JPH01140775A - 不揮発性メモリ装置 - Google Patents
不揮発性メモリ装置Info
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- JPH01140775A JPH01140775A JP62299083A JP29908387A JPH01140775A JP H01140775 A JPH01140775 A JP H01140775A JP 62299083 A JP62299083 A JP 62299083A JP 29908387 A JP29908387 A JP 29908387A JP H01140775 A JPH01140775 A JP H01140775A
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- Semiconductor Memories (AREA)
- Non-Volatile Memory (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はフローティングゲート電極とコントロールゲー
ト電極を有するトランジスタによりメモリセルが構成さ
れるEPROM(書換え可能な読み出し専用メモリ)等
の不揮発性メモリ装置に関する。
ト電極を有するトランジスタによりメモリセルが構成さ
れるEPROM(書換え可能な読み出し専用メモリ)等
の不揮発性メモリ装置に関する。
本発明は、フローティングゲート電極とコントロールゲ
ート電極を積層させてメモリセルのトランジスタのゲー
ト電極とする不揮発性メモリ装置において、段差部側壁
にフローティングゲート電極を形成し、該フローティン
グゲート電極を覆ってコントロールゲート電極を形成し
、そのチャンネル領域を段差部側壁に形成することによ
り、不揮発性メモリ装置の高集積化を実現するものであ
る。
ート電極を積層させてメモリセルのトランジスタのゲー
ト電極とする不揮発性メモリ装置において、段差部側壁
にフローティングゲート電極を形成し、該フローティン
グゲート電極を覆ってコントロールゲート電極を形成し
、そのチャンネル領域を段差部側壁に形成することによ
り、不揮発性メモリ装置の高集積化を実現するものであ
る。
フローティングゲート電極とコントロールゲート電極を
有したトランジスタによりメモリセルが構成されるEF
ROM等の不揮発性メモリ装置が知られている。
有したトランジスタによりメモリセルが構成されるEF
ROM等の不揮発性メモリ装置が知られている。
、 ここで、従来の不揮発性メモリ装置の一例について
、第9図および第1O図を参照しながら簡単に説明する
。第9図はメモリトランジスタのチャンネル長方向を断
面内に含む断面図であり、第1O図はその平面図である
。その従来の不揮発性メモリ装置のメモリセルのメモリ
トランジスタは、半導体基体100の表面に形成された
ソース・ドレイン領域101,102を有し、それらソ
ース・ドレイン領域101,102の間の基板表面は、
チャンネル領域105とされている。この基板表面に臨
んだチャンネル領域105上には、ゲート絶縁膜106
が形成され、その上部にはフローティングゲート電極1
03が形成されている。このフローティングゲート電1
103は、平面的な矩形状のパターンからなり、チャン
ネル長の方向では上記ソース・ドレイン領域101,1
02の間の間隔に対応した寸法とされ、チャンネル幅の
方向では上記ソース・ドレイン領域101,102の幅
より少し幅広に形成されている。このフローティングゲ
ート電極103上には、さらにゲート絶縁膜107を介
して他のメモリトランジスタにも共通なコントロールゲ
ート電極104が形成されている。
、第9図および第1O図を参照しながら簡単に説明する
。第9図はメモリトランジスタのチャンネル長方向を断
面内に含む断面図であり、第1O図はその平面図である
。その従来の不揮発性メモリ装置のメモリセルのメモリ
トランジスタは、半導体基体100の表面に形成された
ソース・ドレイン領域101,102を有し、それらソ
ース・ドレイン領域101,102の間の基板表面は、
チャンネル領域105とされている。この基板表面に臨
んだチャンネル領域105上には、ゲート絶縁膜106
が形成され、その上部にはフローティングゲート電極1
03が形成されている。このフローティングゲート電1
103は、平面的な矩形状のパターンからなり、チャン
ネル長の方向では上記ソース・ドレイン領域101,1
02の間の間隔に対応した寸法とされ、チャンネル幅の
方向では上記ソース・ドレイン領域101,102の幅
より少し幅広に形成されている。このフローティングゲ
ート電極103上には、さらにゲート絶縁膜107を介
して他のメモリトランジスタにも共通なコントロールゲ
ート電極104が形成されている。
〔発明が解決しようとする問題点]
このようなフローティングゲート電極とコントロールゲ
ート電極を有したトランジスタによりメモリセルが構成
される不揮発性メモリ装置においても、他の半導体装置
と同様に高集積化の要求がある。
ート電極を有したトランジスタによりメモリセルが構成
される不揮発性メモリ装置においても、他の半導体装置
と同様に高集積化の要求がある。
しかしながら、−船釣に、フォトリソグラフィー技術に
支えられるメモリ装置の製造工程では、水平方向の微細
加工に限界があり、要求に応えるような微細化や高集積
化が困難である。
支えられるメモリ装置の製造工程では、水平方向の微細
加工に限界があり、要求に応えるような微細化や高集積
化が困難である。
そこで、本発明は、容易に貰集積化を実現する不揮発性
メモリ装置の提供を目的とする。
メモリ装置の提供を目的とする。
本発明は、半導体基体上に形成された段差部側壁にそれ
ぞれ形成される複数のフローティングゲート電極と、該
フローティングゲート電極を覆って形成されるコントロ
ールゲート電極を有し、メモリセルのトランジスタのチ
ャンネル領域は上記段差部側壁に形成される不揮発性メ
モリ装置により上述の問題点を解決する。
ぞれ形成される複数のフローティングゲート電極と、該
フローティングゲート電極を覆って形成されるコントロ
ールゲート電極を有し、メモリセルのトランジスタのチ
ャンネル領域は上記段差部側壁に形成される不揮発性メ
モリ装置により上述の問題点を解決する。
ここで、半導体基体上に形成された段差部側壁は、半導
体基体に突設された段差部の側壁でも良く、半導体基体
に溝部を形成したところの段差部の側壁でも良い。また
、同一基体上で、それらの組合せからなるものであって
も良い。
体基体に突設された段差部の側壁でも良く、半導体基体
に溝部を形成したところの段差部の側壁でも良い。また
、同一基体上で、それらの組合せからなるものであって
も良い。
段差部側壁にフローティングゲート電極を形成し、その
段差部側壁の半導体基体をチャンネル領域とすることで
、そのチャンネル方向は縦方向となり、平面上は高密度
で素子を配置することが可能となる。
段差部側壁の半導体基体をチャンネル領域とすることで
、そのチャンネル方向は縦方向となり、平面上は高密度
で素子を配置することが可能となる。
本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明する。
第1の実施例
本実施例の不揮発性メモリ装置は、第1図および第2図
に示すように、そのメモリセルのメモリトランジスタが
突設部を利用して形成される構造を有している。
に示すように、そのメモリセルのメモリトランジスタが
突設部を利用して形成される構造を有している。
その構造について説明すると、本実施例は、メモリセル
のメモリトランジスタの部分に、半導体基体としてのシ
リコン基板10の一部が突設された突設部11が形成さ
れている。この突設部11は4面の段差部側壁12を有
した四角柱状であり、その上面は基板主面10aと平行
な平面とされ、その段差部側壁12は基板主面10aに
対して略垂直な面とされている。この段差部側壁12の
上端下端にはそれぞれ不純物領域が形成されている。
のメモリトランジスタの部分に、半導体基体としてのシ
リコン基板10の一部が突設された突設部11が形成さ
れている。この突設部11は4面の段差部側壁12を有
した四角柱状であり、その上面は基板主面10aと平行
な平面とされ、その段差部側壁12は基板主面10aに
対して略垂直な面とされている。この段差部側壁12の
上端下端にはそれぞれ不純物領域が形成されている。
段差部側壁12の上端側に形成される不純物領域は、メ
モリトランジスタのドレイン領域13である。このドレ
イン領域13は、突設部11の上面から所定の深さの領
域に形成されている。段差部側壁12の下端側に形成さ
れる不純物領域は、メモリトランジスタのソース領域1
4である。このソース領域14は、段差部側壁12の下
端部すなわち突設部11の下端部から基板主面10aに
沿って形成されている。
モリトランジスタのドレイン領域13である。このドレ
イン領域13は、突設部11の上面から所定の深さの領
域に形成されている。段差部側壁12の下端側に形成さ
れる不純物領域は、メモリトランジスタのソース領域1
4である。このソース領域14は、段差部側壁12の下
端部すなわち突設部11の下端部から基板主面10aに
沿って形成されている。
このようなドレイン領域13.ソース領域14が上端側
、下端側にそれぞれ形成される段差部側壁12には、さ
らに所定の膜厚でゲート酸化膜15が形成される。上記
段差部側壁12を被覆するゲート酸化膜15の外側には
、さらにフローティングゲート電極16が形成される。
、下端側にそれぞれ形成される段差部側壁12には、さ
らに所定の膜厚でゲート酸化膜15が形成される。上記
段差部側壁12を被覆するゲート酸化膜15の外側には
、さらにフローティングゲート電極16が形成される。
このフローティングゲート電極16は、上記基板主面1
0a上のゲート酸化膜19の表面から、上記各段差部側
壁12に沿って四角柱状の突設部11の周囲を囲むよう
に形成され、その上端は上記突設部11の上面と略同じ
高さに形成されている。上記コントロールゲート電極1
6の材料は、例えば多結晶シリコン層であり、不純物を
含有する。
0a上のゲート酸化膜19の表面から、上記各段差部側
壁12に沿って四角柱状の突設部11の周囲を囲むよう
に形成され、その上端は上記突設部11の上面と略同じ
高さに形成されている。上記コントロールゲート電極1
6の材料は、例えば多結晶シリコン層であり、不純物を
含有する。
このフローティングゲート電極16は、所定の膜厚のゲ
ート酸化膜17に被覆されている。そして、このゲート
酸化膜17を介して上記フローティングゲート電極16
を覆うようにコントロールゲート電極18が形成されて
いる。このコントロールゲート電極18もフローティン
グゲート電極16と同様に、四角柱状の突設部11の周
囲を囲むように形成され、その上端は上記突設部11の
上面と略同じ高さにされている。このコントロールゲー
ト電極18の下端側は、他のメモリトランジスタやデコ
ーダー等への接続のために、上記基板主面10aに沿っ
て延在されている。
ート酸化膜17に被覆されている。そして、このゲート
酸化膜17を介して上記フローティングゲート電極16
を覆うようにコントロールゲート電極18が形成されて
いる。このコントロールゲート電極18もフローティン
グゲート電極16と同様に、四角柱状の突設部11の周
囲を囲むように形成され、その上端は上記突設部11の
上面と略同じ高さにされている。このコントロールゲー
ト電極18の下端側は、他のメモリトランジスタやデコ
ーダー等への接続のために、上記基板主面10aに沿っ
て延在されている。
このような構造を有する本実施例の不揮発性メモリ装置
にかかるトランジスタは、そのチャンネル領域が段差部
側壁12の突設部11に形成されており、そのチャンネ
ル長の方向が基板主面10aに対して垂直な方向とされ
る。そして、フローティングゲート電極16は段差部側
壁12に形成され、コントロールゲート電極18はその
フローティングゲート電極16を被覆するために、メモ
リセルのトランジスタは平面上の占有面積が小さくなる
。従って、メモリ装置の高集積化が容易に実現されるこ
とになる。
にかかるトランジスタは、そのチャンネル領域が段差部
側壁12の突設部11に形成されており、そのチャンネ
ル長の方向が基板主面10aに対して垂直な方向とされ
る。そして、フローティングゲート電極16は段差部側
壁12に形成され、コントロールゲート電極18はその
フローティングゲート電極16を被覆するために、メモ
リセルのトランジスタは平面上の占有面積が小さくなる
。従って、メモリ装置の高集積化が容易に実現されるこ
とになる。
次に、第3図a〜第3図eを参照しながら、本実施例の
不揮発性メモリ装置を製造するための方法について説明
する。
不揮発性メモリ装置を製造するための方法について説明
する。
まず、第3図aに示すように、P型のシリコン基板21
をレジストM22を用いてエツチングする。レジストN
22のパターンは突設部の平面形状に対応したものとさ
れ、エツチングにより形成される突設部23は基板主面
21aに略垂直な段差部側壁24を有する。
をレジストM22を用いてエツチングする。レジストN
22のパターンは突設部の平面形状に対応したものとさ
れ、エツチングにより形成される突設部23は基板主面
21aに略垂直な段差部側壁24を有する。
次に、マスクとして用いたレジスト層22を除去し、突
設された上記突設部23の全面にゲート酸化膜25を形
成する。また、同時に基板主面21aにも酸化膜26を
被着する。このようなゲート酸化膜25と酸化膜26の
形成後、第3図すに示すように、フローティングゲート
電極となる第1層目の多結晶シリコン[27を形成する
。この第1層目の多結晶シリコン層27は、上記ゲート
酸化膜25を介して突設部23の全面を被覆し、上記酸
化膜26を介して基板主面21a上を被覆する。特に、
この第11i目の多結晶シリコン層27は、上記ゲート
酸化膜25を介して上記段差部側壁24に沿って形成さ
れる。
設された上記突設部23の全面にゲート酸化膜25を形
成する。また、同時に基板主面21aにも酸化膜26を
被着する。このようなゲート酸化膜25と酸化膜26の
形成後、第3図すに示すように、フローティングゲート
電極となる第1層目の多結晶シリコン[27を形成する
。この第1層目の多結晶シリコン層27は、上記ゲート
酸化膜25を介して突設部23の全面を被覆し、上記酸
化膜26を介して基板主面21a上を被覆する。特に、
この第11i目の多結晶シリコン層27は、上記ゲート
酸化膜25を介して上記段差部側壁24に沿って形成さ
れる。
次に、第3図Cに示すように、上記第1層目の多結晶シ
リコン層27を異方性エツチングによりエッチバックし
て、フローティングゲート電極28を形成する。このフ
ローティングゲート電極28は、上記段差部側壁24に
のみ残存し、他は除去される。上記フローティングゲー
ト電極28の形成後、第1N目の多結晶シリコン層27
の除去された突設部23の上面領域や基板主面21aに
不純物を導入する。その不純物はシリコン基板と反対導
電型の不純物領域を形成し、図示しないレジスト層等に
より選択的に導入される。不純物の導入等により、上記
突設部23の上面にはドレイン領域29が形成され、上
記基板主面21aに臨んでソース領域30が形成される
。なお、イオン注入でソース領域30を形成することで
、トランジスタの特性が向上する。
リコン層27を異方性エツチングによりエッチバックし
て、フローティングゲート電極28を形成する。このフ
ローティングゲート電極28は、上記段差部側壁24に
のみ残存し、他は除去される。上記フローティングゲー
ト電極28の形成後、第1N目の多結晶シリコン層27
の除去された突設部23の上面領域や基板主面21aに
不純物を導入する。その不純物はシリコン基板と反対導
電型の不純物領域を形成し、図示しないレジスト層等に
より選択的に導入される。不純物の導入等により、上記
突設部23の上面にはドレイン領域29が形成され、上
記基板主面21aに臨んでソース領域30が形成される
。なお、イオン注入でソース領域30を形成することで
、トランジスタの特性が向上する。
次に、このようなドレイン領域29.ソース領域30の
形成後、段差部側壁24に形成されたフローティングゲ
ート電極28の表面を酸化し、酸化膜31を形成する。
形成後、段差部側壁24に形成されたフローティングゲ
ート電極28の表面を酸化し、酸化膜31を形成する。
このような酸化膜31の形成後、第3図dに示すように
、全面に第2層目の多結晶シリコン層32を形成する。
、全面に第2層目の多結晶シリコン層32を形成する。
この第2rr!J目の多結晶シリコン層32の形成によ
って、上記フローティングゲート電極28は、上記酸化
膜32を介して上記段差部側壁24の外側から被覆され
る。
って、上記フローティングゲート電極28は、上記酸化
膜32を介して上記段差部側壁24の外側から被覆され
る。
第2N目の多結晶シリコンN32は、コントロールゲー
ト電極として用いられるが、コントロールゲート電極は
他のトランジスタとの接続を図る必要があるため、その
配線部分を残すためにレジスト層33を選択的に形成す
る。
ト電極として用いられるが、コントロールゲート電極は
他のトランジスタとの接続を図る必要があるため、その
配線部分を残すためにレジスト層33を選択的に形成す
る。
次に、上記配線部分に対応したレジス)1133をマス
クとして、RIE(反応性イオンエツチング)等の異方
性エツチングを行う。すると、レジスト層33に対応し
て配線部分が形成され、さらに上記フローティングゲー
ト電極28には酸化膜32を介して形成されるコントロ
ールゲート電極34が形成される。そして、上記レジス
ト層33を除去し、第3図eに示すような構造のトラン
ジスタを有した不揮発性メモリ装置が製造されることに
なる。
クとして、RIE(反応性イオンエツチング)等の異方
性エツチングを行う。すると、レジスト層33に対応し
て配線部分が形成され、さらに上記フローティングゲー
ト電極28には酸化膜32を介して形成されるコントロ
ールゲート電極34が形成される。そして、上記レジス
ト層33を除去し、第3図eに示すような構造のトラン
ジスタを有した不揮発性メモリ装置が製造されることに
なる。
なお、上述の実施例においては、突設部11゜23の形
状を略四角柱状としたが限定されるものではなく、他の
形状とすることもできる。突設部の段差部側壁は、必ず
しも垂直でなくとも良く、多少傾斜を有するものも含む
。ソース領域とドレイン領域は、突設部の上端側と下端
側に形成されるが、その不純物領域の深さや濃度等につ
いては、特性に応じて任意に選択できる。また、ゲート
酸化膜等の材料については、窒化膜等を組み合わせた構
造とすることも可能である。
状を略四角柱状としたが限定されるものではなく、他の
形状とすることもできる。突設部の段差部側壁は、必ず
しも垂直でなくとも良く、多少傾斜を有するものも含む
。ソース領域とドレイン領域は、突設部の上端側と下端
側に形成されるが、その不純物領域の深さや濃度等につ
いては、特性に応じて任意に選択できる。また、ゲート
酸化膜等の材料については、窒化膜等を組み合わせた構
造とすることも可能である。
第2の実施例
本実施例の不揮発性メモリ装置は、第4図および第5図
に示すように、溝部を形成し、その段差部側壁にフロー
ティングゲート電極およびコントロール電極を形成した
ものである。
に示すように、溝部を形成し、その段差部側壁にフロー
ティングゲート電極およびコントロール電極を形成した
ものである。
まず、その構造について説明すると、本実施例は、トラ
ンジスタが形成される半導体基体がN型のシリコン基板
41とその上に積層されたP型のウェル領域42とから
構成されている。上記P型のウェル領域42には、溝部
43が形成されており、その溝部43の段差部側壁44
は基板主面45に対して略垂直な面を有している。この
溝部43は図示するように略円柱状であり、上記段差部
側壁44は円柱体の周側面とされている。
ンジスタが形成される半導体基体がN型のシリコン基板
41とその上に積層されたP型のウェル領域42とから
構成されている。上記P型のウェル領域42には、溝部
43が形成されており、その溝部43の段差部側壁44
は基板主面45に対して略垂直な面を有している。この
溝部43は図示するように略円柱状であり、上記段差部
側壁44は円柱体の周側面とされている。
上記溝部43の上端側と下端側には、それぞれ不純物領
域が形成されている。上端側の不純物領域はドレイン領
域46である。このドレイン領域46は上記基板主面4
5に臨んで所定の深さを以て形成されている。下端側の
不純物領域はソース領域47である。このソース領域4
7は上記溝部43の底部に臨んで上記N型のシリコン基
板41に形成されている。ソース領域47の端部は略溝
部43の径と同径とされている。
域が形成されている。上端側の不純物領域はドレイン領
域46である。このドレイン領域46は上記基板主面4
5に臨んで所定の深さを以て形成されている。下端側の
不純物領域はソース領域47である。このソース領域4
7は上記溝部43の底部に臨んで上記N型のシリコン基
板41に形成されている。ソース領域47の端部は略溝
部43の径と同径とされている。
上記溝部43の内側には、該溝部43の段差部側壁44
と底部を被覆するように、ゲート酸化膜48が形成され
ている。さらにそのゲート酸化膜48には、フローティ
ングゲート電極49が形成されている。このフローティ
ングゲート電極49は、所定の膜厚を持った略リング状
に形成され、上記段差部側壁44をゲート酸化膜48を
介し上記段差部側壁44の周側面に沿って覆うように形
成されている。
と底部を被覆するように、ゲート酸化膜48が形成され
ている。さらにそのゲート酸化膜48には、フローティ
ングゲート電極49が形成されている。このフローティ
ングゲート電極49は、所定の膜厚を持った略リング状
に形成され、上記段差部側壁44をゲート酸化膜48を
介し上記段差部側壁44の周側面に沿って覆うように形
成されている。
このようなフローティングゲート電極49は、その表面
が酸化膜50に被覆されている。この酸化膜50は、円
筒°状のフローティングゲート電極49の内側を被覆す
るように形成されている。そして、上記酸化膜50によ
る円筒状の溝を充填するようにコントロールゲート電極
51が形成されている。すなわち、コントロールゲート
電極51は、上記酸化膜50を介して上記フローティン
グゲート電極49を被覆する。このコントロールゲート
電極51は、その底部が上記ソース領域47に酸化膜を
介して対向し、上記基板主面45上では、他のトランジ
スタ等と接続するための配線部分として延在されている
。
が酸化膜50に被覆されている。この酸化膜50は、円
筒°状のフローティングゲート電極49の内側を被覆す
るように形成されている。そして、上記酸化膜50によ
る円筒状の溝を充填するようにコントロールゲート電極
51が形成されている。すなわち、コントロールゲート
電極51は、上記酸化膜50を介して上記フローティン
グゲート電極49を被覆する。このコントロールゲート
電極51は、その底部が上記ソース領域47に酸化膜を
介して対向し、上記基板主面45上では、他のトランジ
スタ等と接続するための配線部分として延在されている
。
このような構造を有する本実施例の不揮発性メモリ装置
にかかるトランジスタは、ソース領域47とドレイン領
域46の間のチャンネル領域が上記溝部43の段差部側
壁44に形成されている。
にかかるトランジスタは、ソース領域47とドレイン領
域46の間のチャンネル領域が上記溝部43の段差部側
壁44に形成されている。
そして、フローティングゲート電極49は段差部側壁4
4に形成され、コントロールゲート電極51はその段差
部側壁44に沿って形成されたフローティングゲート電
極49を被覆するように形成されている。このためメモ
リセルのトランジスタは平面上の占有面積が小さくなり
、メモリ装置は高集積なものとなる。
4に形成され、コントロールゲート電極51はその段差
部側壁44に沿って形成されたフローティングゲート電
極49を被覆するように形成されている。このためメモ
リセルのトランジスタは平面上の占有面積が小さくなり
、メモリ装置は高集積なものとなる。
次に、第6図a〜第6図eを参照しながら、本実施例の
不揮発性メモリ装置を製造するための方法について説明
する。
不揮発性メモリ装置を製造するための方法について説明
する。
まず、第6図aに示すように、N型のシリコン基板61
上にP型のウェル領域62が形成される。
上にP型のウェル領域62が形成される。
上記N型のシリコン基板61の代わりにP型のシリコン
基板を用いても良い。また、P型のウェル領域62の代
わりにP型のエピタキシャル層を形成することもできる
。
基板を用いても良い。また、P型のウェル領域62の代
わりにP型のエピタキシャル層を形成することもできる
。
次に、上記P型のウェル領域62の表面である基板主面
63上に、選択的にレジスト層64を形成する。このレ
ジスト層64は溝部となる領域に対応して開口される。
63上に、選択的にレジスト層64を形成する。このレ
ジスト層64は溝部となる領域に対応して開口される。
このようなレジスト層64を形成した後、第6図すに示
すように、該レジスト層64をマスクとして溝部65を
形成する。その形成は例えばRIE法による。この溝部
65の形状は上記P型のウェル領域62を略円柱状に掘
り下げたものとされ、その底面は上記N型のシリコン基
板61上となる。この溝部65の段差部側壁66は、上
記P型のウェル領域62を基板主面63と垂直な周面と
される。なお、溝部65の底面は必ずしもN型のシリコ
ン基板61に達しなくとも良い。後の工程で形成するソ
ース領域がN型のシリコン基板6エと接続する深さで良
い。
すように、該レジスト層64をマスクとして溝部65を
形成する。その形成は例えばRIE法による。この溝部
65の形状は上記P型のウェル領域62を略円柱状に掘
り下げたものとされ、その底面は上記N型のシリコン基
板61上となる。この溝部65の段差部側壁66は、上
記P型のウェル領域62を基板主面63と垂直な周面と
される。なお、溝部65の底面は必ずしもN型のシリコ
ン基板61に達しなくとも良い。後の工程で形成するソ
ース領域がN型のシリコン基板6エと接続する深さで良
い。
続いて、マスクとして用いた上記レジスト層64を除去
し、第6図Cに示すように、全面にゲート酸化膜67を
形成する。このゲート酸化膜67は、上記溝部65の底
部および段差部側壁66を被覆し、上記P型のウェル領
域62の基板主面63も被覆する。次に、そのゲート酸
化膜67上に第1層目の多結晶シリコンI?i68を形
成する。第1層目の多結晶シリコン層68は、上記溝部
65の形状に沿って形成される。
し、第6図Cに示すように、全面にゲート酸化膜67を
形成する。このゲート酸化膜67は、上記溝部65の底
部および段差部側壁66を被覆し、上記P型のウェル領
域62の基板主面63も被覆する。次に、そのゲート酸
化膜67上に第1層目の多結晶シリコンI?i68を形
成する。第1層目の多結晶シリコン層68は、上記溝部
65の形状に沿って形成される。
次に、第6図dに示すように、上記第1層目の多結晶シ
リコン層68をRIE法等によりエッチバックし、段差
部側壁66にのみ多結晶シリコン層を残存させる。この
残存した多結晶シリコン層がフローティングゲート電極
69となる。
リコン層68をRIE法等によりエッチバックし、段差
部側壁66にのみ多結晶シリコン層を残存させる。この
残存した多結晶シリコン層がフローティングゲート電極
69となる。
このようなフローティングゲート電極69を形成したと
ころで、溝部65の底面で上記N型のシリコン基板61
に接してソース領域70が形成され、上記P型のウェル
領域62の基板表面63に臨んでドレイン領域71が形
成される。このようなソース領域70とドレイン領域7
1を形成することで、上記段差部側壁66にはチャンネ
ル領域が形成されることになる。
ころで、溝部65の底面で上記N型のシリコン基板61
に接してソース領域70が形成され、上記P型のウェル
領域62の基板表面63に臨んでドレイン領域71が形
成される。このようなソース領域70とドレイン領域7
1を形成することで、上記段差部側壁66にはチャンネ
ル領域が形成されることになる。
次に、上記フローティングゲート電極69の表面に酸化
膜72を形成する。この酸化膜72の形成後、第6図e
に示すように、全面に第2N目の多結晶シリコン層を形
成する。この第2層目の多結晶シリコン層は上記酸化膜
72が被覆されてなる上記フローティングゲート電極6
9の間にも充填される。そして、この第2層目の多結晶
シリコン層をパターニングして、コントロールゲート電
極73を得る。
膜72を形成する。この酸化膜72の形成後、第6図e
に示すように、全面に第2N目の多結晶シリコン層を形
成する。この第2層目の多結晶シリコン層は上記酸化膜
72が被覆されてなる上記フローティングゲート電極6
9の間にも充填される。そして、この第2層目の多結晶
シリコン層をパターニングして、コントロールゲート電
極73を得る。
このような製造工程を経て、上述の構造を有する本実施
例の不揮発性メモリ装置を得ることができる。
例の不揮発性メモリ装置を得ることができる。
次に、第7図および第8図を参照しながら、本実施例の
不揮発性メモリ装置のレイアウトについて説明する。
不揮発性メモリ装置のレイアウトについて説明する。
まず、そのレイアウトの構造について説明すると、半導
体基体に形成された溝部内にフローティングゲート電極
とコントロールゲート電極が形成され、ワード線とビッ
ト線が直交する角度で配設され、ドレイン領域を共通と
する一対のメモリセルの領域の長手方向が上記ワード線
及び上記ビット線の配設された方向とそれぞれ所定角度
を有して形成されてなる。
体基体に形成された溝部内にフローティングゲート電極
とコントロールゲート電極が形成され、ワード線とビッ
ト線が直交する角度で配設され、ドレイン領域を共通と
する一対のメモリセルの領域の長手方向が上記ワード線
及び上記ビット線の配設された方向とそれぞれ所定角度
を有して形成されてなる。
また、特に、そのレイアウトは、ドレイン領域を共通と
する一対のメモリセルの領域の長手方向の角度を、上記
ワード線及びピント線とそれぞれ約45°となるような
角度とすることが可能である。
する一対のメモリセルの領域の長手方向の角度を、上記
ワード線及びピント線とそれぞれ約45°となるような
角度とすることが可能である。
第7図を参照しながら、具体的なレイアウトについて説
明すると、図中X方向がワード線WLの延長される方向
であり、図中Y方向がビット線BLおよび接地線(電源
線)GNDの延長される方向である。この不揮発性メモ
リ装置において、1つのメモリセルは、図中破線U1内
に示す領域である。各メモリセルは、ドレイン領域を共
通として隣接するメモリセルと対をなしている。図中、
点を付して示す領域は、不純物が導入された領域であり
、N°型の不純物領域74とP゛型の不純物領域75と
からなる。また、不純物の導入されない領域は素子分離
領域70である。なお、図中、層間絶縁膜等は省略して
いる。
明すると、図中X方向がワード線WLの延長される方向
であり、図中Y方向がビット線BLおよび接地線(電源
線)GNDの延長される方向である。この不揮発性メモ
リ装置において、1つのメモリセルは、図中破線U1内
に示す領域である。各メモリセルは、ドレイン領域を共
通として隣接するメモリセルと対をなしている。図中、
点を付して示す領域は、不純物が導入された領域であり
、N°型の不純物領域74とP゛型の不純物領域75と
からなる。また、不純物の導入されない領域は素子分離
領域70である。なお、図中、層間絶縁膜等は省略して
いる。
上記ワード線WLは、図中X方向を長手方向として配線
される層であり、例えば多結晶シリコン層により形成さ
れる。このワード線WLは、メモリトランジスタのコン
トロールゲート電極として機能し、各メモリセルのN°
型の不純物領域74内に開口されたコンタクトホール7
1を介して溝部内に充填される。
される層であり、例えば多結晶シリコン層により形成さ
れる。このワード線WLは、メモリトランジスタのコン
トロールゲート電極として機能し、各メモリセルのN°
型の不純物領域74内に開口されたコンタクトホール7
1を介して溝部内に充填される。
上記ピント線BLは、図中Y方向を長手方向とし、メモ
リトランジスタのドレインに接続されるアルミ配線層で
ある。このビット線BLは、一対のメモリセルの中心に
設けられるコンタクトホール72を介してN゛型の不純
物領域74すなわちトランジスタのドレイン領域と接続
する。
リトランジスタのドレインに接続されるアルミ配線層で
ある。このビット線BLは、一対のメモリセルの中心に
設けられるコンタクトホール72を介してN゛型の不純
物領域74すなわちトランジスタのドレイン領域と接続
する。
上記接地線GNDは、上記ビット線BLと同じ図中Y方
向を長手方向とし、各ビット線BLの間に各ビット線B
Lとは所定間隔離されて配設される。この接地線GND
は、各メモリセルから取り出されるP゛型の不純物領域
75とコンタクトホール73を介して接続する。
向を長手方向とし、各ビット線BLの間に各ビット線B
Lとは所定間隔離されて配設される。この接地線GND
は、各メモリセルから取り出されるP゛型の不純物領域
75とコンタクトホール73を介して接続する。
上記N゛型の不純物領域74は、一対のメモリトランジ
スタのドレイン領域からなる領域であり、平面、上略矩
形状とされる。このN゛型の不純物領域74の略中心に
は、当該N1型の不純物領域74とビット線BLを接続
するためのコンタクトホール72が形成される。さらに
N゛型の不純物領域74の両端部側には、当該N゛型の
不純物領域74の下部の溝部にコントロールゲート電極
を充填するためのコンタクトホール71が形成される。
スタのドレイン領域からなる領域であり、平面、上略矩
形状とされる。このN゛型の不純物領域74の略中心に
は、当該N1型の不純物領域74とビット線BLを接続
するためのコンタクトホール72が形成される。さらに
N゛型の不純物領域74の両端部側には、当該N゛型の
不純物領域74の下部の溝部にコントロールゲート電極
を充填するためのコンタクトホール71が形成される。
ここで、このN゛型の不純物領域74の長手方向(3つ
のコンタクトホール71,72.71の並んだ方向)は
、本実施例の不揮発性メモリ装置において、図中X、Y
方向のそれぞれから45@ずつ角度を持った斜めな方向
とされている。このような角度でメモリセルを配置する
ことで、ビット綿BLとワード線WLの双方を共に直線
状の配線とすることができ、素子を高密度に配置するこ
とができる。
のコンタクトホール71,72.71の並んだ方向)は
、本実施例の不揮発性メモリ装置において、図中X、Y
方向のそれぞれから45@ずつ角度を持った斜めな方向
とされている。このような角度でメモリセルを配置する
ことで、ビット綿BLとワード線WLの双方を共に直線
状の配線とすることができ、素子を高密度に配置するこ
とができる。
上記P“型の不純物領域75は接地電位を与えるための
取り出し領域として機能する。このP。
取り出し領域として機能する。このP。
型の不純物領域75は例えば正方形状とされる。
P゛型の不純物領域75の中心には、当該P4型の不純
物領域75と上記接地線GNDとを接続するためのコン
タクトホール73が形成される。このP゛型の不純物領
域75の位置は、上記N゛型の不純物領域74の間に素
子分離領域70を介しながら挟まれたものとされ、さら
に上記N゛型の不純物領域74の長手方向の延長線上に
存在することになる。従って、本実施例の不揮発性メモ
リ装置の平面上のレイアウトは、上記長手方向において
上記P゛型の不純物領域75とN゛型の不純物領域74
が交互に繰り返されたものとなる。また、上記長手方向
と垂直な方向で隣接する上記各不純物領域74.75の
位置関係は、1つのメモリセルの領域U1′の長手方向
のピッチをP、としたときに、その長手方向でP1/2
だけずれたものとなる。
物領域75と上記接地線GNDとを接続するためのコン
タクトホール73が形成される。このP゛型の不純物領
域75の位置は、上記N゛型の不純物領域74の間に素
子分離領域70を介しながら挟まれたものとされ、さら
に上記N゛型の不純物領域74の長手方向の延長線上に
存在することになる。従って、本実施例の不揮発性メモ
リ装置の平面上のレイアウトは、上記長手方向において
上記P゛型の不純物領域75とN゛型の不純物領域74
が交互に繰り返されたものとなる。また、上記長手方向
と垂直な方向で隣接する上記各不純物領域74.75の
位置関係は、1つのメモリセルの領域U1′の長手方向
のピッチをP、としたときに、その長手方向でP1/2
だけずれたものとなる。
次に、第8図の断面図を参照しながら、上記レイアウト
の1つのメモリセルについて説明する。
の1つのメモリセルについて説明する。
まず、その半導体基体の構造は、N型のシリコン基板8
1上にP型のウェル領域82が積層される。
1上にP型のウェル領域82が積層される。
これらN型のシリコン基板81とP型のウェル領域82
の間には、ソース領域として機能するN。
の間には、ソース領域として機能するN。
型の不純物領域(埋め込み領域)83が形成される。
上記P型のウェル領域82には、上記N゛型の不純物領
域83に接する深さで溝部84が形成される。この溝部
84の段差部側壁85には、ゲート酸化膜86を介して
フローティングゲート電極87が形成される。このフロ
ーティングゲート電極87は酸化膜88に被覆される。
域83に接する深さで溝部84が形成される。この溝部
84の段差部側壁85には、ゲート酸化膜86を介して
フローティングゲート電極87が形成される。このフロ
ーティングゲート電極87は酸化膜88に被覆される。
そして、溝部84の内部の酸化膜88には、コントロー
ルゲート電極89が形成される。このコントロールゲー
ト電極89は上記ワード線WLの一部を溝部84内部に
充填したものである。
ルゲート電極89が形成される。このコントロールゲー
ト電極89は上記ワード線WLの一部を溝部84内部に
充填したものである。
上記フローティングゲート電極87が形成されてなる段
差部側壁85の上端側には、上記P型のウェル領域82
の表面で、ドレイン領域となるN゛型の不純物領域74
が形成される。このように段差部側壁85の上端側にN
゛型の不純物領域74が形成され、その下端側にN°型
の不純物領域83が形成されることで、上記段差部側壁
85にはチャンネル領域が形成されることになる。上記
N゛型の不純物領域74は基板主面に沿って形成され、
隣接するメモリセルで共通のコンタクトホール72でビ
ット線BLと接続する。
差部側壁85の上端側には、上記P型のウェル領域82
の表面で、ドレイン領域となるN゛型の不純物領域74
が形成される。このように段差部側壁85の上端側にN
゛型の不純物領域74が形成され、その下端側にN°型
の不純物領域83が形成されることで、上記段差部側壁
85にはチャンネル領域が形成されることになる。上記
N゛型の不純物領域74は基板主面に沿って形成され、
隣接するメモリセルで共通のコンタクトホール72でビ
ット線BLと接続する。
上記チャンネル領域となる段差部側壁85は、素子分離
領域70の下部のP型のウェル領域82を介して基板主
面に臨んだP゛型の不純物領域75と接続する。このP
゛型の不純物領域75はその中央にコンタクトホール7
3が形成され、そのコンタクトホール73を介して接地
線GNDと接続する。なお、上記ワード線WLと上記ビ
ット線BL及び上記接地線GNDの間には層間絶縁膜9
0が形成されている。
領域70の下部のP型のウェル領域82を介して基板主
面に臨んだP゛型の不純物領域75と接続する。このP
゛型の不純物領域75はその中央にコンタクトホール7
3が形成され、そのコンタクトホール73を介して接地
線GNDと接続する。なお、上記ワード線WLと上記ビ
ット線BL及び上記接地線GNDの間には層間絶縁膜9
0が形成されている。
このような構造からなる本実施例の不揮発性メモリ装置
は、段差部側壁85にフローティングゲート電極87を
形成し、その段差部側壁85の半導体基体をチャンネル
領域としているために、平面状に形成する場合に比較し
て小さい面積で素子を高密度に配置することができる。
は、段差部側壁85にフローティングゲート電極87を
形成し、その段差部側壁85の半導体基体をチャンネル
領域としているために、平面状に形成する場合に比較し
て小さい面積で素子を高密度に配置することができる。
また、さらに上述のように、ワード線WLおよびビット
線BLと一対のメモリセルの長手方向が角度を以て配置
されるため、接続に必要なコンタクトホール等は直線状
に並ぶことになり、高集積化が実現されることになる。
線BLと一対のメモリセルの長手方向が角度を以て配置
されるため、接続に必要なコンタクトホール等は直線状
に並ぶことになり、高集積化が実現されることになる。
なお、本実施例において、溝部の形状を円柱状として説
明したが、これに限定されず他の角柱状であっても良い
。また、溝部の段差部側壁は、必ずしも垂直でなくとも
良く、多少傾斜を有するものも含む。ソース領域とドレ
イン領域は、段差部側壁の上端側と下端側に形成される
が、その不純物領域の深さや濃度等については、特性に
応じて任意に選択できる。また、ゲート酸化膜等の材料
については、窒化膜等を組み合わせた構造とすることも
可能である。
明したが、これに限定されず他の角柱状であっても良い
。また、溝部の段差部側壁は、必ずしも垂直でなくとも
良く、多少傾斜を有するものも含む。ソース領域とドレ
イン領域は、段差部側壁の上端側と下端側に形成される
が、その不純物領域の深さや濃度等については、特性に
応じて任意に選択できる。また、ゲート酸化膜等の材料
については、窒化膜等を組み合わせた構造とすることも
可能である。
本発明の不揮発性メモリ装置は、段差部側壁にフローテ
ィングゲート電極が形成され、それを被覆するようにコ
ントロールゲート電極が形成されるため、トランジスタ
が縦方向に形成されて、素子の高密度な配置が実現され
る。
ィングゲート電極が形成され、それを被覆するようにコ
ントロールゲート電極が形成されるため、トランジスタ
が縦方向に形成されて、素子の高密度な配置が実現され
る。
第1図は本発明の不揮発性メモリ装置の一例の要部断面
を示すものであって第2図のI−I線断面図、第2図は
上記不揮発性メモリ装置の一例の平面図、第3図a〜第
3図eはその製造方法を説明するためのそれぞれ工程断
面図、第4図は本発明の不揮発性メモリ装置の他の一例
の要部断面図、第5図は上記他の一例の平面図、第6図
a〜第6図eは上記他の一例の製造方法を説明するため
のそれぞれ工程断面図、第7図は上記他の一例の平面レ
イアウト、第8図は第7図の■−■線断面図である。ま
た、第9図は従来の不揮発性メモリ装置の一例の要部断
面図、第10図はその従来の一例の要部平面図である。 11・・・突設部 12.44.85・・・段差部側壁 16.49.87・・・フローティングゲート電極18
.51.89・・・コントロールゲート電極特許出願人
ソニー株式会社 代理人弁理士 小池 晃(他2名) 第2図 第3図a り1 第3図す 第3図C 第3図d 第3図e 第5図 第4図 第6図a 第6図b fJ6図C第6図d 第6図e 第7図 第8図 第9図 第10図
を示すものであって第2図のI−I線断面図、第2図は
上記不揮発性メモリ装置の一例の平面図、第3図a〜第
3図eはその製造方法を説明するためのそれぞれ工程断
面図、第4図は本発明の不揮発性メモリ装置の他の一例
の要部断面図、第5図は上記他の一例の平面図、第6図
a〜第6図eは上記他の一例の製造方法を説明するため
のそれぞれ工程断面図、第7図は上記他の一例の平面レ
イアウト、第8図は第7図の■−■線断面図である。ま
た、第9図は従来の不揮発性メモリ装置の一例の要部断
面図、第10図はその従来の一例の要部平面図である。 11・・・突設部 12.44.85・・・段差部側壁 16.49.87・・・フローティングゲート電極18
.51.89・・・コントロールゲート電極特許出願人
ソニー株式会社 代理人弁理士 小池 晃(他2名) 第2図 第3図a り1 第3図す 第3図C 第3図d 第3図e 第5図 第4図 第6図a 第6図b fJ6図C第6図d 第6図e 第7図 第8図 第9図 第10図
Claims (1)
- 半導体基体上に形成された段差部側壁にそれぞれ形成さ
れる複数のフローティングゲート電極と、該フローティ
ングゲート電極を覆って形成されるコントロールゲート
電極を有し、メモリセルのトランジスタのチャンネル領
域は上記段差部側壁に形成される不揮発性メモリ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62299083A JP2646591B2 (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | 不揮発性メモリ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP62299083A JP2646591B2 (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | 不揮発性メモリ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01140775A true JPH01140775A (ja) | 1989-06-01 |
JP2646591B2 JP2646591B2 (ja) | 1997-08-27 |
Family
ID=17867961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP62299083A Expired - Lifetime JP2646591B2 (ja) | 1987-11-27 | 1987-11-27 | 不揮発性メモリ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2646591B2 (ja) |
Cited By (8)
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JPH05206412A (ja) * | 1991-10-29 | 1993-08-13 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体メモリー装置およびその作製方法 |
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KR100490654B1 (ko) * | 1997-12-30 | 2006-08-18 | 주식회사 하이닉스반도체 | 수직형이이피롬셀및그제조방법 |
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1987
- 1987-11-27 JP JP62299083A patent/JP2646591B2/ja not_active Expired - Lifetime
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