KR20010095188A - 비휘발성 반도체 기억장치, 그의 독출 및 서입 방법, 그의제조방법 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (57)
- 반도체기판상에, 제1절연막을 개재하여 형성된 부유게이트;제2절연막을 개재하여 부유게이트와 소정의 간격을 두고 형성된 스프릿트 게이트;적어도 부유게이트상에 제3절연막을 개재하여 형성된 제어게이트; 및채널방향으로 스프릿트게이트와 반대측의 부유게이트의 단부에서 부유게이트와 용량결합하는 반도체기판 표면층에 형성된 불순물확산층을 포함하고,한 셀의 부유게이트 및 스프릿트게이트가 인접한 다른 셀의 부유게이트 및 스프릿트게이트와 채널방향을 따라 교대로 배치되고, 또한 한 셀의 불순물확산층이 인접한 다른 셀의 스프릿트게이트와 용량결합함을 특징으로 하는, 셀을 적어도 2개 갖는 비휘발성 반도체 기억장치.
- 제1항에 있어서, 한 셀의 스프릿트게이트가 부유게이트와 소정의 간격을 두고 자기정합적으로 형성되어 있는 비휘발성 반도체 기억장치.
- 제1항에 있어서, 한 셀의 불순물확산층이 동일한 셀내에서, 부유게이트와 용량결합되어 있는 한편, 스프릿트게이트와는 용량결합되어 있지 않은 비휘발성 반도체 기억장치.
- 제1항에 있어서, 스프릿트게이트가, 서로 인접한 부유게이트 사이의 반도체 기판에 형성된 트렌치내에, 제2절연막을 개재하여 형성되어 있는 비휘발성 반도체 기억장치.
- 제4항에 있어서, 한 셀의 불순물확산층이, 상기 불순물확산층과 인접한 스프릿트게이트가 형성된 반도체기판 표면층으로부터 트렌치의 측면을 따라 형성되어 있는 비휘발성 반도체 기억장치.
- 제1항에 있어서, 측벽 스페이서가 한 셀 및 인접한 다른 셀의 부유게이트의 측벽상에 형성되고, 트렌치가 한 셀 및 인접한 다른 셀의 측벽 스페이서 사이에 형성되고 또한 불순물확산층이 각각의 측벽 스페이서 아래의 반도체기판 표면층에 형성되어 있는 비휘발성 반도체 기억장치.
- 제1항에 있어서, 복수개의 셀이 채널방향을 따라 형성되고, 한 셀의 불순물확산층이 그 셀의 드레인으로서 또한 인접한 다른 셀의 소스로서 기능하는 비휘발성 반도체 기억장치.
- 제1항에 있어서, 복수개의 셀이 채널방향을 따라 형성되고, 상기 복수개의 셀에 있는 제어게이트가 단일 제어게이트로 구성되어 있는 비휘발성 벤도체 기억장치.
- 제 1항에 있어서, 복수개의 셀이 채널방향에 직교하는 Y방향을 따라 형성되고, 상기 복수개의 셀이 단일 불순물확산층을 통해 전기적으로 접속되어 있는 비휘발성 반도체 기억장치.
- 제 1항에 있어서, 복수개의 셀이 채널방향에 직교하는 Y방향을 따라 형성되고, 상기 복수개의 셀이 단일 스프릿트게이트를 통해 전기적으로 접속되어 있는 비휘발성 반도체 기억장치.
- 제 1항에 있어서, 불순물확산층이, 한 셀의 부유게이트 및 스프릿트게이트 사이의 반도체기판 표면층내에 형성되어 있는 비휘발성 반도체 기억장치.
- 제 11항에 있어서, 한 셀의 불순물확산층은 드레인으로서 기능하고, 인접한 다른 셀의 불순물확산층은 상기 한 셀의 소스로서 기능하고, 또한 상기 한 셀의 부유불순물확산층은 그 셀로부터 데이터를 독출할때에, 그 셀의 드레인의 연장으로서 기능하는 비휘발성 반도체 기억장치.
- 제 11항에 있어서, 한 셀의 불순물확산층은 드레인으로서 기능하고, 인접한 다른 셀의 불순물확산층은 상기 한 셀의 소스로서 기능하고, 또한 상기 한 셀의 부유불순물확산층은 그 셀로부터 데이터를 독출할때에, 그 셀의 소스의 연장으로서기능하는 비휘발성 반도체 기억장치.
- 한 셀로부터의 데이터 독출이, 한 셀의 불순물확산층을 접지하고, 인접한 다른 셀의 불순물확산층에 전위를 인가하거나 또는 상기 한 셀의 불순물확산층에 전위를 인가하여, 상기 인접한 다른 셀의 불순물확산층을 접지함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는, 제 1항의 비휘발성 반도체 기억장치로부터 데이터를 독출하는 방법.
- 한 셀로부터의 데이터 독출이, 한 셀의 스프릿트게이트에 전위를 인가하고 인접한 다른 셀의 스프릿트게이트에 전위를 인가하지 않음에 의해 상기 인접한 다른 셀로부터 상기 한 셀을 격리함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는, 제 1항의 비휘발성 반도체 기억장치로부터 데이터를 독출하는 방법.
- 데이터의 서입이, 부유게이트와 반도체기판 사이 또는 한 셀의 부유게이트와 불순물확산층 사이에 흐르는 FN 터널전류를 이용함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는, 제 1항의 비휘발성 반도체 기억장치에 데이터를 서입하는 방법.
- 제 16항의 방법에 의해 데이터를 서입한 후에. 데이터가 부유게이트와 반도체기판 사이 또는 선택된 원하는 셀의 부유게이트와 불순물확산층 사이에 흐르는 FN 터널전류를 이용함으로써 소거되는 것을 것을 특징으로 하는, 비휘발성 반도체기억장치로부터 데이터를 소거하는 방법.
- 한 셀로의 데이터 서입이, 한 셀의 불순물확산층에 소정의 전위를 인가하고, 다른 셀의 불순물확산층을 접지함에 의해 전류를 흐르게 하고, 또한 스프릿트게이트에 제 1 전류를 인가하여 스프릿트게이트와 대향하는 채널영역을 약반전상태로 하여 스프릿트게이트의 단부로부터 열전자를 주사함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는, 제 1항의 비휘발성 반도체 기억장치에 데이터를 서입하는 방법.
- 제 18항의 방법에 의해 데이터를 서입한 후에, 데이터가 부유게이트와 반도체 기판 사이 또는 선택된 원하는 셀의 부유게이트와 불순물확산층 사이에 흐르는 FN 터널전류를 이용함으로써 소거되는 것을 것을 특징으로 하는 비휘발성 반도체 기억장치로부터 데이터를 소거하는 방법.
- 한 셀로의 데이터 서입이, 한 셀의 불순물확산층에 소정의 전위를 인가하고, 다른 셀의 불순물확산층을 접지함에 의해 전류를 흐르게 하고, 또한 스프릿트게이트에 제 2 전류를 인가하여 스프릿트게이트와 대향하는 채널영역을 약반전상태로 하여 스프릿트게이트의 단부로부터 열전자를 주사함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는, 제 1항의 비휘발성 반도체 기억장치에 데이터를 서입하는 방법.
- 제 20항의 방법에 의해 데이터를 서입한 후에, 데이터가 부유게이트와 반도체기판 사이 또는 선택된 원하는 셀의 부유게이트와 불순물확산층 사이에 흐르는 FN 터널전류를 이용함으로써 소거되는 것을 특징으로 하는, 비휘발성 반도체 기억장치로부터 데이터를 소거하는 방법.
- (a1) 반도체기판상에 적어도 2개의 셀을 형성하기 위하여, 적어도 2개의 부유게이트를, 제 1 절연막을 개재하여, 채널방향으로 그들간에 소정의 간격을 두고 형성하는 단계;(b1) 반도체기판상에서, 각각의 부유게이트의 일측에, 채널방향으로, 제 2 절연막을 개재하여 2개의 스프릿트게이트를 형성하는 단계;(c1) 한 셀의 부유게이트 및 인접한 다른 셀의 스프릿트게이트와의 사이의 반도체기판 표면층에 불순물확산층을 형성함으로써, 그 불순물확산층이 한 셀의 부유게이트 및 인접한 다른 셀의 스프릿트게이트의 쌍방과 용량결합되도록 하는 단계; 및(d1) 각각의 부유게이트상에 제 3 절연막을 개재하여 제어게이트를 형성하는 단계를 포함하는, 비휘발성 반도체 기억장치의 제조방법.
- 제 22항에 있어서, 단계(c1)에서 불순물확산층의 형성과 동시에, 한 셀의 부유게이트와 스프릿트게이트 사이의 반도체기판 표면층에 부유불순물확산층을 형성함으로써, 상기 부유불순물확산층이 상기 한 셀의 부유게이트와 스프릿트게이트의 쌍방과 용량결합되도록 하는 것을 특징으로 하는, 비휘발성 반도체 기억장치의 제조방법.
- 제 22항에 있어서, 부유게이트는 2개의 도전층으로 이루어진 적층구조이고, 상기 부유게이트가 다음 단계로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법:제 1 전도층을 형성하는 단계;적어도 제 1 전도층상에 전도성물질을 퇴적하는 단계;상기 전도성물질층상에 원하는 형태의 질화물막을 형성하고, 상기 질화물막의 측벽상에 측벽 스페이서를 형성하는 단계; 및질화물막 및 측벽 스페이서를 마스크로서 이용하여 전도성물질을 에칭함으로써 제 2 전도층을 자기정합적으로 형성하는 단계.
- 제 22항에 있어서, 부유게이트는 2개의 전도층으로 이루어진 적층구조이고, 상기 부유게이트가 다음 단계로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법:제 1 전도성물질층, 산화물막 및 질화물막을 순차적으로 형성하고, 마스크를 이용하여 그들을 원하는 형태로 에칭하여 제 1 전도층을 형성하는 단계;제 1 전도층에 형성된 스페이스내에 절연막을 매립하고, 산화물막 및 질화물막을 제거하는 단계; 및산화물막 및 질화물막이 제거된 일부분에 전도성물질을 매립하여 제 2전도층을 자기정합적으로 형성하는 단계를 통해 형성하는 방법;상기 전도성물질층상에 원하는 형태의 질화물막을 형성하고, 상기 질화물막의 측벽상에 측벽 스페이서를 형성하는 단계; 및질화물막 및 측벽 스페이서를 마스크로서 이용하여 전도성물질을 에칭함으로써 제 2 전도층을 자기정합적으로 형성하는 단계.
- (a2) 반도체기판상에 적어도 2개의 셀을 형성하기 위하여, 적어도 2개의 부유게이트를, 제 1 절연막을 개재하여, 채널방향으로 그들간에 소정의 간격을 두고 형성하는 단계;(b2) 부유게이트를 마스크로서 이용하거나 또는 부유게이트상에 형성된 마스크를 이용하여 불순물을 비스듬한 방향으로부터 이온주입함으로써, 각각의 부유게이트의 일측의 반도체기판 표면층에 불순물확산층을 형성하는 단계;(c2) 각각의 부유게이트를 마스크로서 이용하거나 또는 부유게이트상에 형성된 마스크를 이용하여, 불순물확산층의 일부를 포함하는 반도체기판에 2개의 트렌치를 형성하는 단계;(d2) 트렌치의 측면 및 저면에 제2절연막을 형성하는 단계;(e2) 트렌치를 전도성물질로 매립함으로써 스프릿트게이트 2개를 형성하는 단계; 및(f2) 각각의 부유게이트상에 제 3절연막을 개재하여 제어게이트를 형성하는 단계를 포함하는, 비휘발성 반도체 기억장치의 제조방법.
- 제 26항에 있어서, 트렌치는 부유게이트를 마스크로서 이용하여 자기정합적으로 형성되는 방법.
- 제 26항에 있어서, 스프릿트게이트는 부유게이트를 마스크로서 이용하여 자기정합적으로 형성되는 방법.
- 제 26항에 있어서, 단계 (f2)는, 트렌치에 매립된 전도성 물질을 소정의 두께만큼 제거하여 스프릿트게이트를 제공하는 단계 및 전도성물질이 제거된 일부분에 절연막을 매립하여 상기 스프릿트게이트의 상부 표면을 덮는 단계를 포함하는 방법.
- 제 26항에 있어서, 부유게이트의 표면레벨이 스프릿트게이트상의 절연막의 표면레벨과 거의 같고 또한 상기 절연막이 부유게이트와 겹쳐지지 않는 방법.
- 제 26항에 있어서, 스프릿트게이트의 표면레벨이 반도체기판의 표면레벨보다 낮은 방법.
- 제26항에 있어서, 부유게이트는 2개의 전도층으로 이루어진 적층구조이고, 상기 부유게이트가 다음 단계로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법:제1전도층을 형성하는 단계;적어도 제1전도층상에 전도성물질을 퇴적하는 단계;상기 전도성물질층상에 원하는 형태의 질화물막을 형성하고, 상기 질화물막의 측벽상에 측벽 스페이서를 형성하는 단계; 및질화물막 및 측벽 스페이서를 마이크로서 이용하여 전도성물질을 에칭함으로써 제 2전도층을 자기정합적으로 형성하는 단계.
- 제26항에 있어서, 부유게이트는 2개의 전도층으로 이루어진 적층구조이고, 상기 부유게이트가 다음 단계로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법:제1전도성물질층, 산화물막 및 질화물막을 순차적으로 형성하고, 마스크를 이용하여 그들을 원하는 형태로 에칭하여 제1전도층을 형성하는 단계;제1전도층에 형성된 스페이스내에 절연막을 매립하고, 산화물막 및 질화물막을 제거하는 단계; 및산화물막 및 질화물막이 제거된 일부분에 전도성물질을 매립하여 제 2전도층을 자기정합적으로 형성하는 단계.
- (a2) 반도체기판상에 적어도 2개의 셀을 형성하기 위하여, 적어도 2개의 부유게이트를, 제1절연막을 개재하여, 채널방향으로 그들간에 소정의 간격을 두고 형성하는 단계;(b2) 부유게이트를 마스크로서 이용하거나 또는 부유게이트상에 형성된 마스크를 이용하여, 불순물을 비스듬한 방향으로부터 이온주입함으로써, 각각의 부유게이트의 일측의 반도체기판 표면층에 불순물확산층을 형성하는 단계;(c2) ' 각각의 부유게이트의 측벽상에 측벽 스페이서를 형성하고, 또한 부유게이트 및 측벽 스페이서를 마스크로서 이용하여, 불순물확산층의 일부를 포함하는 반도체기판에 2개의 트렌치를 형성하는 단계;(d2) 트렌치의 측변 및 저면에 제2절연막을 형성하는 단계;(e2) 트렌치를 전도성물질로 매립함으로써 스프릿트게이트 2개를 형성하는 단계; 및(f2) 각각의 부유게이트상에 제3절연막을 개재하여 제어게이트를 형성하는 단계를 포함하는, 비휘발성 반도체 기억장치의 제조방법.
- 제34항에 있어서, 트렌치는 부유게이트 및 측벽 스페이서를 마스크로서 이용하여 자기정합적으로 형성되는 방법.
- 제 35항에 있어서, 스프릿트게이트는 부유게이트 및 측벽 스페이서를 마스크로서 이용하여 자기정합적으로 형성되는 방법.
- 제35항에 있어서, 단계 (f2)는, 트렌치에 매립된 전도성물질을 소정의 두께만큼 제거하여 스프릿트게이트를 제공하는 단계 및 전도성물질이 제거된 일부분에 절연막을 매립하여 상기 스프릿트게이트의 상부 표면을 덮는 단계를 포함하는 방법.
- 제35항에 있어서, 부유게이트의 표면레벨이 스프릿트게이트상의 절연막의 표면레벨과 거의 같고 또한 상기 절연막이 부유게이트와 겹쳐지지 않는 방법.
- 제35항에 있어서, 스프릿트게이트의 표면레벨이 반도체기판의 표면레벨보다 낮은 방법.
- 제35항에 있어서, 부유게이트는 2개의 전도층으로 이루어진 층구조를 포함하고, 상기 부유게이트가 다음 단계로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법:제1전도층을 형성하는 단계;적어도 제1전도층상에 전도성물질을 퇴적하는 단계;상기 전도성물질층상에 원하는 형태의 질화물막을 형성하고, 상기 질화물막의 측벽상에 측벽 스페이서를 형성하는 단계; 및질화물막 및 측벽 스페이서를 마스크로서 이용하여 전도성물질을 에칭함으로써 제2전도층을 자기정합적으로 형성하는 단계.
- 제35항에 있어서, 부유게이트는 2개의 전도층으로 이루어진 적층구조이고, 상기 부유게이트가 다음 단계로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법:제1전도성물질층, 산화물막 및 질화물막을 순차적으로 형성하고, 마스크를 이용하여 그들을 원하는 형태로 에칭하여 제1전도층을 형성하는 단계;제1전도층에 형성된 스페이스내에 절연막을 매립하고, 산화물막 및 질화물막을 제거하는 단계; 및산화물막 및 질화물막이 제거된 일부분에 전도성물질을 매립하여 제2전도층을 자기정합적으로 형성하는 단계.
- (a2) 반도체기판상에 적어도 2개의 셀을 형성하기 위하여, 적어도 2개의 부유게이트를, 제1절연막을 개재하여, 채널방향으로 그들간에 소정의 간격을 두고 형성하는 단계;(b2) '' 부유게이트를 마스크로서 이용하거나 또는 부유게이트상에 형성된 마스크를 이용하여, 적어도 부유게이트 사이의 영역에 이온을 주입하고 어닐링하는 단계;(c2) '' 각각의 부유게이트의 측벽상에 측벽 스페이서를 형성하고, 또한 부유게이트 및 측벽 스페이서를 마스크로서 이용하여, 2개의 트렌치를 형성함으로써, 각각의 측벽 스페이서의 아래의 반도체기판 표면층에 부유불순물확산층 및 불순물확산층을 제공하는 단계;(d2) 트렌치의 측면 및 저면에 제2절연막을 형성하는 단계;(e2) 트렌치를 전도성물질로 매립함으로써 스프릿트게이트 2개를 형성하는 단계; 및(f2) 각각의 부유게이트상에 제3절연막을 개재하여 제어게이트를 형성하는 단계를 포함하는, 비휘발성 반도체 기억장치의 제조방법.
- 제42항에 있어서, 트렌치는 부유게이트 및 측벽 스페이서를 마스크로서 이용하여 자기정합적으로 형성되는 방법.
- 제42항에 있어서, 스프릿트게이트는 부유게이트 및 측벽 스페이서를 마스크로서 이용하여 자기정합적으로 형성되는 방법.
- 제42항에 있어서, 단계 (f2)는, 트렌치에 매립된 전도성물질을 소정의 두께만큼 제거하여 스프릿트게이트를 제공하는 단계 및 전도성물질이 제거된 일부분에 절연막을 매립하여 상기 스프릿트게이트의 상부 표면을 덮는 단계를 포함하는 방법.
- 제42항에 있어서, 부유게이트의 표면레벨이 스프릿트게이트상의 절연막의 표면레벨과 거의 같고 또한 상기 절연막이 부유게이트와 겹쳐지지 않는 방법.
- 제42항에 있어서, 스프릿트게이트이 표면레벨이 반도체기판의 표면레벨보다 낮은 방법.
- 제 42항에 있어서, 부유게이트는 2개의 전도층으로 이루어진 적층구조이고, 상기 부유게이트가 다음 단계로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법:제1전도층을 형성하는 단계;적어도 제1전도층상에 전도성물질을 퇴적하는 단계;상기 전도성물질층상에 원하는 형태의 질화물막을 형성하고, 상기 질화물막의 측벽상에 측벽 스페이서를 형성하는 단계; 및질화물막 및 측벽 스페이서를 마스크로서 이용하여 전도성물질을 에칭함으로써 제2전도층을 자기정합적으로 형성하는 단계.
- 제 42항에 있어서, 부유게이트는 2개의 전도층으로 이루어진 적층구조이고, 상기 부유게이트가 다음 단계로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법:제1전도성물질층, 산화물막 및 질화물막을 순차적으로 형성하고, 마스크를 이용하여 그들을 원하는 형태로 에칭하여 제1전도층을 형성하는 단계;제1전도층에 형성된 스페이스내에 절연막을 매립하고, 산화물막 및 질화물막을 제거하는 단계; 및산화물막 및 질화물막이 제거된 일부분에 전도성물질을 매립하여 제2전도층을 자기정합적으로 형성되는 단계.
- (a2) 반도체기판상에 적어도 2개의 셀을 형성하기 위하여, 적어도 2개의 부유게이트를, 제1절연막을 개재하여, 채널방향으로 그들간에 소정의 간격을 두고 형성하는 단계;(b2) ''' 부유게이트를 마스크로서 이용하거나 또는 부유게이트상에 형성된 마스크를 이용하여, 적어도 부유게이트 사이의 영역에 이온을 주입하고 어닐링하는단계;(c2) '' 적어도 부유게이트의 2개의 트렌치를 형성함으로써, 트렌치의 측면을 따라 연장된 부유게이트이 단부 아래로, 부유불순물확산층 및 불순물확산층을 각각 제공하는 단계;(d2) 트렌치의 측면 및 저면에 제2절연막을 형성하는 단계;(e2) 트렌치를 전도성물질로 매립함으로써 스프릿트게이트 2개를 형성하는 단계; 및(f2) 각각의 부유게이트상에 제3절연막을 개재하여 제어게이트를 형성하는 단계를 포함하는, 비휘발성 반도체 기억장치의 제조방법.
- 제50항에 있어서, 트렌치는 부유게이트를 마스크로서 이용하여 자기정합적으로 형성되는 방법.
- 제50항에 있어서, 스프릿트게이트는 부유게이트를 마스크로서 이용하여 자기정합적으로 형성되는 방법.
- 제50항에 있어서, 단계(f2)는, 트렌치에 매립된 전도성물질을 소정의 두께만큼 제거하여 스프릿트게이트를 제공하는 단계 및 전도성물질이 제거된 일부분에 절연막을 매립하여 상기 스프릿트게이트의 상부 표면을 덮는 단계를 포함하는 방법.
- 제50항에 있어서, 부유게이트의 표면레벨이 스프릿트게이트상의 절연막의 표면레벨과 거의 같고 또한 상기 절연막이 부유게이트와 겹쳐지지 않는 방법.
- 제50항에 있어서, 스프릿트게이트의 표면레벨이 반도체기판의 표면레벨보다 낮은 방법.
- 제50항에 있어서, 부유게이트는 2개의 전도층으로 이루어진 적층구조이고, 상기 부유게이트가 다음 단계로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법:제1전도층을 형성하는 단계;적어도 제1전도층상에 전도성물질을 퇴적하는 단계;상기 전도성물질층상에 원하는 형태의 질화물막을 형성하고, 상기 질화물막의 측벽상에 측벽 스페이서를 형성하는 단계; 및질화물막 및 측벽 스페이서를 마이크로서 이용하여 전도성물질을 에칭함으로써 제 2전도층을 자기정합적으로 형성하는 단계.
- 제50항에 있어서, 부유게이트는 2개의 전도층으로 이루어진 적층구조이고, 상기 부유게이트가 다음 단계로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법:제1전도성 물질층, 산화물막 및 질화물막을 순차적으로 형성하고, 마스크를 이용하여 그들을 원하는 형태로 에칭하여 제1전도층을 형성하는 단계;제1전도층에 형성된 스페이스내에 절연막을 매립하고, 산화물막 및 질화물막을 제거하는 단계; 및산화물막 및 질화물막이 제거된 일부분에 전도성물질을 매립하여 제2전도층을 자기정합적으로 형성하는 단계.
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