成することを含む、請求項15に記載の方法。
- 前記メモリセルの組のそれぞれに対し、前記浮遊ゲートのそれぞれが、
前記チャネル領域のうちの1つの前記第1の部分及び前記第1の領域に面する底面、を含み、
前記浮遊ゲートの側面の1つが、前記制御ゲートに面しており、かつ前記底面の水平長さを超える垂直長さを有する、請求項15に記載の方法。 - 前記消去ゲートのそれぞれが、前記第1の方向に対して直角の第2の方向で、前記活性領域及び前記分離領域と交差して延在する消去ゲート線の一部として形成され、前記消去ゲート線のそれぞれが、前記活性領域のそれぞれの中の前記消去ゲートのうちの1つを捕える、請求項15に記載の方法。
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