TW200405557A - Word and bit line arrangement for a FINFET semiconductor memory - Google Patents

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TW200405557A
TW200405557A TW092123327A TW92123327A TW200405557A TW 200405557 A TW200405557 A TW 200405557A TW 092123327 A TW092123327 A TW 092123327A TW 92123327 A TW92123327 A TW 92123327A TW 200405557 A TW200405557 A TW 200405557A
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TW092123327A
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Thomas Schulz
Franz Hofmann
Michael Specht
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Infineon Technologies Ag
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Description

200405557 五、發明說明(1) — 本發明係有關依據申請專利範圍第1項之半導體記情、 體。 〜 傳統非依電性半導體記憶體元件係視應用而定存在於複 數個不同實施例中,如可程式唯讀記憶體(PR0M),電子式 可抹拭可程式唯讀記憶體(EEPROM),快閃電子式可抹拭可 程式唯讀記憶體(Flash EEPR0M)及三層介電質(poly
Silicongate-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon ; S0N0S ) 〇 這些各種實施例特別不同於抹除選擇,編程式能力及編程 式時間,保留時間,儲存密度及其製造成本項目。特別# 要高密度及便宜之快閃半導體記憶體元件。特別是已知f 施例為俗稱反及(NAND)及ΕΤ0Χ記憶體胞元,但其儲存穷 需大於4F2,其中F為該處理產生之半導體記憶體最小^ ^ 尺寸。 2000年11月電氣和電子工程師學會電子裝置第21冊,n 1 1,Β· Ei tan等人出版” NR0M :最新局部化捕捉,2位元非· 依電性半導體記憶體胞元”,說明藉助可儲存2位元之胞元 促成具有2F2面積尺寸之胞元。然而,具有可構成平面組件 之陷阱層(如俗稱0N0堆疊之氧-氮-氧—陷阱層)之其他傳統 電子式可抹拭可程式唯讀記憶體亦被限制。為了以已知方 式設計該陷阱層,該組件因源極,汲極及閘極觸點之適當 潛在情幵> 而使用從電晶體通道被注入該陷阱層之通道熱電 子(CHE)。上述疋比例問題可藉由具有俗稱之finfeTs(鰭 式%效電晶體)δ己憶體排列來改善,其中該電晶體通道係 以半導體物質製成之網狀鰭狀物形成。此例中更進一步優
第10頁 200405557 五、發明說明(2) 點係記憶體元件之讀取電流可藉由該鰭狀物高度來設定。, 因為閘極從F I NFET記憶體排列三側環繞鰭狀電晶體通道區 域,所以限制定比例能力之短通道效應係可被有效壓縮適 當選擇電晶體參數。 具有平行鰭狀物縱向(鰭狀物方向)運行之字線之FINFET 記憶體排列係特別具有優點地被提出(比較DE 1 0 2 1 1 9 31.7)。其中彼此被分隔及平行排列之矽鰭狀物係彼此相 隔小於50nm(最小特徵尺寸F小於50nm)之F INFET記憶體排 列係被使用該非常高胞元陣列密度之半導體記憶體。然 而,鰭狀物縱軸方向運行於兩鄰接鰭狀物之字線係可以此φ 類尺寸輕易地被短路。 於是,本發明目的係詳細說明可促成高密度胞元陣列而 無以上短路問題之半導體記憶體。 此目的係藉由具有申請專利範圍第1項特徵之半導體記 憶體來達成。附帶申請專利範圍係有關較佳實施例。 依據本發明,半導體記憶體係包含 -複數個彼此被分隔且其鰭狀物彼此平行縱向運行之由 半導體物質製成之網狀鰭狀物,複數個被形成於各鰭狀物 之通道區域及電導摻雜接觸區域,及被替代前後安排於鰭 狀物縱向之通道區域及接觸區域; · -複數個彼此平行之字線係被垂直於鰭狀物縱向排列, 且當作運行於複數個通道區域之上以控制其電導性之閘 極,該字線可被與接觸區域及通道區域作電子絕緣; -複數個被設計用於捕捉及發射電荷載子之儲存層,至
第11頁 200405557 五、發明說明(3) 少一儲存層被以各通道區域及被設計至該通道區域之字線, 間之絕緣層環繞方式來排列;及 -複數個位元線, 1 - -其被以字線縱向傾斜及鰭狀物縱向傾斜排列, —各例中之位元線係包含至少第一及第二位元線區段, --第一位元線區段之縱軸平行於第—位元線方向,而第 二位元線區段之縱軸平行於第二位元線方向,第二位元線 方向係就第一位元線方向以異於零度之角度被旋轉;及 --各位元線係被電子連接至複數個接觸區域,不被連接 至該位元線之接觸區域,係被排列於被連接至該位元線之 一之相同鰭狀物兩接觸區域之間。 響 依據本發明之半導體記憶體係使用俗稱F I n e T s當作,,記 憶體電晶體"。此例中,電晶體通道係以具有鄰接&雜接5 觸區域之網狀鰭式半導體被形成於鰭狀物縱向。電晶體通 道,也就是通道區域之導電率係可藉由(控制)閘極已知方 法之場效應區域來控制。儲存層係被排列於閘極之間,其 構成半導體記憶體字線及通道區域其中之一。儲存層係^ 由薄絕緣層被電子絕緣於其包圍,特別是通道區域及閑 極。然而,給定適當源極,汲極及閘極位能,電荷载子, 如n_通道FINFET例中之電子,係可獲得能量(熱電子)使其修 可克服薄絕緣層而永久被絕緣層捕捉。以此法被引進健^ 層之電荷因為其影響FINFET之特性曲線,特別是門檻電 壓,所以可以非依電性方式被用來儲存”位元"。這些不 門檻電壓可被用來”讀出”記憶體胞元。特別是,被說明於
200405557 五、發明說明(4) - 上述B ° E 11 an等人刊物且同樣被說明於國際專利申請案w〇 , 9 9 / 9 7 0 0 0之讀取方法係可被用於此連結。因此,有關依據 本發明半導體圮铖體之設計程式,讀取及抹除方法係可參. 考以上該刊物整體,形成本申請案揭示之整體部份。 咼妆度胞兀陣列中,鰭狀物縱向平行運行於兩鄰近鰭狀 物間之字線可被短路之介紹中之上述問題係可藉由字線被 實質垂直於鰭狀物縱向之本發明解決。同時,F丨N F E T s之 高摻雜接觸區域(源極及汲極觸點)可經由被接觸連接之位 元線,係對籍狀物縱向傾斜且同樣針對字線方向傾斜被排 列。因此,具有不同於字線及各位元線間之零度角度。相 同地,具有不同於鰭狀物縱向及位元線縱向間之零度角 度。 可改善半導體記憶體特性之依據本發明更進一步措施係 可從各位元線包含至少兩位元線區段之事實看出。各位元 線之兩位元線區段係可以位元線平面中彼此之角度來旋 轉,使第一位兀線方向不對應第二位元線方向。此避免位 元線間長度差距過大,其可能導致讀出記憶體胞元陣列期 間因不同位元線阻抗,傳播時間效應等因素而造成困難。 若位元線包含對字線縱向及鰭狀物縱向被傾斜排列之單直 區段’則僅電子連接單接觸區域之位元線及沿記憶體胞元籲 陣列全對角沿伸之位元線係產生極端例子。 兩位元線區段彼此係較佳被直接相連於接觸區域,使位 元線之”方向改變”發生於高度摻雜接觸區域,這些”方向 改變”中’位元線區段延伸當做位元線平面中之直線金屬
第13頁
200405557 五、發明說明(5) 執跡。 依據本發明之半導體記憶體之優點係因鰭狀物高度變化 所造成之可變可調讀取電流,其可統合”高效能,,或"低功 率,’應用。FINFET排列之俗稱"雙閘,,效應與平面组件,如 NR0M相較時係允許潛在較佳定比例能力。再者,由於金屬 位疋線,依據本發明之半導體記憶體係因低線電阻而允許 較快之存取時間(驅動寄生電容期間較短電阻電容時間)。 甚至針對小於5 〇奈米之非常小鰭狀物距離(F 5 〇奈米), 字及位元線最新排列均特別可促成高儲存密度。 較佳是,各位元線均包含複數個具有交替於第一及第二丨 ^ =線方向之位元線區段。&元線較佳具有俗稱鋸齒狀, 2該位兀線係以鋸齒狀或鋸齒段被安排於位元線平面 =例中,被彼此連接之位元線區段之位元線方向係交 替沿苐一及第二位元線方向間之位元線。 元m,纟元線區段係具有相同長度。較佳{,所有位 置:狀物部分相互喷合之規則鑛齒圖案,所以 可能源區域外)均可被完全接觸連接。 被電+、t μ nns係破提供於各記憶體扇區且各位元線區段 ΪΠί”不同鰭狀物之接觸區域最m。,其中連 鄰接位元線方向。因…元線區段僅延伸於 妹狀二5 ^列之小部份’且特別跨越出現於該胞元陣列之 。因此,胞元陣列25“ 2 5 6字及位元線之 物,^估L疋陣列時’鑛齒圖案之"振幅''係小於約2 5鰭狀 物,較佳小於1 〇鰭狀物。
200405557 五、發明說明(6) 各位元線電子連接鋸齒狀外型之胞元陣列中之對角鄰接·-接觸區域之排列係特別較佳。此類位元線排列中,”方向 改變”發生於被電子連接至位元線之各接觸區域上。 較佳是,位元線係具有相同區域輪廓。特別是,位元線 平面之區域輪廓藉由沿字線縱向一鰭狀物間隔(齒距)平行 放置而彼此被轉換。 較佳是,各位元線係被連接至接觸區域至少N m i η及至多 Nmax,戶斤以(Nmax-Nrain)/ Nmax <20%十亙真。位元線被電子 連接至之接觸區域數之相對偏離波動範圍係小於1 0 %。因 此,位元線僅具被電子連接至其之些微不同接觸區域數。修 此僅產生位元線電子特性量,特別是其阻抗之些微變異, 所以被連接至位元線之評價電子可被更簡單統合。理想情 況中,所有位元線均具有被連接至其之相同接觸區域數, 所以位元線具有相同π電子長度π。 較佳是,鰭狀物寬度等於字線寬度,且等於鄰接字線之 垂直距離。鰭狀物寬度,也就是平行之對向鰭狀物側區域 間之垂直區域,係較佳被選擇等於字線寬度及字線距離, 因而產生1 : 1平方胞元陣列格。此類胞元陣列排列可促成 最高儲存密度。 較佳是,兩位元線平面係被提供,且鄰近字線縱向之位着 元線係被排列於不同位元線平面中。如上述,當鰭狀物寬 度,位元線寬度,字線寬度及字線距離對應半導體記憶體 之最小特徵尺寸F時,此類實施例特別具有利益。該例 中,鑛齒狀位元線係產生來自鄰近位元線之距離,其可能
第15頁 200405557 五、發明說明(7) '~ 小於最小特徵尺寸F。此問題可藉由各鄰近位元線被排列 於不同位元線平面中,也就是不同金屬平面之事實來解 決。例如,奇數位元線係被提供於第一位元線平面中,而 偶數位兀f係被提供於第二位元線平面中(被放置更高), 其進一步遠離半導體基板。較高位元線平面係藉由深接觸 孔被連接至將被連接至FINETs之接觸區域。此類位元線排 列係:f成可儲存兩位元之4F2記憶體胞元。⑽⑽記憶體已 知之没计程式及讀取概念係被用於此例中。 較佳是,位元線方向係對字線及鰭狀物 旋轉及第二位元線方向間之角度為』二Μ 列τI位,:於具有1 : 1正方胞元排列之記憶體胞元陣列 且允鋒位兀線之對稱輪廓。 車乂佳疋儲存層為捕捉層而絕緣層為氧化層。 是μ該捕捉層係為氣化層,特別i氮化矽層, 是二氧化石夕層包圍。(控制)間極及通道 if 氣排列係被稱為〇n〇堆疊。然而,亦可使 用/、他捕捉物質,如俗稱”多矽氧"或其他 其他高電介係數物質。兮插招M &古、& ^雜&石夕物或 二截不(雷+式+ 層具有適用於捕捉及發射電 Γ) 电洞)之高密度缺陷狀態(俗稱"捕捉狀態 因此本么明較佳可提供以每位元2 F2胞元陣列贫 虛擬接地”排列(VGA)之非依電性半導體記 =、度之一 線為錄齒狀且可交替於第一及第二金屬平:(位元、中:-面)。此I優點之可調讀取電流之平面N_s儲存千密度
200405557 五、 發明說明(8) 之 記 憶體排 列, 因 FINETs 排 列 形成 之”雙閘”效應係 具有潛· 在 較 佳定比 例能 力, 且因 金 屬 位元 線而亦具有對各 記憶體 胞 元 較快之 存取 時間 。針 對 甚 至F<50nm之非常緊密 配置' 每 位 元2F2之 高儲 存密 度亦 可 .被 :達成 〇 本 發明係 參考 以下 較佳 實 施 例附 圖做說明。 第 一圖係 顯示 特別 適用 於 依 據本 發明之半導體記 憶體之 第 一 FI NETs排列 簡化 橫斷 面 圖 〇為 了更簡化,位元 線及位 於 較 高位準 之結 構之 描述 係 被 省略 於此橫斷面圖。 被 描繪於 第一 圖之 橫斷 面 圖 係運 行於垂直鰭狀物 FIN縱 向 之 平面中 。此 實施 例中 9 鰭 狀物 F I N具有一鰭狀物上側春 10 及 對向鰭 狀物 側區 域12 之 實 質矩 形橫斷面圖。第 一圖之 截 面 係沿字 線縱 向運 行字 線 〇 字線 縱向係被字線標 示之箭 頭 方 向所描 繪。 儲存 層14係 被 提供 於字線及被形成 於鐘狀 物 FI N中之通道區域之間< >儲存層1 4係較佳由薄氧化層!6 包 圍 之氮化 物組 成。 因 適當前 在情 況被 產生 於 電 晶體 通道中亦被稱為 ’’通道 埶 電 子(CHE)n之 熱電 子, 係 可 克服 氧化層1 8並貫穿 儲存層 14 〇 其於儲 存層 14之 出現 可 以 ”位元’’可被設計程式 之已知 方 法 來實現 FINFET 門 檻電 壓 之 轉變 ° FINFET之定比 例能力 係 因 通道區 域上 ,特 別是 與 平 面组 件相較時來自鰭 狀物側_ 域 1 2之字 線”雙閘” 效應 而 獲 得改 4 °絕緣體上之 矽 CS0I )基板: ,特別是由半導體物質, 特別是矽製成之網狀 鰭 狀 物,係 被排 列於 被敷 在 矽 基板 上之埋入式氧化 層BOX 上 j 其部份 Μ |IJUL| J||ll 1 U· _ 適用 |V f 於製 1 PLIJUIJlIJi.RI 1 造此 μ '^1 類 F I NFET s棑列。鰭狀物F I N係被
第17頁 200405557 五、發明說明(9) 形成於上矽層(主矽層)。 被描繪於第一圖之鰭狀物F I N寬度,也就是對向·讀狀物 側區域1 2間之垂直距離係較佳小於1 〇 〇奈米,特別^佳小 於5 0奈米。整個結構係被絕緣層2 0,特別是氮層包X圍。 第二圖係顯示特別適用於依據本發明之半導體記恨體之 更進一步較佳F I N F E T棑列。此例中,截面方向係對^第一 圖者且相同或類似特色係被提供相同參考符號,所以重新 說明可被省略。 鑑於被描繪於第一圖之FINFET排列例中,儲存層14被氧 化層1 8隔開鰭狀物上側1 0排列,被描繪於第二圖之變異例丨 中,儲存層1 4亦延著鰭狀物側區域1 2延伸。儲存層丨4係以’ 尋常方式被氧化層(1 6,1 8 )隔離鰭狀物F I n及字線(間極) 之接觸區域(無圖示)及通道區域。位於字線WL及鱗狀物 F I N間之儲存層排列係較佳被稱為0N0堆疊,其中^氮層係 被嵌入兩'一氧化砍層之間。依據儲存層14之進程,被描縿 於第二圖之F I NFET變異係被稱為俗稱”環繞”記憶體 F INFET。 第三圖係顯示同樣特別適用於依據本發明之半導體記憶 體之FINFET排列更進一步變異。第三圖之截面係對應第一 及第二圖者。相對於第二圖,被描緣於第三圖之FINFET變 異例中,儲存層1 4僅以被氧化層1 8隔離方式沿鰭狀物側區 域1 2排列。無任何儲存層1 4被提供於狀物上側1 〇上。相 對地,俗稱”兩側0N0”記憶體FINFET係被形成。 第四圖顯示依據本發明之半導體記憶體之第一較佳實施
第18頁 200405557 五、發明說明(ίο) 例簡化平面圖。 · 由半導體物質F I N 1製程之網狀鰭狀物係從圖示平面上部 運行至下部。鰭狀物縱向係藉由(F I N)標示箭頭方向描 繪。第四圖描繪之實施例中,鰭狀物F I N 1,F I N 2係具有對 應半導體記憶體之最小結構寬度之鰭狀物寬度F。高度摻 雜及輕度摻雜半導體扇區係被交替提供於鰭狀物縱向 (F I N )。被第四圖之點圖案強調之高度摻雜扇區係形成電 導接觸區域S/D(FINFETs之源極及汲極區域)。FINFET通道 被形成其中之通道區域係分別被排列於鄰近於鰭狀物縱向 (FIN)之兩接觸區域S/D。 _ 字線WL1,WL2垂直於鰭狀物縱向(FIN)運行。字線方向 係藉由(WL)標示箭頭方向描繪。字線WL1,WL2可形成 FINFETs之(控制)閘極並運行於鰭狀物FIN1,FIN2之通道 區域上。各字線WL1,WL2精確具有各鰭狀物F INI,F IN2之 一交叉點。第四圖所示之實施例中,字線WL1,WL2之寬度 及鄰近字線間之距離,也就是半導體記憶體之最小結構寬 度係為F。位元線BL1,BL2以鋸齒狀運行於被字線WL1, WL2及鰭狀物F I N 1,F I N2形成之矩陣型胞元陣列。 位元線BL1,BL2係由複數個彼此相連之位元線區段2 2, 2 4所組成。第一位元線區段2 2係運行於第一位元線方向 鲁 (BL 1 ),而第二位元線區段2 4係運行於第二位元線方向 (BL2)。位元線方向(BL1),(BL2)傾斜於字線方向(WL)及 鰭狀物縱向(F I N)運行。第四圖所示之實施例中,位元線 方向(BL1 ),(BL2)對字線方向縱向(WL)及鰭狀物縱向
第19頁 200405557 五、發明說明(11) (F I N )傾斜之角度於各例中約4 5度。較佳是,各位元線 BL1,BL2係以鋸齒狀運行於兩鄰接鰭狀物之間。例如,位 元線BL1係以鋸齒狀運行於鰭狀物F I N1及F I N2之間,各位 元線區段2 2,2 4分別以位元線方向(B L1 )及(B L 2 )延伸於鰭 狀物F I N 1及F I N 2之間。 位元線BL1,BL2運行於被形成於鰭狀物FIN1,FIN2中之 接觸區域S / D。金屬位元線B L係被接觸孔電子連接至基本 接觸區域S/D。第四圖所示之實施例中,位元線BL之寬度 係等於半導體記憶體之最小結構寬度F。此意指位元線平 面中之鄰接位元線BL間之最小距離變成小於最小特徵尺寸· F。該問題係藉由位元線BL被交替形成於第一及第二金屬 平面(第一及第二位元線平面)來解決。例如,位元線BL工 係被形成於第一(最下)金屬平面且被實線描繪於第四圖。 相對地,位元線BL2係被形成於次高第二金屬平面中且被 ,線描繪於第四圖。此促使可儲存兩位元之具有4F記憶體 之高密度記憶體胞元陣列。該4F記憶體胞元係被概略 於第四圖。雖然被描緣於第四圖之錯齒狀位元線進程 =據本發明之半導體記憶體之最佳實施例變異,然而 η用其他傾斜運行之位元線例…只 =接f狀物fini,fin2彼此,而為連接更多者(如小於( 牵佳小於1〇)之位元線排列係較佳。位元線讥之進程 元線平?中係較佳相同,所以位元線讥具有相同 H 一郭。,特別疋’各位70線可藉由鰭狀物期間(間距; 字線縱向(WL)平订放置而被轉換為鄰接位元線之區
200405557 五、發明說明(12) 域輪廓。 , 第五圖係顯示延著第四圖線A-A之非常簡化橫斷面圖。 鰭狀物F I N 1,F I N 2,F I N 3僅以簡略型式被描緣。鰭狀物 · FIN1,FIN2,FIN3係被形成於被FIN —E標示之FINFET平 面。FINFET平面上,具有從覆蓋第一金屬平面Ml—E延伸至 FINFETs之接觸區域S/D之接觸孔KL所穿透之接觸孔平面 KL一E。被放置被形成於第一金屬平面(第一位元線平面) Μ1 一 E之兩位元線B L1,B L 3之間者係為位元線b L 2,其運行 於覆蓋第二金屬平面Μ 2 一 Ε。金屬位元線B L 2係經由π深π接 觸孔K L被連接至縛狀物FIN2之接觸區域S / D。位元線£ L因 此交替運行於第一 Ml 一Ε及第二M2一Ε金屬平面,結果平面間 之距離可能小於最小特徵尺寸F。 第六圖顯示依據本發明之半導體記憶體之第一較佳實施 例簡化平面圖。已以第四圖說明之特徵係具有相同參考符 號而不再做說明。相對參考第四圖說明之實施例,第六圖 之記憶體胞元陣列僅具有單金屬平面(位元線平面)中之位 元線BL。因此,給定對應位元線BL寬度之半導體記憶體之 最小結構寬度F,必須選擇不同之鰭狀物F I N 1,F I N 2及字 線WL1,WL2及字線距離之鰭狀物寬度。因為位元線BL對字 線縱向(WL)及鰭狀物縱向(F I N)呈4 5度角運行,所以鰭狀雜 物及字線寬度及字線距離係為F,2。記憶體胞元因此被放 大為2 F / 2 X F / 2 = 8 F2記憶體胞元。被第六圖描繪以”虛 擬接地陣列π排列(V G A)之記憶體胞元陣列積體密度係低於 第四圖者。然而,製程係因僅需一位元線平面而更簡化。
第21頁 200405557 圖式簡單說明 第1圖係顯不特別適用於依據本發明之半導體記憶體之第 , 一 FINETs排列簡化橫斷面圖; 第2圖係顯示特別適用於依據本發明之半導體記憶體之第 二F I N E T s排列簡化橫斷面圖; 弟3圖係顯不特別適用於依據本發明之半導體記憶體之第 三FINETs排列簡化橫斷面圖; 第4圖係顯示依據本發明之半導體記憶體較佳實施例之記 憶體胞元陣列簡化平面圖,其中鋸齒狀位元線係被交替排 列於第一及第二金屬平面; 第5圖係顯示延著描繪位元線進程之第4圖線A - A之非常簡參 化橫斷面圖; 第6圖係顯示依據本發明之半導體記憶體更進一步較佳實 施例之記憶體胞元陣列簡化平面圖,其中鋸齒狀位元線係 運行於相同金屬平面; 元件符號說明: 1 0鰭狀物上側 12鰭狀物側區域 1 4儲存層(捕捉層),如氮 1 6絕緣層,如氧 1 8鰭狀物上側及儲存層間之絕緣層 2 0絕緣層 2 2第' 一位元線區段 2 4第二位元線區段 BL位元線 (BL1)第一位元線方向 (BL2)第二位元線方向 BOX埋入式氧化層 F I N半導體物質製成之網狀鰭狀物 (FIN)鰭狀物縱向 KL_E接觸孔平面
第22頁 200405557 圖式簡單說明 M1_E第一金屬或位元線平面 M2_E第二金屬或位元線平面 S/D接觸區域 WL字線 (WL)字線方向 ’ • • 1I1BII1 第23頁

Claims (1)

  1. 200405557 六、申請專利範圍 1. 一種半導體記憶體,具有 -複數個半導體物質製成之網狀鰭狀物(F I N ),其被彼 此分隔且其鰭狀物縱向((F I N))彼此平行運行,複數個被 形成於各鰭狀物(F I N)之通道區域及電導摻雜接觸區域 (S/D),且該通道區域及該接觸區域被前後交替排列於該 鰭狀物縱向((F I N )); -複數個字線(WL),其彼此平行且被垂直該鰭狀物縱 向((F I N ))排列,且當閘極因控制其該導電率而運行於複 數個該通道區域時,該字線(WL)係被電子絕緣於該接觸區 域及該通道區域; -複數個儲存層(1 4 ),被設計用於捕捉及發射電荷載 子,至少該儲存層(1 4)之一被各該通道區域及被指派至該 通道區域之該字線(WL)間之絕緣層(1 6,1 8 )包圍之方式排 列;及 •複數個位元線(B L), --其被相對該字線縱向((W L))傾斜及相對該鰭狀物縱向 ((F I N ))傾斜排列, --各例中之該位元線(BL)係包含至少第一及第二位元區 段(2 2,2 4 ), 、 --該第一位元線區段(22)之縱軸平行於第一位元線方向 ((BL1))運行’而該第二位元線區段(24)之縱軸平行於\ 及
    ::二\:向22^運行,該第二位元線方向((關)係 對该弟一位儿線方向((BL1))以異於零度之角度被旋轉;
    第24頁 200405557 六、申請專利範圍 - -各該位元線(BL )係被電子連接至複數個該接觸區域 . (S/D) ’不被連接至該位元線之接觸區域(S/D),係被, 排列於被連接至該位元線(BL)之一之相同鰭狀物(F丨N )之 ’ 兩接觸區域(S / D )之間。 2 ·如申請專利範圍第1項之該半導體記憶體,各該位元線 (BL)係包含複數個具有交替第一((BL1))及第二((BL2))位 元線方向之位元線區段(2 2,2 4 )。 3 ·如申請專利範圍先前任一項之該半導體記憶體,該位元 線區段(2 2,2 4 )係具有相同長度。 4 ·如申請專利範圍先前任_項之該半導體記憶體,鰭狀物 (FIN)數Nfins係被提供於各記憶體扇區且各該位元線區段 (22 ’ 24)係被電子連接至不同鰭狀物(FIN)之接觸區域 (S/D )最多Nfins/ 1 0 ’其連接區域係鄰近於該位元線方向 ((BL1) , (BL2))。 5 ·如申請專利範圍先前任一項之該半導體記憶體,該位元 線(BL)係具有相同區域輪廓。 6 ·如申請專利範圍先前任一項之該半導體記憶體,各讀仅 元線(BL)係被連接至該接觸區域(S/D)至少Nmin及至多 Nmax ,所以(Nmax-Nmin)/ Nmax <20%恆真。 7 ·如申請專利範圍先前任一項之該半導體記憶體,該鳍狀· 物寬度係等於該字線寬度且等於鄰接字線(WL)間之該愛| * 距離。 8 ·如申請專利範圍先前任一項之該半導體記憶體,兩仅& 線平面(M1_E,M2 —E)係被提供,而鄰接字線縱向((WL))气
    第25頁 200405557 六、申請專利範圍 位元線(BL)係被排列於不同位元線平面(M1_E,M2_E)。 9.如申請專利範圍先前任一項之該半導體記憶體,該位元 線方向((BL1),(BL2))係相對該字線及鰭狀物縱向約45度 角旋轉,且該第一((BL1))與該第二((BL2))位元線方向間 之角度為90度。 1 0.如申請專利範圍先前任一項之該半導體記憶體,該儲 存層(1 4 )係為捕捉層,而該絕緣層(1 6,1 8 )係為氧化層。 1 1.如申請專利範圍第9項之該半導體記憶體,該半導體物 質為矽,該捕捉層為氮化矽層,而該氧化層為二氧化矽
    第26頁
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI456759B (zh) * 2008-09-15 2014-10-11 Micron Technology Inc 具有被動閘極之電晶體及製造其之方法
TWI732543B (zh) * 2019-09-05 2021-07-01 南亞科技股份有限公司 半導體元件及其製備方法

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10220923B4 (de) * 2002-05-10 2006-10-26 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Herstellung eines nicht-flüchtigen Flash-Halbleiterspeichers
US7629640B2 (en) * 2004-05-03 2009-12-08 The Regents Of The University Of California Two bit/four bit SONOS flash memory cell
DE102004023985B4 (de) * 2004-05-14 2007-12-27 Infineon Technologies Ag Verfahren zum Herstellen einer Wortleitung eines Speicherbausteins und Verwendung des Verfahrens zur Herstellung eines FIN-FET Transistors
JP2006041354A (ja) * 2004-07-29 2006-02-09 Renesas Technology Corp 半導体装置及びその製造方法
US7423310B2 (en) * 2004-09-29 2008-09-09 Infineon Technologies Ag Charge-trapping memory cell and charge-trapping memory device
DE102004055929B4 (de) 2004-11-19 2014-05-22 Qimonda Ag Nichtflüchtige Speicherzellen-Anordnung
KR100640620B1 (ko) * 2004-12-27 2006-11-02 삼성전자주식회사 트윈비트 셀 구조의 nor형 플래쉬 메모리 소자 및 그제조 방법
WO2007026391A1 (ja) * 2005-08-30 2007-03-08 Spansion Llc 半導体装置およびその製造方法
US7773412B2 (en) * 2006-05-22 2010-08-10 Micron Technology, Inc. Method and apparatus for providing a non-volatile memory with reduced cell capacitive coupling
US7589019B2 (en) * 2006-05-31 2009-09-15 Infineon Technologies, Ag Memory cell array and method of forming a memory cell array
US7608504B2 (en) * 2006-08-30 2009-10-27 Macronix International Co., Ltd. Memory and manufacturing method thereof
US7817454B2 (en) * 2007-04-03 2010-10-19 Micron Technology, Inc. Variable resistance memory with lattice array using enclosing transistors
US7723786B2 (en) * 2007-04-11 2010-05-25 Ronald Kakoschke Apparatus of memory array using FinFETs
US8779495B2 (en) * 2007-04-19 2014-07-15 Qimonda Ag Stacked SONOS memory
US7700427B2 (en) * 2007-06-13 2010-04-20 Qimonda Ag Integrated circuit having a Fin structure
US7742328B2 (en) * 2007-06-15 2010-06-22 Grandis, Inc. Method and system for providing spin transfer tunneling magnetic memories utilizing non-planar transistors
JP4518180B2 (ja) * 2008-04-16 2010-08-04 ソニー株式会社 半導体装置、および、その製造方法
US20090303794A1 (en) * 2008-06-04 2009-12-10 Macronix International Co., Ltd. Structure and Method of A Field-Enhanced Charge Trapping-DRAM
CN103137695B (zh) * 2011-12-02 2015-08-19 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体存储单元及其制造方法
WO2013095667A1 (en) * 2011-12-23 2013-06-27 Intel Corporation Method, apparatus and system for determining access to a memory array
US20140048867A1 (en) * 2012-08-20 2014-02-20 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. Multi-time programmable memory
CN104078466B (zh) * 2013-03-26 2017-02-08 中国科学院微电子研究所 Flash器件及其制造方法
CN105633088B (zh) * 2014-11-20 2018-10-26 上海华虹集成电路有限责任公司 防止eeprom被紫外线擦写的版图实现方法
CN106935258A (zh) * 2015-12-29 2017-07-07 旺宏电子股份有限公司 存储器装置
KR102360410B1 (ko) * 2017-08-30 2022-02-08 삼성전자주식회사 반도체 장치
US11450675B2 (en) * 2018-09-14 2022-09-20 Intel Corporation One transistor and one ferroelectric capacitor memory cells in diagonal arrangements
KR20200111582A (ko) * 2019-03-19 2020-09-29 삼성전자주식회사 다방향 채널 트랜지스터 및 그 트랜지스터를 포함한 반도체 소자
US11177280B1 (en) 2020-05-18 2021-11-16 Sandisk Technologies Llc Three-dimensional memory device including wrap around word lines and methods of forming the same
CN116096068A (zh) * 2021-10-29 2023-05-09 长鑫存储技术有限公司 一种半导体结构及其制作方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2681285B2 (ja) * 1988-09-19 1997-11-26 富士通株式会社 半導体記憶装置
US5411905A (en) * 1994-04-29 1995-05-02 International Business Machines Corporation Method of making trench EEPROM structure on SOI with dual channels
JP3185540B2 (ja) * 1994-06-10 2001-07-11 松下電器産業株式会社 半導体集積回路
JP2638487B2 (ja) * 1994-06-30 1997-08-06 日本電気株式会社 半導体記憶装置
DE19600422C1 (de) * 1996-01-08 1997-08-21 Siemens Ag Elektrisch programmierbare Speicherzellenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung
US6768165B1 (en) * 1997-08-01 2004-07-27 Saifun Semiconductors Ltd. Two bit non-volatile electrically erasable and programmable semiconductor memory cell utilizing asymmetrical charge trapping
DE19843979C1 (de) * 1998-09-24 2000-03-02 Siemens Ag Speicherzellenanordnung mit ferroelektrischem oder dynamischen Speicherzellen und entsprechendes Herstellungsverfahren
US6320780B1 (en) * 1999-09-28 2001-11-20 Infineon Technologies North America Corp. Reduced impact from coupling noise in diagonal bitline architectures
DE10038877A1 (de) * 2000-08-09 2002-02-28 Infineon Technologies Ag Speicherzelle und Herstellungsverfahren
US6413802B1 (en) * 2000-10-23 2002-07-02 The Regents Of The University Of California Finfet transistor structures having a double gate channel extending vertically from a substrate and methods of manufacture

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI456759B (zh) * 2008-09-15 2014-10-11 Micron Technology Inc 具有被動閘極之電晶體及製造其之方法
TWI732543B (zh) * 2019-09-05 2021-07-01 南亞科技股份有限公司 半導體元件及其製備方法

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