KR100884151B1 - 반도체 장치, 반도체 장치 제조 방법 및 플래쉬 메모리어레이 동작 방법 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (32)
- 기판과, 상기 기판 상에 배치된 매립 절연층 및 상기 매립 절연층 상에 배치된 반도체 물질층을 포함하는 실리콘-온-절연체(Silicon-on-Insulator : SOI) 기판과,상기 반도체 물질층에 배치되어, 각각이 상기 반도체 물질층을 완전하게 통과하여 연장되는 다수의 격리 영역과,상기 SOI 기판 상에 형성되고, 각각이 바디를 가지며, 로우(row) 및 컬럼(column)의 어레이로 배열되는 다수의 플래쉬 메모리 셀을 포함하되,상기 플래쉬 메모리 셀의 각 컬럼은 상기 반도체 층의 연속 영역에 형성되고, 격리 영역에 의해 인접 컬럼의 플래쉬 메모리 셀로부터 분리되며, 그에 따라 하나의 컬럼 내의 각 플래쉬 메모리 셀의 바디는 그 컬럼에 있는 각각의 다른 플래쉬 메모리 셀의 바디에 전기적으로 결합되지만, 다른 컬럼에 있는 각 플래쉬 메모리 셀의 바디와는 전기적으로 절연되는반도체 장치.
- 제 1 항에 있어서,하나의 컬럼 내의 각 플래쉬 메모리 셀의 바디들은 상기 반도체층의 연속 영역에 있는 연속 웰(a continuous well)에 형성되는반도체 장치.
- 제 2 항에 있어서,하나의 컬럼 내의 각 플래쉬 메모리 셀의 바디들은 사전결정된 전압으로 바이어싱되는반도체 장치.
- 제 3 항에 있어서,상기 사전결정된 전압은 -10≤V<0 및 0<V≤+10의 범위를 갖는반도체 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 각 플래쉬 메모리 셀의 바디는 제 1 도전형의 제 1 웰을 포함하고, 상기 각 플래쉬 메모리 셀은 상기 제 1 웰 내에 형성된 제 2 웰을 포함하고, 상기 제 2 웰은 상기 제 1 도전형과는 다른 제 2 도전형으로 도핑되는반도체 장치.
- 제 5 항에 있어서,상기 각 플래쉬 메모리 셀의 바디는 상기 제 2 도전형으로 도핑된 제 3 웰에 형성되는반도체 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 반도체 장치는 적어도 하나의 제 1 영역과, 적어도 하나의 제 2 영역을 포함하고, 상기 적어도 하나의 제 1 영역에 다수의 주변 장치가 형성되고, 상기 적어도 하나의 제 2 영역에 다수의 플래쉬 메모리 셀이 형성되며, 상기 다수의 주변 장치는 상기 다수의 플래쉬 메모리 셀에 결합되고, 상기 주변 장치는 상기 플래쉬 메모리 셀로의 정보 액세스나 상기 플래쉬 메모리 셀로부터의 정보 액세스와는 무관한 기능을 수행하는반도체 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 다수의 주변 장치는 고 전압 장치와 저 전압 장치를 포함하며, 상기 고 전압 장치는 12㎚ 내지 24㎚ 두께의 게이트 절연 물질을 포함하고, 저 전압 장치는 1.5㎚ 내지 2.5㎚ 두께의 게이트 절연 물질을 포함하는반도체 장치.
- 제 8 항에 있어서,상기 저 전압 장치는 저 누설 장치와 고 성능 장치를 포함하며, 상기 저 누설 장치는 2㎚ 내지 2.5㎚ 두께의 게이트 유전 물질을 포함하고, 상기 고 성능 장치는 1.6㎚ 내지 1.8㎚ 두께의 게이트 유전 물질을 포함하는반도체 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 다수의 주변 장치는 로직 장치와 전력 장치를 포함하는반도체 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 적어도 하나의 제 1 영역 내에 배치되고 상기 플래쉬 메모리 셀의 각 컬럼에 결합되는 웰 디커플러 회로(well decoupler circuit)를 더 포함하고, 상기 웰 디커플러 회로는 하나의 컬럼 내의 각 플래쉬 메모리 셀의 바디를 다른 컬럼들에 대해 독립적으로 래칭하도록(latch) 구성되는반도체 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 반도체 장치는 독립형 플래쉬 메모리 장치를 포함하는반도체 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 플래쉬 메모리 셀의 각 컬럼에 결합된 콘택트(contact)를 더 포함하는반도체 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 격리 영역은 얕은 트렌치 격리 영역을 포함하는반도체 장치.
- 반도체 장치 제조 방법으로서,기판과, 상기 기판위에 배치된 매립 절연층 및 상기 매립 절연층위에 배치된 반도체 물질층을 포함하는 실리콘-온-절연체(Silicon-on-Insulator : SOI) 기판을 제공하는 단계와,각각이 상기 반도체 물질층을 완전하게 통과하여 연장되는 다수의 격리 영역을 상기 반도체 물질층에 형성하는 단계와,상기 SOI 기판 상에 플래쉬 메모리 셀의 로우 및 컬럼 어레이 - 각 플래쉬 메모리 셀은 바디를 포함하고, 상기 플래쉬 메모리 셀의 각 컬럼은 반도체 층의 연속 영역에 형성되고 격리 영역에 의해 상기 플래쉬 메모리 셀의 인접 컬럼으로부터 분리됨 - 를 형성하는 단계와,임의 컬럼에 있는 각 플래쉬 메모리 셀의 바디가 상기 플래쉬 메모리 셀의 다른 컬럼에 대해 독립적으로 바이어싱될 수 있도록 상기 플래쉬 메모리 셀의 각 컬럼에 전기적 접속을 제공하는 단계를 포함하는반도체 장치 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,각 컬럼에 있는 각 플래쉬 메모리 셀의 바디들을 전위에 연결시키는 단계를 더 포함하되, 하나의 선택된 컬럼이 제 1 전위에 바이어싱되고, 선택되지 않은 컬럼들이 상기 제 1 전위와는 다른 제 2 전위에 바이어싱되는반도체 장치 제조 방법.
- 제 16 항에 있어서,상기 제 1 전위는 -10≤V<0의 범위를 가지며, 상기 제 2 전위는 0<V≤+10의 범위를 가지는반도체 장치 제조 방법.
- 제 17 항에 있어서,상기 제 1 전위는 -3V이고, 상기 제 2 전위는 +3V인반도체 장치 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 SOI 기판은 적어도 하나의 제 1 영역과 적어도 하나의 제 2 영역을 포함하고, 상기 어레이를 형성하는 단계는 적어도 하나의 제 1 영역에 다수의 플래쉬 메모리 셀을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 반도체 장치 제조 방법은 적어도 하나의 제 2 영역에 다수의 주변 장치를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 다수의 주변 장치는 상기 다수의 플래쉬 메모리 셀에 동작 가능하게 결합되며, 상기 주변 장치는 상기 플래쉬 메모리 셀로의 정보 액세스나 상기 플래쉬 메모리 셀로부터 정보 액세스와 무관한 기능을 실행하는반도체 장치 제조 방법.
- 제 19 항에 있어서,상기 다수의 격리 영역을 형성하는 단계는 다수의 STI 영역을 형성하는 단계를 포함하는반도체 장치 제조 방법.
- 제 19 항에 있어서,상기 적어도 하나의 제 1 영역에 다수의 주변 장치를 형성하는 단계는 하나의 전력 장치와 고 전압 장치 중 적어도 하나의 로직 장치를 형성하는 단계를 포함하는반도체 장치 제조 방법.
- 제 21 항에 있어서,상기 적어도 하나의 제 1 영역의 일부에 이중 게이트 산화물(a dual gate oxide)을 가진 입력/출력 트랜지스터를 형성하는 단계를 더 포함하는반도체 장치 제조 방법.
- 제 21 항에 있어서,상기 적어도 하나의 제 1 영역에 다수의 주변 장치를 형성하는 단계는, 저 전압 장치 및 고 전압 장치를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 고 전압 장치를 형성하는 단계는 저 전압 장치와 웰을 공유하는 고 전압 장치를 형성하는 단계를 더 포함하는반도체 장치 제조 방법.
- 제 19 항에 있어서,상기 다수의 주변 장치를 형성하는 단계는, 상기 적어도 하나의 제 1 영역에 고 전압 장치 및 로직 장치를 위한 트윈-웰(twin-well)들을 가진 장치를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 트윈 웰들 각각을 형성하기 위해 단일 공통 리소그래피 마스크가 이용되는반도체 장치 제조 방법.
- 제 24 항에 있어서,상기 고 전압 장치 및 로직 장치를 위한 트윈-웰은 NFET 및 PFET를 포함하고, 고 전압 장치 및 로직 장치의 NFET는 제 1 리소그래피 마스크와 함께 형성되 며, 고 전압 장치 및 로직 장치의 PFET는 제 2 리소그래피 마스크와 함께 형성되는반도체 장치 제조 방법.
- 제 25 항에 있어서,상기 다수의 메모리 셀의 어레이를 형성하는 단계는, 트윈-웰들을 가진 플래쉬 메모리 셀을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 플래쉬 메모리 셀의 트윈-웰은 NFET와 PFET를 포함하고, 상기 플래쉬 메모리 셀의 NFET는 상기 제 1 리소그래피 마스크와 함께 형성되고, 상기 플래쉬 메모리 셀의 PFET는 상기 제 2 리소그래피 마스크와 함께 형성되는반도체 장치 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 플래쉬 메모리 셀의 어레이를 형성하는 단계는, 트윈-웰 또는 트리플 웰을 가진 플래쉬 메모리 셀을 형성하는 단계를 포함하는반도체 장치 제조 방법.
- 제 15 항에 있어서,상기 반도체 장치 제조는 독립형 플래쉬 메모리 장치를 제조하는 단계를 포함하는반도체 장치 제조 방법.
- 플래쉬 메모리 어레이 동작 방법으로서,로우 및 컬럼으로 배열된 플래쉬 메모리 셀의 어레이 - 각 플래쉬 메모리 셀은 바디를 가지며, 상기 플래쉬 메모리 셀의 각 컬럼은 기판 상에 배치된 매립 절연체 위에 놓인 반도체 물질층의 연속 영역에 형성되고, 각 컬럼은 격리 영역에 의해 상기 플래쉬 메모리 셀의 인접 컬럼으로부터 분리되며, 상기 격리 영역은 상기 반도체 물질층에 배치되어 각각이 상기 반도체 물질층을 완전하게 통과하여 연장됨 - 를 제공하는 단계와,상기 컬럼들 중 한 컬럼에 있는 플래쉬 메모리 셀을 선택하는 단계와,상기 컬럼들 중 한 컬럼에 있는 각 플래쉬 메모리 셀의 바디에 제 1 전압을 인가하는 단계와,상기 컬럼들 중 한 컬럼에 바로 인접한 컬럼에 있는 각 플래쉬 메모리 셀의 바디에 제 2 전압을 인가하는 단계와,상기 선택된 메모리 셀을 액세스하는 단계를 포함하는플래쉬 메모리 어레이 동작 방법.
- 제 29 항에 있어서,상기 플래쉬 메모리 셀을 액세스하는 단계는, 상기 선택된 플래쉬 메모리 셀을 프로그래밍하는 단계를 포함하는플래쉬 메모리 어레이 동작 방법.
- 제 30 항에 있어서,상기 제 1 전압은 -10≤V<0의 범위를 가지며, 상기 제 2 전압은 0<V≤+10의 범위를 가지는플래쉬 메모리 어레이 동작 방법.
- 제 30 항에 있어서,상기 제 1 전압은 -3V이고, 상기 제 2 전압은 +3V인플래쉬 메모리 어레이 동작 방법.
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