RU2790414C1 - Non-volatile memory device manufacturing method - Google Patents
Non-volatile memory device manufacturing method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790414C1 RU2790414C1 RU2022126749A RU2022126749A RU2790414C1 RU 2790414 C1 RU2790414 C1 RU 2790414C1 RU 2022126749 A RU2022126749 A RU 2022126749A RU 2022126749 A RU2022126749 A RU 2022126749A RU 2790414 C1 RU2790414 C1 RU 2790414C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- layer
- gate
- dielectric material
- side wall
- volatile memory
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
1. ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ1. FIELD OF TECHNOLOGY TO WHICH THE INVENTION RELATES
[0001] Настоящее изобретение относится к способу производства полупроводникового устройства. Более конкретно настоящее изобретение относится к способу производства энергонезависимого запоминающего устройства и к энергонезависимому запоминающему устройству, произведенному с его помощью.[0001] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a non-volatile memory device and a non-volatile memory device produced therewith.
2. ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ2. DESCRIPTION OF THE PRIOR ART
[0002] Поскольку энергонезависимая память может, например, многократно выполнять такие операции, как сохранение, чтение и стирание данных, и поскольку сохраненные данные не теряются после выключения энергонезависимой памяти, энергонезависимая память широко применяется в персональных компьютерах и электронном оборудовании.[0002] Because non-volatile memory can, for example, repeatedly perform operations such as storing, reading, and erasing data, and because stored data is not lost when the non-volatile memory is turned off, non-volatile memory is widely used in personal computers and electronic equipment.
[0003] Традиционная структура энергонезависимой памяти имеет многослойную структуру затворов, включающую в себя туннельный оксидный слой, плавающий затвор, межзатворный диэлектрический слой и управляющий затвор, последовательно расположенные на подложке. Когда на таком устройстве флэш-памяти выполняется операция программирования или стирания, соответствующее напряжение соответственно прикладывается к области истока, области стока и управляющему затвору, так что электроны вводятся в плавающий затвор или вытягиваются из плавающего затвора.[0003] The conventional nonvolatile memory structure has a multilayer gate structure including a tunnel oxide layer, a floating gate, an intergate dielectric layer, and a control gate arranged in series on a substrate. When a programming or erasing operation is performed on such a flash memory device, a corresponding voltage is applied to the source region, the drain region, and the control gate, respectively, so that electrons are input into the floating gate or drawn out of the floating gate.
[0004] При операции программирования и стирания энергонезависимой памяти больший коэффициент связи затвора (GCR) между плавающим затвором и управляющим затвором обычно означает, что для операции требуется более низкое рабочее напряжение, и рабочая скорость и эффективность флэш-памяти в результате значительно увеличиваются. Однако во время операций программирования или стирания электроны должны вводиться или вытягиваться из плавающего затвора через туннельный оксидный слой, расположенный под плавающим затвором, что часто приводит к повреждению структуры туннельного оксидного слоя, и таким образом уменьшает надежность запоминающего устройства.[0004] In a non-volatile memory program and erase operation, a larger gate coupling ratio (GCR) between the floating gate and the control gate generally means that the operation requires a lower operating voltage, and the operating speed and efficiency of the flash memory is greatly increased as a result. However, during programming or erasing operations, electrons must be injected or withdrawn from the floating gate through the tunnel oxide layer located under the floating gate, which often damages the structure of the tunnel oxide layer, and thus reduces the reliability of the storage device.
[0005] Для повышения надежности запоминающего устройства в него встраивается стирающий затвор, способный вытягивать электроны из плавающего затвора путем приложения положительного напряжения к стирающему затвору. Таким образом, поскольку электроны в плавающем затворе вытягиваются через туннельный оксидный слой, расположенный на плавающем затворе, а не через туннельный оксидный слой, расположенный под плавающим затвором, надежность запоминающего устройства дополнительно повышается. [0005] To improve the reliability of the memory device, an erase gate is built into it, capable of drawing electrons from the floating gate by applying a positive voltage to the erase gate. Thus, since the electrons in the floating gate are drawn through the tunnel oxide layer located on the floating gate rather than through the tunnel oxide layer located below the floating gate, the reliability of the storage device is further improved.
[0006] При возрастающем спросе на высокоэффективные запоминающие устройства по-прежнему существует потребность в улучшенном запоминающем устройстве, которое способно эффективно стирать сохраненные данные, и в способе его изготовления.[0006] With an increasing demand for high performance storage devices, there is still a need for an improved storage device that is capable of effectively erasing stored data and a method for manufacturing the same.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
[0007] Настоящее изобретение предлагает способ производства энергонезависимого запоминающего устройства и энергонезависимое запоминающее устройство, произведенное с помощью этого способа. Энергонезависимое запоминающее устройство способно эффективно стирать сохраненные данные при низком напряжении стирания.[0007] The present invention provides a method for manufacturing a non-volatile memory device and a non-volatile memory device produced using this method. The non-volatile storage device is capable of effectively erasing stored data at a low erasing voltage.
[0008] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения способ производства энергонезависимого запоминающего устройства включает в себя следующие этапы. Многослойная структура формируется на подложке и включает в себя диэлектрический слой затвора, вспомогательный затвор, изоляционный слой и жертвенный слой, расположенные по порядку. Туннельный диэлектрический слой формируется на подложке с одной стороны многослойной структуры. Плавающий затвор формируется на туннельном диэлектрическом слое. Многослойная структура травится до тех пор, пока самый верхний край плавающего затвора не окажется выше верхней поверхности изоляционного слоя. Слой диэлектрического материала формируется для покрытия боковых стенок плавающего затвора. Слой диэлектрического материала травится, чтобы сформировать протравленный слой диэлектрического материала и вскрыть самый верхний край плавающего затвора. Структура верхнего затвора формируется на протравленном слое диэлектрического материала, где часть протравленного слоя диэлектрического материала расположена между структурой верхнего затвора и подложкой.[0008] In accordance with some embodiments of the present invention, a method for manufacturing a non-volatile storage device includes the following steps. The multilayer structure is formed on the substrate and includes a gate dielectric layer, an auxiliary gate, an insulating layer, and a sacrificial layer arranged in order. A tunnel dielectric layer is formed on the substrate on one side of the multilayer structure. The floating gate is formed on the tunnel dielectric layer. The sandwich structure is etched until the topmost edge of the floating gate is above the top surface of the insulating layer. A layer of dielectric material is formed to cover the side walls of the floating gate. The dielectric material layer is etched to form an etched dielectric material layer and expose the uppermost edge of the floating gate. The top gate structure is formed on the etched dielectric material layer, where a part of the etched dielectric material layer is located between the top gate structure and the substrate.
[0009] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения энергонезависимое запоминающее устройство включает в себя по меньшей мере одну многослойную структуру затворов, туннельный диэлектрический слой, и по меньшей мере один плавающий затвор. Многослойная структура затворов располагается на подложке и включает в себя диэлектрический слой затвора, вспомогательный затвор и структуру верхнего затвора, уложенные по порядку. Туннельный диэлектрический слой располагается на подложке с одной стороны многослойной структуры затворов. Плавающий затвор располагается на туннельном диэлектрическом слое и включает в себя самый верхний край, криволинейную боковую стенку и две латеральные боковые стенки. Самый верхний край плавающего затвора встроен в структуру верхнего затвора. Нижняя поверхность структуры верхнего затвора, проходящая за латеральную боковую стенку плавающего затвора, удалена от туннельного диэлектрического слоя. Для дополнительной оптимизации работы энергонезависимого запоминающего устройства, описанного в вариантах осуществления настоящего изобретения, может быть расположен дополнительный средний затвор для увеличения связи затвора с плавающим затвором.[0009] In accordance with some embodiments of the present invention, the non-volatile storage device includes at least one multilayer gate structure, a tunnel dielectric layer, and at least one floating gate. The gate multilayer structure is arranged on a substrate and includes a gate dielectric layer, an auxiliary gate, and an upper gate structure stacked in order. The tunnel dielectric layer is located on the substrate on one side of the multilayer gate structure. The floating gate is located on the tunnel dielectric layer and includes an uppermost edge, a curved sidewall, and two lateral sidewalls. The uppermost edge of the floating gate is built into the upper gate structure. The lower surface of the upper gate structure, passing beyond the lateral side wall of the floating gate, is removed from the tunnel dielectric layer. To further optimize the performance of the non-volatile storage device described in the embodiments of the present invention, an additional middle gate may be located to increase gate to floating gate coupling.
[0010] При использовании энергонезависимого запоминающего устройства в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения напряжение стирания, подаваемое на устройство, может быть уменьшено, что означает, что электроны могут эффективно вытягиваться из плавающего затвора, и в результате скорость стирания данных увеличивается.[0010] When using the non-volatile memory device according to the embodiments of the present invention, the erasure voltage applied to the device can be reduced, which means that electrons can be effectively drawn from the floating gate, and as a result, the data erasure rate is increased.
[0011] Для того, чтобы сделать вышеупомянутые особенности и преимущества настоящего изобретения более понятными, варианты осуществления подробно описываются ниже со ссылками на чертежи.[0011] In order to make the above features and advantages of the present invention more clear, embodiments are described in detail below with reference to the drawings.
[0012] Эти и другие цели настоящего изобретения, без сомнения, станут очевидными для специалистов в данной области техники после прочтения следующего подробного описания предпочтительного варианта осуществления, проиллюстрированного на различных чертежах.[0012] These and other objects of the present invention will no doubt become apparent to those skilled in the art upon reading the following detailed description of the preferred embodiment illustrated in the various drawings.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0013] Сопроводительные чертежи включены для обеспечения лучшего понимания настоящего изобретения, и представляют собой составную часть данного описания. Эти чертежи иллюстрируют варианты осуществления настоящего изобретения, и вместе с описанием служат для объяснения принципов настоящего изобретения.[0013] The accompanying drawings are included to provide a better understanding of the present invention, and form an integral part of this specification. These drawings illustrate embodiments of the present invention, and together with the description serve to explain the principles of the present invention.
[0014] Фиг. 1 представляет собой схематичное сечение, иллюстрирующее структуру, включающую в себя уложенные друг на друга структуры и проводящие прокладки, на этапе способа производства энергонезависимого запоминающего устройства в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.[0014] FIG. 1 is a schematic sectional view illustrating a structure including stacked structures and conductive spacers in a step in a method for manufacturing a non-volatile memory device in accordance with some embodiments of the present invention.
[0015] Фиг. 2 представляет собой схематичное сечение, иллюстрирующее структуру, включающую в себя плавающие затворы на боковых стенках уложенных друг на друга структур на этапе способа производства энергонезависимого запоминающего устройства в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.[0015] FIG. 2 is a schematic sectional view illustrating a structure including floating gates on sidewalls of stacked structures in a process step for manufacturing a non-volatile memory device in accordance with some embodiments of the present invention.
[0016] Фиг. 3 представляет собой схематичный вид сверху, иллюстрирующий структуру, включающую в себя плавающие затворы на боковых стенках уложенных друг на друга структур на этапе способа производства энергонезависимого запоминающего устройства в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.[0016] FIG. 3 is a schematic plan view illustrating a structure including floating gates on side walls of stacked structures in a process step for manufacturing a non-volatile memory device in accordance with some embodiments of the present invention.
[0017] Фиг. 4 представляет собой схематичное сечение по линии B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе способа производства энергонезависимого запоминающего устройства в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения.[0017] FIG. 4 is a schematic sectional view taken along lines B-B' and C-C' in FIG. 3 in a process step for manufacturing a non-volatile storage device in accordance with some embodiments of the present invention.
[0018] Фиг. 5 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 4, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, где самый верхний край плавающего затвора является более высоким, чем верхняя поверхность многослойной структуры.[0018] FIG. 5 is a schematic sectional view along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 4, in accordance with some embodiments of the present invention, where the topmost edge of the floating seal is higher than the top surface of the sandwich structure.
[0019] Фиг. 6 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 5, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, где самый верхний край плавающего затвора покрыт слоем диэлектрического материала.[0019] FIG. 6 is a schematic sectional view along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 5, in accordance with some embodiments of the present invention, wherein the uppermost edge of the floating gate is coated with a layer of dielectric material.
[0020] Фиг. 7 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 6, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, где боковые стенки плавающего затвора покрыты протравленным слоем диэлектрического материала.[0020] FIG. 7 is a schematic sectional view taken along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 6, in accordance with some embodiments of the present invention, wherein the sidewalls of the floating gate are coated with an etched layer of dielectric material.
[0021] Фиг. 8 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 7, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, где самый верхний край плавающего затвора покрыт структурой верхнего затвора.[0021] FIG. 8 is a schematic sectional view along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 7, in accordance with some embodiments of the present invention, wherein the uppermost edge of the floating gate is covered by the top gate structure.
[0022] Фиг. 9 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 8, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, где прокладки удалены, чтобы вскрыть боковые стенки плавающего затвора.[0022] FIG. 9 is a schematic sectional view along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 8, in accordance with some embodiments of the present invention, where the gaskets are removed to expose the side walls of the floating seal.
[0023] Фиг. 10 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 9, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, где боковые стенки плавающего затвора покрыты структурой среднего затвора. [0023] FIG. 10 is a schematic sectional view along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 9, in accordance with some embodiments of the present invention, where the side walls of the floating gate are covered with a middle gate structure.
[0024] Фиг. 11 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 9, в соответствии с альтернативными вариантами осуществления настоящего изобретения, где боковые стенки плавающего затвора покрыты структурой среднего затвора. [0024] FIG. 11 is a schematic sectional view along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 9, in accordance with alternative embodiments of the present invention, where the side walls of the floating gate are covered with a middle gate structure.
[0025] Фиг. 12 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 6, в соответствии с альтернативными вариантами осуществления настоящего изобретения, где остаточная прокладка располагается между структурой верхнего затвора и многослойной структурой.[0025] FIG. 12 is a schematic sectional view taken along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 6, in accordance with alternative embodiments of the present invention, where the residual spacer is located between the upper closure structure and the sandwich structure.
[0026] Фиг. 13 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 12, в соответствии с альтернативными вариантами осуществления настоящего изобретения, где боковые стенки плавающего затвора покрыты структурой среднего затвора.[0026] FIG. 13 is a schematic sectional view taken along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 12, in accordance with alternative embodiments of the present invention, where the side walls of the floating gate are covered with a middle gate structure.
[0027] Фиг. 14 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 5, в соответствии с альтернативными вариантами осуществления настоящего изобретения, где боковые стенки плавающего затвора покрыты слоем диэлектрического материала.[0027] FIG. 14 is a schematic sectional view taken along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 5, in accordance with alternative embodiments of the present invention, wherein the side walls of the floating gate are coated with a layer of dielectric material.
[0028] Фиг. 15 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 14, в соответствии с альтернативными вариантами осуществления настоящего изобретения, где самый верхний край плавающего затвора покрыт структурой верхнего затвора.[0028] FIG. 15 is a schematic sectional view taken along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 14, in accordance with alternative embodiments of the present invention, wherein the uppermost edge of the floating gate is covered by the top gate structure.
[0029] Фиг. 16 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 15, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, где боковые стенки плавающего затвора покрыты структурой среднего затвора. [0029] FIG. 16 is a schematic sectional view taken along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 15, in accordance with some embodiments of the present invention, where the side walls of the floating gate are covered with a middle gate structure.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕDETAILED DESCRIPTION
[0030] Следующее раскрытие обеспечивает множество различных вариантов осуществления или примеров для реализации различных особенностей настоящего изобретения. Конкретные примеры компонентов и компоновок описаны ниже для упрощения настоящего раскрытия. Они, конечно, являются просто примерами и не предназначены для ограничения. Например, формирование первого элемента поверх второго элемента или на нем в последующем описании может включать в себя варианты осуществления, в которых первый и второй элементы формируются в непосредственном контакте, а также могут включать в себя варианты осуществления, в которых дополнительные элементы могут быть сформированы между первым и вторым элементами, так что первый и второй элементы могут не находиться в прямом контакте. В дополнение к этому, настоящее раскрытие может повторить ссылочные цифры и/или буквы в различных примерах. Это повторение предназначено для простоты и ясности и само по себе не диктует связь между различными обсуждаемыми вариантами осуществления и/или конфигурациями.[0030] The following disclosure provides many different embodiments or examples for implementing various features of the present invention. Specific examples of components and arrangements are described below to simplify the present disclosure. They are, of course, merely examples and are not intended to be limiting. For example, forming a first element over or on top of a second element in the following description may include embodiments in which the first and second elements are formed in direct contact, and may also include embodiments in which additional elements may be formed between the first and the second elements, so that the first and second elements may not be in direct contact. In addition, the present disclosure may repeat the reference numerals and/or letters in various examples. This repetition is for simplicity and clarity and does not in itself dictate the relationship between the various discussed embodiments and/or configurations.
[0031] Кроме того, пространственно относительные термины, такие как «ниже», «более низкий», «нижний», «под», «на», «выше», «верхний», «низ», «верх» и т.п., могут быть использованы в настоящем документе для простоты описания отношения одного элемента или особенности к другому элементу (элементам) или особенности (особенностям), проиллюстрированным на чертежах. Пространственно относительные термины предназначены для охвата различных ориентаций устройства при использовании или эксплуатации в дополнение к ориентации, изображенной на чертежах. Например, если устройство на чертежах перевернуто, элементы, описанные как «ниже» и/или «под» другими элементами или особенностями, будут тогда ориентированы «выше» и/или «над» другими элементами или особенностями. Устройство может быть ориентировано иначе (повернуто на 90 градусов и т.д.), и используемые в настоящем документе пространственные относительные дескрипторы также могут интерпретироваться соответствующим образом.[0031] In addition, spatially relative terms such as "below", "lower", "lower", "under", "on", "above", "top", "bottom", "top", etc. .p. may be used herein to easily describe the relationship of one element or feature to another element(s) or feature(s) illustrated in the drawings. Spatially relative terms are intended to cover various orientations of the device in use or operation, in addition to the orientation depicted in the drawings. For example, if the device is reversed in the drawings, elements described as "below" and/or "under" other elements or features will then be oriented "above" and/or "above" other elements or features. The device may be oriented differently (rotated 90 degrees, etc.) and the spatial relative descriptors used herein may also be interpreted accordingly.
[0032] Хотя настоящее изобретение описано в отношении конкретных вариантов осуществления, его принципы, определяемые прилагаемой формулой изобретения, могут, очевидно, применяться за пределами конкретно описанных вариантов осуществления. Кроме того, в описании настоящего изобретения некоторые детали были опущены, чтобы не затенять его основные аспекты. Опущенные детали являются известными специалистам в данной области техники. [0032] Although the present invention has been described in relation to specific embodiments, its principles as defined by the appended claims may obviously be applied outside of the specific embodiments described. In addition, in the description of the present invention, some details have been omitted so as not to obscure its main aspects. The omitted parts are known to those skilled in the art.
[0033] Фиг. 1 представляет собой схематичное сечение, иллюстрирующее структуру, включающую в себя уложенные друг на друга структуры и проводящие прокладки, на этапе способа производства энергонезависимого запоминающего устройства в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 1, структура, сформированная на этой этапы производства, включает в себя по меньшей мере подложку 200, по меньшей мере одну многослойную структуру 210, слой 212 изолирующего материала, туннельный диэлектрический слой 218, проводящую прокладку 220 и область 222 истока.[0033] FIG. 1 is a schematic sectional view illustrating a structure including stacked structures and conductive spacers in a step in a method for manufacturing a non-volatile memory device in accordance with some embodiments of the present invention. As shown in FIG. 1, the structure formed in this manufacturing step includes at least a
[0034] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения подложка 200 может быть полупроводниковой подложкой с подходящим типом проводимости, таким как p-тип или n-тип. Состав подложки 200 может включать в себя кремний, германий, нитрид галлия или другие подходящие полупроводниковые материалы, но не ограничивается этим.[0034] In accordance with some embodiments of the present invention,
[0035] По меньшей мере одна многослойная структура 210 находится на подложке 200. Например, две многослойные структуры 210 располагаются на подложке 200 и отстоят друг от друга в поперечном направлении. Каждая из многослойных структур 210 включает в себя диэлектрический слой 202 затвора, вспомогательный затвор 204, изоляционный слой 206 и жертвенный слой 208, расположенные по порядку. Каждая из многослойных структур 210 включает в себя первую боковую стенку 211 и вторую боковую стенку 211, и первые боковые стенки 211 многослойных структур 210 обращены друг к другу. Вспомогательный затвор 204 выполнен из проводящего материала с возможностью включения/выключения канала носителя в подложке 200, лежащей под вспомогательным затвором 204, при подаче соответствующего напряжения. Изоляционный слой 206 выполнен из изолирующего материала, такого как оксид кремния или оксинитрид кремния, но не ограничивается этим, и используется для электрической изоляции вспомогательного затвора 204 от слоев, расположенных над вспомогательным затвором 204. Жертвенный слой 208 представляет собой самый верхний слой в многослойной структуре 210 и является временным слоем, предназначенным для удаления перед последующим процессом формирования структуры затвора, такой как структура верхнего затвора, на вспомогательном затворе 204. [0035] At least one
[0036] Слой 212 изоляционного материала формируется на боковых стенках 211, 213 многослойных структур 210. Материал слоя 212 изоляционного материала представляет собой, например, оксид кремния/нитрид кремния/оксид кремния или нитрид кремния/оксид кремния. Способ формирования слоя 212 изоляционного материала включает в себя, например, сначала формирование диэлектрического слоя 214 и диэлектрического слоя 216, покрывающих каждую из многослойных структур 210 на подложке 200 по порядку, а затем удаление части диэлектрического слоя 214 и диэлектрического слоя 216 для формирования слоя 212 изоляционного материала на боковой стенке каждой из многослойных структур 210. Материал диэлектрического слоя 214 является, например, нитридом кремния, а материал диэлектрического слоя 216 является, например, оксидом кремния. Способ формирования диэлектрического слоя 214 и диэлектрического слоя 216 является, например, способом химического осаждения из паровой фазы. Способ удаления части диэлектрического слоя 214 и диэлектрического слоя 216 является, например, способом анизотропного травления.[0036] An insulating
[0037] Туннельный диэлектрический слой 218 формируется на подложке 200 по меньшей мере между многослойными структурами 210 или дополнительно с обеих сторон многослойных структур 210. Материал туннельного диэлектрического слоя 218 является, например, оксидом кремния или другими слоями, которые позволяют горячим электронам проходить через него за счет туннельного эффекта. Способ формирования туннельного диэлектрического слоя 218 представляет собой, например, способ термического окисления или осаждения, но не ограничивается этим. [0037] The
[0038] Проводящая прокладка 220 формируется на боковой стенке 211, 213 каждой из многослойных структур 210. Способ формирования проводящей прокладки 220 может включать в себя следующие этапы. Сначала проводящий слой (не показан) формируется на подложке 200. Материал проводящего слоя представляет собой, например, легированный поликристаллический кремний, полицид или другой подходящий проводящий материал. Когда материал проводящего слоя представляет собой легированный поликристаллический кремний, способ его формирования включает в себя, например, выполнение этапа ионной имплантации после формирования слоя нелегированного поликристаллического кремния способом химического осаждения из паровой фазы; или выполнение способа химического осаждения из паровой фазы с методом имплантации легирующей примеси на месте. Затем для травления проводящего слоя выполняется процесс травления, такой как процесс анизотропного травления или процесс обратного травления. В результате часть туннельного диэлектрического слоя 218 между многослойными структурами 210 вскрывается, и формируется проводящая прокладка 220.[0038] The
[0039] После этого в подложке 200 между проводящими прокладками 220, расположенными на первых боковых стенках 211 многослойных структур 210, формируется область 222 истока. Способ формирования области 222 истока включает в себя, например, выполнение процесса ионной имплантации с использованием проводящих прокладок 220 в качестве маски. Имплантированная присадка может быть присадкой n-типа или p-типа в зависимости от требований устройства. Область 222 истока может рассматриваться как общая область истока, поскольку область 222 истока совместно используется двумя смежными ячейками памяти, каждая из которых включает в себя по меньшей мере многослойную структуру 210 и проводящую прокладку 220.[0039] After that, in the
[0040] Фиг. 2 представляет собой схематичное сечение, иллюстрирующее структуру, включающую в себя плавающие затворы на боковых стенках уложенных друг на друга структур на этапе способа производства энергонезависимого запоминающего устройства в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Как показано на Фиг. 2, проводящая прокладка 220 имеет рисунок и/или обрезана для образования плавающего затвора 224. Способ формирования рисунка на проводящей прокладке 220 заключается в следующем. Шаблонный слой фоторезиста (не показан) формируется на подложке 200 так, чтобы покрыть части проводящей прокладки 220. Затем проводящая прокладка 220, выступающая из шаблонного слоя фоторезиста, полностью удаляется, так что остается только проводящая прокладка 220, расположенная на первой боковой стенке 211 многослойной структуры 210. Кроме того, части проводящей прокладки 220, расположенные на первой боковой стенке 211 многослойной структуры 210, могут иметь многоугольный контур, если смотреть сверху. Затем шаблонный слой фоторезиста удаляется. Высотой плавающего затвора 224 можно должным образом управлять, выполняя процесс обрезки. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения самый верхний край 226 плавающего затвора 224 находится выше верхней поверхности вспомогательного затвора 204, и выше или немного ниже нижней поверхности жертвенного слоя 208. Схематичный вид сверху, соответствующий структуре, показанной на Фиг. 2, показан на Фиг. 3.[0040] FIG. 2 is a schematic sectional view illustrating a structure including floating gates on sidewalls of stacked structures in a process step for manufacturing a non-volatile memory device in accordance with some embodiments of the present invention. As shown in FIG. 2, the
[0041] Фиг. 3 представляет собой схематичный вид сверху, иллюстрирующий структуру, включающую в себя плавающие затворы на боковых стенках уложенных друг на друга структур на этапе способа производства энергонезависимого запоминающего устройства в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Фиг. 2 может соответствовать сечению по линии A-A’ на Фиг 3. Как показано на Фиг. 3, подложка 200 между изолирующими структурами 102, такими как неглубокие траншейные изолирующие структуры, может действовать как активная область запоминающего устройства, и активная область может проходить в первом направлении, например, в направлении x. Вспомогательный затвор 204 и жертвенный слой 208, оба из которых являются компонентами многослойной структуры 210, и область 222 истока могут простираться во втором направлении, таком как направление y, перпендикулярное к первому направлению. По меньшей мере один плавающий затвор, такой как два плавающих затвора 224, располагается между двумя смежными вспомогательными затворами 204. Каждый из плавающих затворов 224 включает в себя внутреннюю боковую стенку 224-1, обращенную к боковой стенке слоя 212 изоляционного материала, латеральную боковую стенку 224-2 и криволинейную боковую стенку 224-3, соединенную с краями внутренней боковой стенки 224-1 и латеральной боковой стенки 224-2. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения вид сверху на Фиг. 3 включает в себя по меньшей мере две области ячеек памяти, такие как первая область 110 ячейки памяти и вторая область 112 ячейки памяти. Первая и вторая области 110, 112 ячеек памяти могут использоваться для размещения ячеек памяти соответственно, и две ячейки памяти могут быть зеркально симметричны друг другу. [0041] FIG. 3 is a schematic plan view illustrating a structure including floating gates on side walls of stacked structures in a process step for manufacturing a non-volatile memory device in accordance with some embodiments of the present invention. Fig. 2 may correspond to the section along line A-A' in FIG. 3. As shown in FIG. 3, the
[0042] Фиг. 4 представляет собой схематичное сечение по линии B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе способа производства энергонезависимого запоминающего устройства в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения. Виды BB’ и CC’ на Фиг. 4 и вид AA’ на Фиг. 2 присутствуют на одном и том же этапы производства. Что касается вида BB’ на Фиг. 4, изолирующие структуры 102 располагаются под многослойными структурами 210 соответственно, и область 222 истока определяется между двумя смежными изолирующими структурами 102. Что касается вида CC’ на Фиг. 4, изолирующие структуры 102 располагаются с двух сторон плавающего затвора 224, и активная область (не показана) может быть определена в подложке 200 между двумя смежными изолирующими структурами 102. [0042] FIG. 4 is a schematic sectional view taken along lines B-B' and C-C' in FIG. 3 in a process step for manufacturing a non-volatile storage device in accordance with some embodiments of the present invention. Views BB' and CC' in Fig. 4 and view AA' in FIG. 2 are present at the same stages of production. With regard to the view BB' in FIG. 4, the insulating
[0043] Фиг. 5 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 4, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, где самый верхний край плавающего затвора является более высоким, чем верхняя поверхность многослойной структуры. Как показано на Фиг. 5, в частности на виде AA’ на Фиг. 5, жертвенный слой 208 в каждой многослойной структуре 210 удаляется полностью до тех пор, пока не будет вскрыта верхняя поверхность изоляционного слоя 206. Во время удаления жертвенного слоя 208 может быть удалена небольшая часть изоляционного слоя 206. Кроме того, может быть удалена часть слоя 212 изоляционного материала, расположенного между многослойной структурой 210 и плавающим затвором 224. Способ удаления жертвенного слоя 208 и части изоляционного слоя 206 представляет собой, например, способ влажного травления или способ сухого травления, но не ограничивается этим. При применении вышеупомянутого процесса травления самый верхний край 226 плавающего затвора 224 оказывается выше верхней поверхности изоляционного слоя 206, и часть внутренней боковой стенки 224-1 плавающего затвора 224 может быть вскрыта.[0043] FIG. 5 is a schematic sectional view along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 4, in accordance with some embodiments of the present invention, where the topmost edge of the floating seal is higher than the top surface of the sandwich structure. As shown in FIG. 5, in particular in view AA' in FIG. 5, the
[0044] Фиг. 6 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 5, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, где самый верхний край плавающего затвора покрыт слоем диэлектрического материала. Как показано на Фиг. 6, на подложке 200 формируется слой 228 диэлектрического материала, покрывающий внутреннюю боковую стенку 224-1, латеральную боковую стенку 224-2 и криволинейную боковую стенку 224-3 плавающего затвора 224 после травления многослойной структуры 210, как показано на Фиг. 5. Что касается вида AA’ на Фиг. 6, часть внутренней боковой стенки 224-1 плавающего затвора 224 находится в прямом контакте со слоем 228 диэлектрического материала. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения слой 228 диэлектрического материала представляет собой конформный слой, который соответствует формам слоев под слоем 228 диэлектрического материала. Материал слоя 228 диэлектрика является, например, оксидом кремния или другим изоляционным материалом, и способ его формирования представляет собой, например, способ химического осаждения из паровой фазы или другие способы осаждения сплошного слоя, но не ограничивается этим. [0044] FIG. 6 is a schematic sectional view along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 5, in accordance with some embodiments of the present invention, wherein the uppermost edge of the floating gate is coated with a layer of dielectric material. As shown in FIG. 6, a
[0045] Фиг. 7 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 6, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, где боковые стенки плавающего затвора покрыты протравленным слоем диэлектрического материала. Как показано на Фиг. 7, слой 228 диэлектрического материала травится для формирования протравленного слоя 230 диэлектрического материала, включающего в себя первую часть 230-1 и вторую часть 230-2. Путем травления слоя 228 диэлектрического материала самый верхний край 226 плавающего затвора 224 и часть внутренней боковой стенки 224-1 плавающего затвора 224 могут быть отделены от протравленного слоя 230 диэлектрического материала.[0045] FIG. 7 is a schematic sectional view taken along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 6, in accordance with some embodiments of the present invention, wherein the sidewalls of the floating gate are coated with an etched layer of dielectric material. As shown in FIG. 7, the
[0046] Первая часть 230-1 и вторая часть 230-2 протравленного слоя 230 диэлектрического материала являются структурами в форме прокладок и могут быть соответственно расположены на противоположных сторонах каждой из многослойных структур 210. Например, первая часть 230-1 протравленного слоя 230 диэлектрического материала может быть расположена на первой стороне каждой из многослойных структур 210, так что первая часть 230-1 может покрывать как первую боковую стенку 211 многослойной структуры 210, так и криволинейную боковую стенку 224-3 плавающего затвора 224. Кроме того, вторая часть, 230-2 протравленного слоя 230 диэлектрического материала может быть расположена на противоположной стороне (или второй стороне) каждой из многослойных структур 210, так что вторая часть 230-2 может покрывать вторую боковую стенку 213 многослойной структуры 210. Что касается вида AA’ на Фиг. 7, высота H0 плавающего затвора 224 больше, чем высота H1 первой части 230-1 протравленного слоя 230 диэлектрического материала. Кроме того, как показано на видах AA' и BB' на Фиг. 7, высота H1 первой части 230-1 протравленного слоя 230 диэлектрического материала, расположенной на криволинейной боковой стенке 224-3 плавающего затвора 224, могут быть такой же или отличающейся от высоты H2 первой части 230-1 протравленного слоя 230 диэлектрического материала, расположенной на первой боковой стенке 211 многослойной структуры, исходя из различных требований.[0046] The first part 230-1 and the second part 230-2 of the etched
[0047] Фиг. 8 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 7, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, где самый верхний край плавающего затвора покрыт структурой верхнего затвора. Как показано на Фиг. 8, по меньшей мере одна область стока, например, две области 242 стока, может быть сформирована на сторонах многослойных структур 210. Области 242 стока располагаются в первой области 110 ячейки памяти и второй области 112 ячейки памяти соответственно, которые могут быть электрически связаны друг с другом через сквозные соединения или контакты в последующих производственных процессах. В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения области 242 стока также могут быть сформированы до формирования слоя 228 диэлектрического материала, а не после формирования протравленного слоя 230 диэлектрического материала. Способ формирования области 242 стока включает в себя, например, выполнение процесса ионной имплантации. Имплантированная присадка может быть присадкой n-типа или p-типа в зависимости от конструктивного решения устройства. Легирующие присадки и их концентрации допинга области 222 истока и области 242 стока могут быть одинаковыми, а также могут быть разными.[0047] FIG. 8 is a schematic sectional view along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 7, in accordance with some embodiments of the present invention, wherein the uppermost edge of the floating gate is covered by the top gate structure. As shown in FIG. 8, at least one drain region, such as two
[0048] Затем, как показано на виде AA’ на Фиг. 8, на верхней поверхности каждой из многослойных структур 210 формируется по меньшей мере одна структура верхнего затвора, например, две структуры 236 верхнего затвора. Структуры 236 верхнего затвора и многослойные структуры 210 могут простираться в одном и том же направлении, например, в направлении y, если смотреть сверху, и структуры 236 верхнего затвора могут быть расположены в первой области 110 ячейки памяти и второй области 112 ячейки памяти соответственно. Структуры 236 верхнего затвора могут быть многослойной структурой, включающей в себя диэлектрический слой 234 верхнего затвора и электрод верхнего затвора, который может действовать как стирающий затвор или и как стирающий затвор, и как управляющий затвор, в зависимости от фактических требований.[0048] Then, as shown in view AA' in FIG. 8, at least one top gate structure, such as two
[0049] Ширина структуры 236 верхнего затвора определяется независимо от ширины вспомогательного затвора 204, так что ширина структуры 236 верхнего затвора может быть равна, меньше или больше ширины вспомогательного затвора 204. Часть структуры 236 верхнего затвора перекрывается в поперечном направлении с плавающим затвором 224, так что верхний край 236, часть внутренней боковой стенки 224-1 и часть криволинейной боковой стенки 224-3 плавающего затвора 224 могут быть закрыты структурой 236 верхнего затвора. Кроме того, внешние поверхности первой и второй частей 230-1, 230-2 протравленного слоя 230 диэлектрического материала находятся ниже нижнего края 237-1 структуры 236 верхнего затвора, а первая и вторая части 230-1, 230-2 протравленного слоя 230 диэлектрического материала отстоят от боковых стенок верхней структуры 235 затвора.[0049] The width of the
[0050] Материал диэлектрического слоя 234 верхнего затвора является, например, оксидом кремния или оксинитридом кремния. Способ формирования диэлектрического слоя 234 верхнего затвора представляет собой, например, способ химического осаждения из паровой фазы. Способ формирования верхнего затвора 235 является следующим: проводящий слой (не показан) формируется на подложке 200, а затем на проводящий слой наносится рисунок. Материалом проводящего слоя является, например, легированный поликристаллический кремний или полицид. Когда материал проводящего слоя представляет собой легированный поликристаллический кремний, способ его формирования включает в себя, например, выполнение этапа ионной имплантации после формирования слоя нелегированного поликристаллического кремния способом химического осаждения из паровой фазы; или выполнение способа химического осаждения из паровой фазы с методом имплантации легирующей примеси на месте. Способ формирования рисунка проводящего слоя включает в себя, например, процесс фотолитографии и процесс травления.[0050] The material of the top
[0051] Что касается вида BB’ на Фиг. 8, часть структуры 236 верхнего затвора, расположенной над изоляционной структурой 102, закрывает первую часть 230-1 протравленного слоя 230 диэлектрического материала. Другими словами, первая часть 230-1 протравленного слоя 230 диэлектрического материала может быть расположена между структурой 236 верхнего затвора и подложкой 200. Кроме того, нижний край 237-2 структуры 236 верхнего затвора, расположенной над изоляционной структурой 102, находится ниже верхней поверхности многослойной структуры 210.[0051] With regard to the view BB' in FIG. 8, a portion of the
[0052] Как показано на виде СС’ на Фиг. 8, верхняя часть латеральной боковой стенки 224-2 плавающего затвора 224 может быть покрыта структурой 236 верхнего затвора, а нижняя часть латеральной боковой стенки 224-2 плавающего затвора 224 может быть покрыта протравленным слоем 230 диэлектрического материала. Благодаря наличию протравленного слоя 230 диэлектрического материала нижняя поверхность структуры 236 верхнего затвора, проходящая за латеральную боковую стенку 224-2 плавающего затвора 224, отстоит от туннельного диэлектрического слоя 218.[0052] As shown in view CC' in FIG. 8, the upper portion of the lateral side wall 224-2 of the floating
[0053] Когда этап изготовления, показанный на Фиг. 8, завершается, получается ячейка энергонезависимой памяти, включающая три электрода затвора, который включает в себя вспомогательный затвор 204, плавающий затвор 224 и верхний затвор 235. В этом случае протравленный слой 230 диэлектрического материала делается из изоляционного, а не проводящего материала, чтобы избежать ненужного электрического соединения. В частности, вспомогательный затвор 204 может действовать как линия слов, используемая для включения/выключения канала носителя под вспомогательным затвором 204. Плавающий затвор 224 может использоваться для хранения или захвата электрона, и таким образом определения состояния ячейки памяти, такого как состояние «1» или состояние «0». Структура 236 верхнего затвора может действовать не только как управляющий затвор для создания туннеля для горячего электрона из канала носителя в плавающий затвор 224, но также и как стирающий затвор для удаления электрона, хранящегося в плавающем затворе 224.[0053] When the manufacturing step shown in FIG. 8 is completed, a non-volatile memory cell including three gate electrodes is obtained, which includes an
[0054] В соответствии со структурой, показанной на Фиг. 8, поскольку протравленный слой 230 диэлектрического материала располагается на латеральной боковой стенке плавающего затвора 224, нижняя поверхность структуры 236 верхнего затвора, проходящая за латеральную боковую стенку 224-2 плавающего затвора 224, отстоит от туннельного диэлектрического слоя 218. За счет формирования протравленного слоя 230 диэлектрического материала площадь перекрытия между структурой 236 верхнего затвора и латеральной боковой стенкой 224-2 плавающего затвора 224 уменьшается, что означает, что емкость связи между структурой 236 верхнего затвора и плавающим затвором 224 может быть соответственно уменьшена. Во время операции стирания, поскольку электрон, хранящийся в плавающем затворе 224, главным образом туннелирует от самого верхнего края 226 плавающего затвора 224 в структуру 236 верхнего затвора, уменьшенная площадь перекрытия между структурой 236 верхнего затвора и латеральной боковой стенкой 224-2 плавающего затвора 224 может повысить эффективность стирания и уменьшить требуемое напряжение стирания.[0054] According to the structure shown in FIG. 8, since the etched
[0055] В следующих абзацах дополнительно описываются несколько альтернативных вариантов осуществления настоящего изобретения, и для краткости описываются только основные различия между этими вариантами осуществления. [0055] In the following paragraphs, several alternative embodiments of the present invention are further described, and for brevity, only the main differences between these embodiments are described.
[0056] Фиг. 9 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 8, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, где прокладки удалены, чтобы вскрыть боковые стенки плавающего затвора. Как показано на виде AA’ на Фиг. 9, протравленный слой 230 диэлектрического материала дополнительно удаляется, так что криволинейная боковая стенка 224-3 плавающего затвора 224 больше не покрыта протравленным слоем 230 диэлектрического материала. Как показано на виде СС’ на Фиг. 9, нижняя поверхность структуры 236 верхнего затвора, проходящая за латеральную боковую стенку 224-2 плавающего затвора 224, вскрыта и подвешена над туннельным диэлектрическим слоем 218. [0056] FIG. 9 is a schematic sectional view along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 8, in accordance with some embodiments of the present invention, where the gaskets are removed to expose the side walls of the floating seal. As shown in view AA' in Fig. 9, the etched
[0057] Фиг. 10 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 9, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, где боковые стенки плавающего затвора покрыты структурой среднего затвора. Как показано на виде AA’ на Фиг. 10, структура 240 среднего затвора формируется на плавающем затворе 224 после формирования структуры 236 верхнего затвора, и криволинейная боковая стенка 224-3 плавающего затвора 224 покрыта структурой 240 среднего затвора. Средняя структура 224 затвора является многослойной структурой, включающей в себя межзатворный диэлектрик 238 и управляющий затвор 239. Как показано на виде BB’ на Фиг. 10, нижний край 237-2 структуры 236 верхнего затвора, расположенной над изоляционной структурой 102, может быть покрыт структурой 240 среднего затвора. Как показано на виде СС’ на Фиг. 10, часть структуры 240 среднего затвора располагается между нижней поверхностью структуры 236 верхнего затвора и подложкой 200. Таким образом, межзатворный диэлектрик 238 непрерывно располагается на нижней поверхности структуры 234 верхнего затвора и латеральной боковой стенке 224-2 плавающего затвора 224.[0057] FIG. 10 is a schematic sectional view along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 9, in accordance with some embodiments of the present invention, where the side walls of the floating gate are covered with a middle gate structure. As shown in view AA' in Fig. 10, the
[0058] Материал межзатворного диэлектрика 238 включает в себя оксид кремния/нитрид кремния/оксид кремния. Способ формирования межзатворного диэлектрика 238 включает в себя, например, формирование слоя оксида кремния, слоя нитрида кремния и другого слоя оксида кремния по порядку с использованием способа химического осаждения из паровой фазы. Материал слоя 238 межзатворного диэлектрика также может быть нитридом кремния/оксидом кремния или другими материалами с высокой диэлектрической постоянной (k>4). Материал управляющего затвора 239 является, например, легированным поликристаллическим кремнием или полицидом. Способ формирования управляющего затвора 239 включает в себя, например, сначала формирование проводящего слоя (не показан) на подложке, а затем формирование рисунка на проводящем слое для формирования управляющего затвора 239. Способ формирования проводящего слоя представляет собой, например, способ химического осаждения из паровой фазы.[0058] The
[0059] Когда этап изготовления, показанный на Фиг. 10, завершается, получается ячейка энергонезависимой памяти, включающая четыре электрода затвора, который включает в себя вспомогательный затвор 204, плавающий затвор 224, верхний затвор 235 и средний затвор 240. Аналогичным образом функции вспомогательного затвора 204 и плавающего затвора 224 являются теми же самыми, что и на Фиг. 8. Однако верхний затвор 236 в этом варианте осуществления может действовать только как стирающий затвор для удаления электрона, хранящегося в плавающем затворе 224. Средний затвор 240 в этом варианте осуществления может быть управляющим затвором, общим для двух соседних ячеек памяти, и может создавать туннель для горячих электронов из канала носителя в плавающий затвор 224 выбранной ячейки. [0059] When the manufacturing step shown in FIG. 10 is completed, a non-volatile memory cell including four gate electrodes is obtained, which includes an
[0060] В соответствии со структурой, показанной на Фиг. 10, нижняя поверхность структуры 236 верхнего затвора, проходящая за латеральную боковую стенку 224-2 плавающего затвора 224, отстоит от туннельного диэлектрического слоя 218. Площадь перекрытия между структурой 236 верхнего затвора и латеральной боковой стенкой 224-2 плавающего затвора 224 уменьшается, а площадь перекрытия между структурой 240 среднего затвора и латеральной боковой стенкой 224-2 плавающего затвора 224 увеличивается. В результате емкость связи между структурой 236 верхнего затвора и плавающим затвором 224 может быть уменьшена, что означает, что эффективность операции стирания может быть улучшена. Кроме того, емкость связи между структурой 240 среднего затвора и плавающим затвором 224 увеличивается, что означает, что также может быть улучшена эффективность операции программирования.[0060] According to the structure shown in FIG. 10, the bottom surface of the
[0061] Фиг. 11 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 9, в соответствии с альтернативными вариантами осуществления настоящего изобретения, где боковые стенки плавающего затвора покрыты структурой среднего затвора. Структура, показанная на Фиг. 11, аналогична структуре, показанной на Фиг. 10, с тем основным отличием, что управляющий затвор 239 структуры 240 среднего затвора является относительно тонким и может покрывать не только криволинейную боковую стенку 224-3 плавающего затвора 224, но также и верхнюю поверхность структуры 236 верхнего затвора.[0061] FIG. 11 is a schematic sectional view along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 9, in accordance with alternative embodiments of the present invention, where the side walls of the floating gate are covered with a middle gate structure. The structure shown in Fig. 11 is similar to the structure shown in FIG. 10 with the main difference that the
[0062] Фиг. 12 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 6, в соответствии с альтернативными вариантами осуществления настоящего изобретения, где остаточная прокладка располагается между структурой верхнего затвора и многослойной структурой. Структура, показанная на Фиг. 12, аналогична структуре, показанной на Фиг. 8, с тем основным отличием, что протравленный слой 250 диэлектрического материала, включающий остаточную прокладку, такую как третья часть 250-3, формируется путем травления слоя 228 материала. Как показано на виде AA’ на Фиг. 12, протравленный слой 250 диэлектрического материала включает в себя по меньшей мере первую часть 250-1, соединенную между боковыми стенками противоположно расположенных плавающих затворов 224, вторую часть 250-2, расположенную напротив первой части 250-1, и третью часть 250-3, расположенную между вспомогательным затвором 204 и структурой 236 верхнего затвора. Как показано на виде AA’ на Фиг. 12, третья часть 250-3 протравленного слоя 250 диэлектрического материала может находиться в непосредственном контакте с внутренней боковой стенкой 224-1 плавающего затвора 224, но самый верхний край 226 плавающего затвора 224 все еще выше, чем третья часть 250-3 протравленного слоя 250 диэлектрического материала. Таким образом, во время операции стирания электрон, хранящийся в плавающем затворе 224, может туннелировать от самого верхнего края 226 плавающего затвора 224 в структуру 236 верхнего затвора, даже если третья часть 250-3 протравленного слоя 250 диэлектрического материала располагается между вспомогательным затвором 204 и структурой 236 верхнего затвора.[0062] FIG. 12 is a schematic sectional view taken along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 6, in accordance with alternative embodiments of the present invention, where the residual spacer is located between the upper closure structure and the sandwich structure. The structure shown in Fig. 12 is similar to the structure shown in FIG. 8 with the main difference that the etched
[0063] Фиг. 13 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 12, в соответствии с альтернативными вариантами осуществления настоящего изобретения, где боковые стенки плавающего затвора покрыты структурой среднего затвора. Структура, показанная на Фиг. 13, аналогична структуре, показанной на Фиг. 10, с тем основным отличием, что протравленный слой 250 диэлектрического материала, включающий остаточную прокладку, такую как третья часть 250-3, формируется путем травления слоя 228 материала так, чтобы третья часть 250-3 протравленного слоя 250 диэлектрического материала была расположена между вспомогательным затвором 204 и структурой 236 верхнего затвора. Как показано на виде AA’ на Фиг. 13, третья часть 250-3 протравленного слоя 250 диэлектрического материала может находиться в непосредственном контакте с внутренней боковой стенкой 224-1 плавающего затвора 224, но самый верхний край 226 плавающего затвора 224 все еще выше, чем третья часть 250-3 протравленного слоя 250 диэлектрического материала.[0063] FIG. 13 is a schematic sectional view taken along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 12, in accordance with alternative embodiments of the present invention, where the side walls of the floating gate are covered with a middle gate structure. The structure shown in Fig. 13 is similar to the structure shown in FIG. 10 with the main difference that the etched
[0064] Фиг. 14 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 5, в соответствии с альтернативными вариантами осуществления настоящего изобретения, где боковые стенки плавающего затвора покрыты слоем диэлектрического материала. Как показано на Фиг. 14, протравленный слой 230 диэлектрического материала с плоской верхней поверхностью формируется на подложке 200. Верхняя часть плавающего затвора 224 может выступать из протравленного слоя 230 диэлектрического материала так, чтобы самый верхний край плавающего затвора 224 не находился в прямом контакте со протравленным слоем 230 материала. Материал протравленного слоя 230 диэлектрического материала является, например, оксидом кремния или другим проводящим или изоляционным материалом. Способ формирования протравленного слоя 230 диэлектрического материала может включать в себя нанесение слоя диэлектрического материала (не показан) на подложку 200 сплошным слоем. Затем слой диэлектрического материала выравнивается, чтобы получить плоскую верхнюю поверхность. После этого выровненный слой диэлектрического материала травится вниз до некоторой глубины, чтобы вскрыть самый верхний край 226 плавающего затвора 224, чтобы получить структуру, показанную на Фиг. 14.[0064] FIG. 14 is a schematic sectional view taken along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 5, in accordance with alternative embodiments of the present invention, wherein the side walls of the floating gate are coated with a layer of dielectric material. As shown in FIG. 14, an etched
[0065] Фиг. 15 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 14, в соответствии с альтернативными вариантами осуществления настоящего изобретения, где самый верхний край плавающего затвора покрыт структурой верхнего затвора. Структура, показанная на Фиг. 15, аналогична структуре, показанной на Фиг. 8, с тем основным отличием, что протравленный слой 230 диэлектрического материала имеет плоскую верхнюю поверхность. Кроме того, как показано на виде BB’ на Фиг. 15, нижний край структуры 236 верхнего затвора является компланарным с верхней поверхностью многослойной структуры 210, вместо того, чтобы быть ниже нее.[0065] FIG. 15 is a schematic sectional view taken along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 14, in accordance with alternative embodiments of the present invention, wherein the uppermost edge of the floating gate is covered by the top gate structure. The structure shown in Fig. 15 is similar to the structure shown in FIG. 8, with the main difference that the etched
[0066] Фиг. 16 представляет собой схематичное сечение по линии A-A’, B-B’ и C-C’ на Фиг. 3 на этапе изготовления, следующем за изображенным на Фиг. 15, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения, где боковые стенки плавающего затвора покрыты структурой среднего затвора. Структура, показанная на Фиг. 16, аналогична структуре, показанной на Фиг. 10, с тем основным отличием, что, как показано на виде BB’ на Фиг. 16, структура 236 верхнего затвора имеет плоскую, а не криволинейную нижнюю поверхность.[0066] FIG. 16 is a schematic sectional view taken along lines A-A', B-B' and C-C' in FIG. 3 in the manufacturing step following the one shown in FIG. 15, in accordance with some embodiments of the present invention, where the side walls of the floating gate are covered with a middle gate structure. The structure shown in Fig. 16 is similar to the structure shown in FIG. 10, with the main difference that, as shown in view BB' in FIG. 16, the
[0067] В соответствии с некоторыми вариантами осуществления настоящего изобретения предлагается энергонезависимое запоминающее устройство, произведенное с помощью вышеописанного способа, и структура этого энергонезависимого запоминающего устройства может быть той же самой, подобной или полученной из структур, соответственно показанных на Фиг. 8, 10, 11, 12, 13, 15 и 16. Энергонезависимое запоминающее устройство включает в себя по меньшей мере одну многослойную структуру затворов, расположенную на подложке 200 и включающую в себя по меньшей мере диэлектрический слой 202 затвора, вспомогательный затвор 204, изоляционный слой 206 и структуры 236 верхнего затвора, уложенные по порядку. Энергонезависимое запоминающее устройство дополнительно включает в себя туннельный диэлектрический слой 218, расположенный на подложке 200 с одной стороны многослойной структуры затворов. Энергонезависимое запоминающее устройство дополнительно включает в себя по меньшей мере один плавающий затвор 224, который располагается на туннельном диэлектрическом слое 218 и включает в себя самый верхний край 226, криволинейную боковую стенку 224-3, и две латеральные боковые стенки 224-2. Самый верхний край 226 плавающего затвора 224 заделан в структуру 236 верхнего затвора, и нижняя поверхность структуры 236 верхнего затвора, проходящая за латеральные боковые стенки 224-2 плавающего затвора 224, отстоит от туннельного диэлектрического слоя 218. В некоторых вариантах осуществления, как показано на Фиг. 10, 11, 13, 15 и 16, может присутствовать дополнительная структура 240 среднего затвора, покрывающая криволинейную боковую стенку 224-3 плавающего затвора 224. Назначение структуры 240 среднего затвора состоит в том, чтобы увеличить связь затвора с плавающим затвором 224 и тем самым дополнительно оптимизировать работу энергонезависимого запоминающего устройства.[0067] In accordance with some embodiments of the present invention, a non-volatile memory device produced by the method described above is provided, and the structure of this non-volatile memory device may be the same, similar to, or derived from the structures respectively shown in FIGS. 8, 10, 11, 12, 13, 15, and 16. The non-volatile memory device includes at least one gate multilayer structure disposed on the
[0068] Специалист в данной области техники легко заметит, что многочисленные изменения и модификации устройства и способа могут быть сделаны без отступлений от сути настоящего изобретения. Соответственно, вышеприведенное раскрытие должно рассматриваться как ограничиваемое только прилагаемой формулой изобретения.[0068] One skilled in the art will readily appreciate that numerous changes and modifications to the apparatus and method can be made without departing from the spirit of the present invention. Accordingly, the foregoing disclosure is to be construed as being limited only by the appended claims.
Claims (35)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US17/578,414 | 2022-01-18 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2790414C1 true RU2790414C1 (en) | 2023-02-20 |
Family
ID=
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2297625C1 (en) * | 2005-09-14 | 2007-04-20 | Сергей Анатольевич Ермаков | Electrolytic memory cell for electronic memorizing devices and method for manufacturing said devices |
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2297625C1 (en) * | 2005-09-14 | 2007-04-20 | Сергей Анатольевич Ермаков | Electrolytic memory cell for electronic memorizing devices and method for manufacturing said devices |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6768161B2 (en) | Semiconductor device having floating gate and method of producing the same | |
KR100621628B1 (en) | Non-volatile memory cells and methods of the same | |
US7592665B2 (en) | Non-volatile memory devices having floating gates | |
US7371638B2 (en) | Nonvolatile memory cells having high control gate coupling ratios using grooved floating gates and methods of forming same | |
US20070047304A1 (en) | Non-volatile semiconductor memory device and method of manufacturing the same | |
US8956943B2 (en) | Method for manufacturing non-volatile memory | |
US7049189B2 (en) | Method of fabricating non-volatile memory cell adapted for integration of devices and for multiple read/write operations | |
US20100038702A1 (en) | Nonvolatile memory device and methods of forming the same | |
RU2790414C1 (en) | Non-volatile memory device manufacturing method | |
TWI543303B (en) | Non-volatile memory cell and fabricating method thereof | |
KR20050068764A (en) | Method for manufacturing semiconductor devices | |
KR20100080243A (en) | Semiconductor device and fabricating method thereof | |
CN111180447B (en) | Nonvolatile memory and method of manufacturing the same | |
RU2807966C1 (en) | Non-volatile memory device | |
KR100654359B1 (en) | Method for fabricating nonvolatible memory device | |
US20230232623A1 (en) | Method of manufacturing non-volatile memory device | |
KR20230031334A (en) | Split gate having erase gate disposed over word line gate, 2-bit non-volatile memory cell, and manufacturing method thereof | |
US20230320088A1 (en) | Non-volatile memory device | |
KR100642383B1 (en) | Flash memory device having improved erase efficiency and method of fabricating the same | |
KR100559523B1 (en) | Method for manufacturing flash memory cell | |
US20050145920A1 (en) | Non-volatile memory and fabricating method thereof | |
KR20060089530A (en) | Flash memory cell having a half recessed floating-gate and method of fabricating the same | |
US20080197402A1 (en) | Methods of Forming Nonvolatile Memory Devices and Memory Devices Formed Thereby | |
TW202332011A (en) | Non-volatile memory device | |
KR100339420B1 (en) | Method for fabricating semiconductor memory device |