JPH0878541A - 単一トランジスタメモリセル構造および自己整合単一トランジスタメモリセル構造を形成するための方法 - Google Patents
単一トランジスタメモリセル構造および自己整合単一トランジスタメモリセル構造を形成するための方法Info
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- JPH0878541A JPH0878541A JP7223235A JP22323595A JPH0878541A JP H0878541 A JPH0878541 A JP H0878541A JP 7223235 A JP7223235 A JP 7223235A JP 22323595 A JP22323595 A JP 22323595A JP H0878541 A JPH0878541 A JP H0878541A
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- H10D30/68—Floating-gate IGFETs
- H10D30/681—Floating-gate IGFETs having only two programming levels
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- H10D30/684—Floating-gate IGFETs having only two programming levels programmed by hot carrier injection
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 実効チャネル長の寸法がスタックトゲート構
造の臨界寸法から独立するように改良された単一トラン
ジスタフラッシュEEPROMセル構造およびそれを製
造するための方法を提供する。 【解決手段】 セル構造(110)は、トンネル酸化膜
(126)およびスタックトゲート構造(134)の形
成の前に基板(112)中に注入されるn- 埋込チャネ
ル/接合領域(116)を含む。スタックトゲート構造
の形成のあと、p型ソース領域(122)が大きなティ
ルト角で基板中に注入される。そのあと、n+ ドレイン
およびn+ ソース領域(118、124)がスタックト
ゲート構造に自己整合されるように基板中に注入され
る。この発明のセル構造はより小さい大きさへのスケー
ラビリティを容易にし、高密度アプリケーションおよび
低電圧電源適用において有効である。
造の臨界寸法から独立するように改良された単一トラン
ジスタフラッシュEEPROMセル構造およびそれを製
造するための方法を提供する。 【解決手段】 セル構造(110)は、トンネル酸化膜
(126)およびスタックトゲート構造(134)の形
成の前に基板(112)中に注入されるn- 埋込チャネ
ル/接合領域(116)を含む。スタックトゲート構造
の形成のあと、p型ソース領域(122)が大きなティ
ルト角で基板中に注入される。そのあと、n+ ドレイン
およびn+ ソース領域(118、124)がスタックト
ゲート構造に自己整合されるように基板中に注入され
る。この発明のセル構造はより小さい大きさへのスケー
ラビリティを容易にし、高密度アプリケーションおよび
低電圧電源適用において有効である。
Description
【0001】
【発明の分野】この発明は、一般的には電気的に消去書
込可能なプログラマブル読出専用メモリ装置(EEPR
OM)などのフローティングゲートメモリ装置およびそ
れを製造する方法に関する。より特定的には、この発明
は高密度アプリケーションおよび低電圧電源適用におけ
る使用に適切な改良された単一トランジスタEEPRO
Mセルの構造およびその製造に関する。
込可能なプログラマブル読出専用メモリ装置(EEPR
OM)などのフローティングゲートメモリ装置およびそ
れを製造する方法に関する。より特定的には、この発明
は高密度アプリケーションおよび低電圧電源適用におけ
る使用に適切な改良された単一トランジスタEEPRO
Mセルの構造およびその製造に関する。
【0002】
【先行技術の説明】一般的に当該技術で既知であるよう
に、EPROM密度の利点をEEPROMの電気的消去
可能性と組合せることによって重要なメモリ装置として
近年登場した「フラッシュEEPROM」と呼ばれる種
類の不揮発性メモリ装置がある。そのようなフラッシュ
EEPROMは電気的に消去書込可能でありさらにセル
の大きさが小さい。図1は、非対称的なフラッシュEE
PROMセル10の先行技術の断面図を示す。EEPR
OMセルは典型的にはp導電型の基板12から形成さ
れ、そこにn+ ドレイン領域14およびn型二重拡散ソ
ース領域16が埋込まれている。二重拡散ソース領域1
6は、深く拡散されているが薄くドープされたn接合1
8、および深いn接合18内に埋込まれた、より濃くド
ープされているがより浅いn+ 接合20から形成され
る。より深く拡散されたn接合18は、典型的にはリン
注入を使用することによって形成され、より浅いn+ 接
合20は、典型的には、リン注入のあとにヒ素注入を使
用することによって形成される。
に、EPROM密度の利点をEEPROMの電気的消去
可能性と組合せることによって重要なメモリ装置として
近年登場した「フラッシュEEPROM」と呼ばれる種
類の不揮発性メモリ装置がある。そのようなフラッシュ
EEPROMは電気的に消去書込可能でありさらにセル
の大きさが小さい。図1は、非対称的なフラッシュEE
PROMセル10の先行技術の断面図を示す。EEPR
OMセルは典型的にはp導電型の基板12から形成さ
れ、そこにn+ ドレイン領域14およびn型二重拡散ソ
ース領域16が埋込まれている。二重拡散ソース領域1
6は、深く拡散されているが薄くドープされたn接合1
8、および深いn接合18内に埋込まれた、より濃くド
ープされているがより浅いn+ 接合20から形成され
る。より深く拡散されたn接合18は、典型的にはリン
注入を使用することによって形成され、より浅いn+ 接
合20は、典型的には、リン注入のあとにヒ素注入を使
用することによって形成される。
【0003】比較的薄いゲート絶縁層22(すなわち、
約100Åの均一な厚みを有する二酸化シリコン)が基
板12の上表面と導電性ポリシリコンフローティングゲ
ート24との間に介挿される。ポリシリコン制御ゲート
26はフローティングゲート24の上方でポリ間絶縁層
28によって絶縁的に支持される。フローティングゲー
ト24、ポリ間絶縁層28、および制御ゲート26はス
タックトゲート構造を規定する。基板12中のチャネル
領域30はドレイン領域14とソース領域16とを離
す。全構造の上層には、トランジスタセル構造を周辺装
置から離すように酸化物絶縁層32がある。さらに、ソ
ース電圧VSO酸化物層32を介してソース領域16に印
加し、ゲート電圧VG を制御ゲート26に印加し、さら
にドレイン電圧VD を酸化物32を介してドレイン領域
14に印加するための手段が提供される。
約100Åの均一な厚みを有する二酸化シリコン)が基
板12の上表面と導電性ポリシリコンフローティングゲ
ート24との間に介挿される。ポリシリコン制御ゲート
26はフローティングゲート24の上方でポリ間絶縁層
28によって絶縁的に支持される。フローティングゲー
ト24、ポリ間絶縁層28、および制御ゲート26はス
タックトゲート構造を規定する。基板12中のチャネル
領域30はドレイン領域14とソース領域16とを離
す。全構造の上層には、トランジスタセル構造を周辺装
置から離すように酸化物絶縁層32がある。さらに、ソ
ース電圧VSO酸化物層32を介してソース領域16に印
加し、ゲート電圧VG を制御ゲート26に印加し、さら
にドレイン電圧VD を酸化物32を介してドレイン領域
14に印加するための手段が提供される。
【0004】従来の動作に従えば、図1のフラッシュE
EPROMセルは、ドレイン14の近くのチャネル30
中に「熱」(高エネルギ)電子を生成するために、比較
的高い電圧VG (およそ+12ボルト)を制御ゲート2
6に印加し、さらに適度に高い電圧VD (およそ+9ボ
ルト)をドレイン14に印加することによって、「プロ
グラム」される。熱電子は、ゲート誘電体22を介して
フローティングゲート24上に生成され、加速され、さ
らにフローティングゲートが絶縁層によって囲まれてい
るのでフローティングゲート中にトラップされるように
なる。結果として、フローティングゲートしきい値は3
ないし5ボルトだけ増加し得る。トラップされた熱電子
によって生成されるセルのしきい値電圧またはチャネル
コンダクタンスにおけるこの変化が、セルがプログラム
されることを引き起こす。
EPROMセルは、ドレイン14の近くのチャネル30
中に「熱」(高エネルギ)電子を生成するために、比較
的高い電圧VG (およそ+12ボルト)を制御ゲート2
6に印加し、さらに適度に高い電圧VD (およそ+9ボ
ルト)をドレイン14に印加することによって、「プロ
グラム」される。熱電子は、ゲート誘電体22を介して
フローティングゲート24上に生成され、加速され、さ
らにフローティングゲートが絶縁層によって囲まれてい
るのでフローティングゲート中にトラップされるように
なる。結果として、フローティングゲートしきい値は3
ないし5ボルトだけ増加し得る。トラップされた熱電子
によって生成されるセルのしきい値電圧またはチャネル
コンダクタンスにおけるこの変化が、セルがプログラム
されることを引き起こす。
【0005】図1のフラッシュEEPROMセルを消去
するために、比較的高い電圧VS (およそ+12ボル
ト)がソース16に与えられ、一方で制御ゲート26は
接地される(VG =0)。ドレイン14は通常フローテ
ィングのままである。これらの条件下で、フローティン
グゲートとソース領域との間のトンネル酸化膜を介して
強力な電界が発達する。フローティングゲート中にトラ
ップされた電子は、N+型ソース領域16の上層のフロ
ーティングゲートの部分の方向に流れ、かつそこで固ま
り、さらにファウラノルドハイム(F−N)トンネリン
グによって、フローティングゲート24からソース16
に抽出される。
するために、比較的高い電圧VS (およそ+12ボル
ト)がソース16に与えられ、一方で制御ゲート26は
接地される(VG =0)。ドレイン14は通常フローテ
ィングのままである。これらの条件下で、フローティン
グゲートとソース領域との間のトンネル酸化膜を介して
強力な電界が発達する。フローティングゲート中にトラ
ップされた電子は、N+型ソース領域16の上層のフロ
ーティングゲートの部分の方向に流れ、かつそこで固ま
り、さらにファウラノルドハイム(F−N)トンネリン
グによって、フローティングゲート24からソース16
に抽出される。
【0006】そのような従来のEEPROM装置の高い
プログラムおよび消去電圧は大きな問題である。そのよ
うな要件のため、これらの装置を動作するとき、必要不
可欠なプログラムおよび消去レベルに電源電圧を上げる
ために特別なチャージポンプ回路を提供することによっ
て別々の高い電圧電源が必要となる。p型基板における
実効チャネル長Leff は、変形しやすくかつ正確に制御
するのは難しいスタックトゲート構造の臨界寸法の影響
を受けやすい点で図1のフラッシュEEPROMセルは
別の不利益を有する。結果として、従来のEEPROM
セルはより小さい大きさ(すなわち1ミクロン技術から
サブハーフミクロンの設計)へのスケーラビリティを提
供することはできない。
プログラムおよび消去電圧は大きな問題である。そのよ
うな要件のため、これらの装置を動作するとき、必要不
可欠なプログラムおよび消去レベルに電源電圧を上げる
ために特別なチャージポンプ回路を提供することによっ
て別々の高い電圧電源が必要となる。p型基板における
実効チャネル長Leff は、変形しやすくかつ正確に制御
するのは難しいスタックトゲート構造の臨界寸法の影響
を受けやすい点で図1のフラッシュEEPROMセルは
別の不利益を有する。結果として、従来のEEPROM
セルはより小さい大きさ(すなわち1ミクロン技術から
サブハーフミクロンの設計)へのスケーラビリティを提
供することはできない。
【0007】このため、実効チャネル長寸法がスタック
トゲート構造の臨界寸法の影響を受けないように改良さ
れた単一トランジスタEEPROMセル構造およびそれ
を製造するための方法を提供することが望ましい。さら
に、セル構造はより小さい大きさへのスケーラビリティ
を容易にすることができかつ高密度アプリケーションお
よび低電圧電源適用における使用に適切であることが有
利であろう。
トゲート構造の臨界寸法の影響を受けないように改良さ
れた単一トランジスタEEPROMセル構造およびそれ
を製造するための方法を提供することが望ましい。さら
に、セル構造はより小さい大きさへのスケーラビリティ
を容易にすることができかつ高密度アプリケーションお
よび低電圧電源適用における使用に適切であることが有
利であろう。
【0008】
【発明の概要】したがって、この発明の一般的な目的
は、先行技術のフラッシュEEPROMメモリ装置の不
利な点を克服する改良された単一トランジスタEEPR
OMセル構造を提供することである。
は、先行技術のフラッシュEEPROMメモリ装置の不
利な点を克服する改良された単一トランジスタEEPR
OMセル構造を提供することである。
【0009】この発明の目的は、実効チャネル長寸法が
スタックトゲート構造の臨界寸法の影響を受けないよう
に改良された単一トランジスタEEPROMセル構造お
よびそれを製造するための方法を提供することである。
スタックトゲート構造の臨界寸法の影響を受けないよう
に改良された単一トランジスタEEPROMセル構造お
よびそれを製造するための方法を提供することである。
【0010】この発明の他の目的は、より小さい大きさ
へのスケーラビリティを容易にしかつ高密度アプリケー
ションおよび低電圧電源適用における使用に適切であ
る、改良された単一トランジスタEEPROMセル構造
を提供することである。
へのスケーラビリティを容易にしかつ高密度アプリケー
ションおよび低電圧電源適用における使用に適切であ
る、改良された単一トランジスタEEPROMセル構造
を提供することである。
【0011】この発明のさらに他の目的は、バンド間の
トンネリングによって誘起される漏れ電流を最小にする
ようにソース接合破壊を緩和する、改良された単一トラ
ンジスタEEPROMセル構造を提供することである。
トンネリングによって誘起される漏れ電流を最小にする
ようにソース接合破壊を緩和する、改良された単一トラ
ンジスタEEPROMセル構造を提供することである。
【0012】この発明のさらに他の目的は、セル当たり
の書込速度を早めるために、電流制限なくより多くのセ
ルと並列のページモード書込みを可能にする改良された
単一トランジスタEEPROMセル構造を提供すること
である。
の書込速度を早めるために、電流制限なくより多くのセ
ルと並列のページモード書込みを可能にする改良された
単一トランジスタEEPROMセル構造を提供すること
である。
【0013】これらの意図および目的に従って、この発
明は、シリコン半導体基板を含む単一トランジスタEE
PROMセル構造の提供に関する。n- 埋込チャネル/
接合領域が基板中に置かれている。n+ 型ソース領域は
基板中にソース側を規定するn- 埋込チャネル/接合領
域の一方側に置かれる。ドレイン構造は、基板中にドレ
イン側を規定するn- 埋込チャネル/接合領域の他方側
に置かれる。ドレイン構造は、第1のp型ドレイン領
域、および第1のp型ドレイン領域中に置かれた第2の
n+ 型ドレイン領域を含む。トンネル酸化膜は基板上に
置かれる。スタックトゲート構造はトンネル酸化膜上に
置かれる。
明は、シリコン半導体基板を含む単一トランジスタEE
PROMセル構造の提供に関する。n- 埋込チャネル/
接合領域が基板中に置かれている。n+ 型ソース領域は
基板中にソース側を規定するn- 埋込チャネル/接合領
域の一方側に置かれる。ドレイン構造は、基板中にドレ
イン側を規定するn- 埋込チャネル/接合領域の他方側
に置かれる。ドレイン構造は、第1のp型ドレイン領
域、および第1のp型ドレイン領域中に置かれた第2の
n+ 型ドレイン領域を含む。トンネル酸化膜は基板上に
置かれる。スタックトゲート構造はトンネル酸化膜上に
置かれる。
【0014】この発明の別の局面において、シリコン半
導体基板上に自己整合フラッシュメモリセル装置を形成
する方法が提供される。
導体基板上に自己整合フラッシュメモリセル装置を形成
する方法が提供される。
【0015】この発明のこれらならびに他の目的および
利点は、同じ参照番号が図中の対応の部分を示す添付図
面と関連して読まれるとき以下の詳しい説明からより十
分に明らかになるであろう。
利点は、同じ参照番号が図中の対応の部分を示す添付図
面と関連して読まれるとき以下の詳しい説明からより十
分に明らかになるであろう。
【0016】
【好ましい実施例の説明】この発明の改良されたメモリ
セル構造は、フラッシュEEPROMセルに則して説明
されている。そのようなフラッシュEEPROMセルは
単一トランジスタによって形成され得る。この発明の改
良されたフラッシュEEPROMセル構造は他の応用に
多くの用途を有することが当業者に明確に理解されるだ
ろう。具体的には、この発明のEEPROMセルは、電
気的に消去書込可能なプログラマブル論理アレイおよび
他のプログラマルブル論理装置において利用され得る。
セル構造は、フラッシュEEPROMセルに則して説明
されている。そのようなフラッシュEEPROMセルは
単一トランジスタによって形成され得る。この発明の改
良されたフラッシュEEPROMセル構造は他の応用に
多くの用途を有することが当業者に明確に理解されるだ
ろう。具体的には、この発明のEEPROMセルは、電
気的に消去書込可能なプログラマブル論理アレイおよび
他のプログラマルブル論理装置において利用され得る。
【0017】図2を参照して、この発明の原理に従って
構成されるスタックトゲート単一トランジスタメモリセ
ル構造110が示されている。メモリセル構造は、フィ
ールド酸化物領域114によって分離されている基板1
12の一部分中に形成される。基板112は通常p型半
導体材料から形成される。n- 埋込チャネル/接合領域
または層116は基板112中に注入される。基板には
それに埋込まれたn+型ドレイン領域118およびソー
ス構造120も設けられている。ソース構造120は第
1のp型注入および拡散領域122、ならびに領域12
2中に形成された第2のn+ 型領域124を含む。
構成されるスタックトゲート単一トランジスタメモリセ
ル構造110が示されている。メモリセル構造は、フィ
ールド酸化物領域114によって分離されている基板1
12の一部分中に形成される。基板112は通常p型半
導体材料から形成される。n- 埋込チャネル/接合領域
または層116は基板112中に注入される。基板には
それに埋込まれたn+型ドレイン領域118およびソー
ス構造120も設けられている。ソース構造120は第
1のp型注入および拡散領域122、ならびに領域12
2中に形成された第2のn+ 型領域124を含む。
【0018】均一な厚みのトンネル酸化膜126が基板
112の上表面に設けられる。トンネル酸化膜126は
およそ100Åの厚みを有するが、サブミクロンの技術
のためにより小さく(すなわち50ないし90Åの範囲
で)製造されてもよい。ポリシリコンフローティングゲ
ート128はトンネル酸化膜126上に設けられ、さら
にゲート間誘電体130はフローティングゲート128
を制御ゲート132から離す。フローティングゲート1
28、ゲート間誘電体130、および制御ゲート132
は、スタックトゲート構造134を規定する。理解され
得るように、スタックトゲート構造134はn- 埋込チ
ャネル/接合領域116上に形成されかつドレイン領域
118とソース領域120との間に延びる。n+ ドレイ
ン領域118の一部分119、p型ソース領域122、
およびn+ 型ソース領域124の一部分125の上にト
ンネル酸化膜があることに注目されたい。さらに、ソー
ス電圧VS をソース領域124に印加し、ゲート電圧V
S を制御ゲート132に印加し、さらにドレイン電圧V
D をドレイン領域118に印加するための手段が提供さ
れる。
112の上表面に設けられる。トンネル酸化膜126は
およそ100Åの厚みを有するが、サブミクロンの技術
のためにより小さく(すなわち50ないし90Åの範囲
で)製造されてもよい。ポリシリコンフローティングゲ
ート128はトンネル酸化膜126上に設けられ、さら
にゲート間誘電体130はフローティングゲート128
を制御ゲート132から離す。フローティングゲート1
28、ゲート間誘電体130、および制御ゲート132
は、スタックトゲート構造134を規定する。理解され
得るように、スタックトゲート構造134はn- 埋込チ
ャネル/接合領域116上に形成されかつドレイン領域
118とソース領域120との間に延びる。n+ ドレイ
ン領域118の一部分119、p型ソース領域122、
およびn+ 型ソース領域124の一部分125の上にト
ンネル酸化膜があることに注目されたい。さらに、ソー
ス電圧VS をソース領域124に印加し、ゲート電圧V
S を制御ゲート132に印加し、さらにドレイン電圧V
D をドレイン領域118に印加するための手段が提供さ
れる。
【0019】傾斜をゆるくしたn+ /n- 接合の結果、
電界がより少なくなるために、n-埋込チャネル領域1
16はドレイン接合破壊電圧を大幅に増加するように働
く。ホットホールの生成の低減は、バンド間のトンネリ
ングにより誘起される漏れ電流を最小にしさらにトンネ
ル酸化膜におけるホットホールのトラップを最小にする
のに役立ち、それによって信頼性がより良好になる。プ
ログラミングの間、正のバイアスがドレインに印加さ
れ、ゲートが接地され(または正のバイアスがドレイン
に印加され、負のバイアスがゲートに印加され)、ソー
スはフローティングのままであるので、F−Nトンネリ
ングがフローティングゲートからドレイン側に生じ、フ
ローティングゲートを放電する。これにより、セル当た
りの書込速度を早めるために電流制限なくより多くのセ
ルのページモード並列書込(プログラミング)が可能に
なる。さらに、ドレイン側の緩和電界により、ドレイン
妨害への免疫性が高まる。
電界がより少なくなるために、n-埋込チャネル領域1
16はドレイン接合破壊電圧を大幅に増加するように働
く。ホットホールの生成の低減は、バンド間のトンネリ
ングにより誘起される漏れ電流を最小にしさらにトンネ
ル酸化膜におけるホットホールのトラップを最小にする
のに役立ち、それによって信頼性がより良好になる。プ
ログラミングの間、正のバイアスがドレインに印加さ
れ、ゲートが接地され(または正のバイアスがドレイン
に印加され、負のバイアスがゲートに印加され)、ソー
スはフローティングのままであるので、F−Nトンネリ
ングがフローティングゲートからドレイン側に生じ、フ
ローティングゲートを放電する。これにより、セル当た
りの書込速度を早めるために電流制限なくより多くのセ
ルのページモード並列書込(プログラミング)が可能に
なる。さらに、ドレイン側の緩和電界により、ドレイン
妨害への免疫性が高まる。
【0020】一方、消去の間、正のバイアスがゲートに
印加され、ドレインが接地され(または正のバイアスが
ゲートに印加され、負のバイアスドレインに印加さ
れ)、ソースもまたフローティングのままである。結果
として、F−Nトンネリングがチャネル領域およびドレ
イン側からフローティングゲートに生じ、フローティン
グゲートを放電する。この発明のセル構造における書込
動作(プログラミング)および消去動作の両方において
F−Nトンネリング技術が使用されることが前述の説明
から理解されるであろう。このように構造110は低電
源電圧および低電力チャージポンプ回路を必要とするア
プリケーションにおける使用に適切である。
印加され、ドレインが接地され(または正のバイアスが
ゲートに印加され、負のバイアスドレインに印加さ
れ)、ソースもまたフローティングのままである。結果
として、F−Nトンネリングがチャネル領域およびドレ
イン側からフローティングゲートに生じ、フローティン
グゲートを放電する。この発明のセル構造における書込
動作(プログラミング)および消去動作の両方において
F−Nトンネリング技術が使用されることが前述の説明
から理解されるであろう。このように構造110は低電
源電圧および低電力チャージポンプ回路を必要とするア
プリケーションにおける使用に適切である。
【0021】ソース側に設けられたp型注入および拡散
領域122は、セルの実際のチャネル長を設定しスタッ
クトゲート構造134の臨界寸法から完全に独立するよ
うにする。
領域122は、セルの実際のチャネル長を設定しスタッ
クトゲート構造134の臨界寸法から完全に独立するよ
うにする。
【0022】この発明に従ったフラッシュメモリセルの
製造は以下のステップを含む。多くのフラッシュEEP
ROMセルが単一の基板上に形成される領域を分離する
ように、フィールド酸化物領域114が基板112上に
形成される。n- 埋込チャネル/接合領域116はLO
COS(選択酸化法)のあとに基板112中に注入され
る。n- 埋込チャネル領域116のために使用されるド
ーパントは、1x10 13ないし3x1014イオン/cm
2 の範囲の濃度を有するリンである。n- 埋込チャネル
/接合リン拡散の深さは好ましくは1000ないし20
00Åの間にあり、実際の装置の大きさに依存する。ト
ンネル酸化膜126はそのあと基板112の表面上で成
長する。次に、フローティングゲート128、ゲート間
誘電体130(通常は酸化シリコン、または酸化シリコ
ンと窒化物との組合せ)および制御ゲート132を含む
スタックトゲート構造134がトンネル酸化膜126上
に形成される。従来の製造技術に従って、スタックトゲ
ート構造134の様々な素子が連続する層として形成さ
れ、そのあとエッチングされ、最終構造を達成する。
製造は以下のステップを含む。多くのフラッシュEEP
ROMセルが単一の基板上に形成される領域を分離する
ように、フィールド酸化物領域114が基板112上に
形成される。n- 埋込チャネル/接合領域116はLO
COS(選択酸化法)のあとに基板112中に注入され
る。n- 埋込チャネル領域116のために使用されるド
ーパントは、1x10 13ないし3x1014イオン/cm
2 の範囲の濃度を有するリンである。n- 埋込チャネル
/接合リン拡散の深さは好ましくは1000ないし20
00Åの間にあり、実際の装置の大きさに依存する。ト
ンネル酸化膜126はそのあと基板112の表面上で成
長する。次に、フローティングゲート128、ゲート間
誘電体130(通常は酸化シリコン、または酸化シリコ
ンと窒化物との組合せ)および制御ゲート132を含む
スタックトゲート構造134がトンネル酸化膜126上
に形成される。従来の製造技術に従って、スタックトゲ
ート構造134の様々な素子が連続する層として形成さ
れ、そのあとエッチングされ、最終構造を達成する。
【0023】スタックトゲート構造134が形成された
あと、ドレインになるべきセルの第1の側がマスクさ
れ、p型領域122は大きなティルト角でセルの第2の
側またはソース側で注入することによって形成される。
「大きなティルト角」は、ライン136とスタックトゲ
ート構造134に対して垂直に置かれたライン138と
の間の角度をいう。好ましくは、大きなティルト角は1
5°ないし45°の範囲にある。p型領域122は、5
x1013ないし8x1014イオン/cm2 の範囲の濃度
で20ないし70Kevの範囲のエネルギでp型ドーパ
ント(すなわちホウ素イオン)を利用して基板中に注入
され、注入されたイオンを熱サイクルで駆動する。
あと、ドレインになるべきセルの第1の側がマスクさ
れ、p型領域122は大きなティルト角でセルの第2の
側またはソース側で注入することによって形成される。
「大きなティルト角」は、ライン136とスタックトゲ
ート構造134に対して垂直に置かれたライン138と
の間の角度をいう。好ましくは、大きなティルト角は1
5°ないし45°の範囲にある。p型領域122は、5
x1013ないし8x1014イオン/cm2 の範囲の濃度
で20ないし70Kevの範囲のエネルギでp型ドーパ
ント(すなわちホウ素イオン)を利用して基板中に注入
され、注入されたイオンを熱サイクルで駆動する。
【0024】最後に、n+ ドレイン領域118およびn
+ ソース領域124は30ないし70Kevの範囲のエ
ネルギでヒ素ドーパントを利用して基板中に注入され、
熱的に駆動される。スタックトゲート構造134はソー
ス領域124およびドレイン領域118の注入に先立っ
て形成されるので、ソースおよびドレインはスタックト
ゲート構造134と自己整合する。
+ ソース領域124は30ないし70Kevの範囲のエ
ネルギでヒ素ドーパントを利用して基板中に注入され、
熱的に駆動される。スタックトゲート構造134はソー
ス領域124およびドレイン領域118の注入に先立っ
て形成されるので、ソースおよびドレインはスタックト
ゲート構造134と自己整合する。
【0025】前述の詳しい説明から、この発明は改良さ
れた単一トランジスタEEPROMセル構造、および実
効チャネル長寸法がスタックトゲート構造の臨界寸法か
ら独立するようにそれを製造するための方法を提供する
ことが理解されたであろう。セル構造は、トンネル酸化
膜およびスタックトゲート構造の形成の前に注入される
n- 埋込チャネル/接合領域を含む。スタックトゲート
形成のあとに、p型ドレイン領域は基板中に大きなティ
ルト角で注入される。そのあと、n+ ドレインおよびn
+ ソース領域は、基板中に注入され、スタックトゲート
構造に自己整合される。
れた単一トランジスタEEPROMセル構造、および実
効チャネル長寸法がスタックトゲート構造の臨界寸法か
ら独立するようにそれを製造するための方法を提供する
ことが理解されたであろう。セル構造は、トンネル酸化
膜およびスタックトゲート構造の形成の前に注入される
n- 埋込チャネル/接合領域を含む。スタックトゲート
形成のあとに、p型ドレイン領域は基板中に大きなティ
ルト角で注入される。そのあと、n+ ドレインおよびn
+ ソース領域は、基板中に注入され、スタックトゲート
構造に自己整合される。
【0026】この発明の好ましい実施例として現在考え
られるものを示し説明してきたが、様々な変更および修
正がなされてもよく、この発明の真の範囲を離れること
なくその要素の代わりに均等物が用いられてもよいこと
が当業者によって理解されるだろう。さらに、その中心
の範囲から離れることなくこの発明の技術に特定の状況
または材料を適合するように多くの修正がなされてもよ
い。ゆえに、この発明は本発明の考えられる最良の実施
態様として開示された特定の実施例に限定されることは
意図されず、この発明は前掲の特許請求の範囲内にある
すべての実施例を含むことが意図される。
られるものを示し説明してきたが、様々な変更および修
正がなされてもよく、この発明の真の範囲を離れること
なくその要素の代わりに均等物が用いられてもよいこと
が当業者によって理解されるだろう。さらに、その中心
の範囲から離れることなくこの発明の技術に特定の状況
または材料を適合するように多くの修正がなされてもよ
い。ゆえに、この発明は本発明の考えられる最良の実施
態様として開示された特定の実施例に限定されることは
意図されず、この発明は前掲の特許請求の範囲内にある
すべての実施例を含むことが意図される。
【図1】従来の非対称のフラッシュEEPROMセルの
先行技術の断面図である。
先行技術の断面図である。
【図2】この発明の原理に従った単一トランジスタEE
PROMセルの断面図である。
PROMセルの断面図である。
112 基板 116 n- 埋込チャネル/接合領域 118 n+ 型ドレイン領域 120 ソース構造 122 p型ソース領域 124 n+ 型ソース領域 126 トンネル酸化膜 134 スタックトゲート構造
Claims (18)
- 【請求項1】 単一トランジスタメモリセル構造であっ
て、 基板(112)と、 前記基板中に置かれたn- 埋込チャネル/接合領域(1
16)と、 前記基板中に、ドレイン側を規定する前記n- 埋込チャ
ネル/接合領域の第1の側に置かれたn+ 型ドレイン領
域(118)と、 前記基板中に、ソース側を規定する前記n- 埋込チャネ
ル/接合領域の第2の側に置かれたソース構造(12
0)とを含み、 前記ソース構造は第1のp型ソース領域(122)、お
よび前記第1のp型ソース領域中に置かれた第2のn+
型ソース領域(124)を含み、さらに、前記単一トラ
ンジスタメモリセル構造は、 前記基板上に置かれたトンネル酸化膜(126)と、 前記トンネル酸化膜上に置かれたスタックトゲート構造
(134)とを含む、単一トランジスタメモリセル構
造。 - 【請求項2】 前記スタックトゲート構造(134)
は、前記n+ 型ドレイン領域(118)の一部分(11
9)、前記第1のp型ソース領域(122)、および前
記第2のn+ ソース領域(124)の一部分(125)
の上にある、請求項1に記載の単一トランジスタメモリ
セル構造。 - 【請求項3】 前記n- 埋込チャネル/接合領域(11
6)は1000ないし2000Åの範囲の厚みを有す
る、請求項2に記載の単一トランジスタメモリセル構
造。 - 【請求項4】 前記n- 埋込チャネル/接合領域(11
6)は1x1013ないし3x1014イオン/cm2 の範
囲の濃度でリンイオンを注入することによって形成され
る、請求項3に記載の単一トランジスタメモリセル構
造。 - 【請求項5】 前記p型ソース領域(122)は5x1
013ないし8x10 14イオン/cm2 の濃度でホウ素イ
オンを注入することによって形成される、請求項1に記
載の単一トランジスタメモリセル構造。 - 【請求項6】 前記トンネル酸化膜(126)はおよそ
100Åより小さい厚みを有する、請求項1に記載の単
一トランジスタメモリセル構造。 - 【請求項7】 前記スタックトゲート構造(134)
は、フローティングゲート(128)、前記フローティ
ングゲート上に置かれたゲート間誘電体(130)、お
よび前記ゲート間誘電体上に置かれた制御ゲート(13
2)を含む、請求項1に記載の単一トランジスタメモリ
セル構造。 - 【請求項8】 前記p型ソース領域(122)は、ソー
ス側に大きなティルト角で注入することによって形成さ
れる、請求項1に記載の単一トランジスタメモリセル構
造。 - 【請求項9】 前記メモリセルの前記チャネル長は、前
記ソース側の前記p型ソース領域(122)によって設
定され、前記スタックトゲート構造の臨界寸法から独立
し、それによってより小さい大きさへのスケーラビリテ
ィを与え高密度アプリケーションおよび低電圧電源適用
に適切にする、請求項1に記載の単一トランジスタメモ
リセル構造。 - 【請求項10】 自己整合単一トランジスタメモリセル
構造をシリコン半導体基板上に形成するための方法であ
って、前記方法は、 n- 埋込チャネル/接合領域(116)を前記基板中に
注入するステップと、 前記基板の表面上にトンネル酸化物構造(126)を形
成するステップと、 前記トンネル酸化膜上にスタックトゲート構造(13
4)を形成するステップと、 ドレイン側を規定する、前記n- 埋込チャネル/接合領
域の第1の側をマスクするステップと、 ソース側を規定する、前記n- 注入チャネル/接合領域
の第2の側にp型ソース領域(122)を注入するステ
ップと、 前記基板中に、前記それぞれのドレインの側およびソー
スの側でn+ ドレインおよびn+ ソース領域(118、
124)を注入するステップとを含む、方法。 - 【請求項11】 前記スタックトゲート構造(134)
は、前記n+ 型ドレイン領域(118)の一部分(11
9)、前記第1のp型ソース領域(122)、および前
記第2のn+ ソース領域(124)の一部分(125)
の上にある、請求項10に記載の単一トランジスタメモ
リセル構造を形成するための方法。 - 【請求項12】 前記n- 埋込チャネル/接合領域(1
16)は、1000ないし2000Åの範囲の厚みを有
する、請求項11に記載の単一トランジスタメモリセル
構造を形成するための方法。 - 【請求項13】 前記n- 埋込チャネル/接合領域(1
16)は、1x10 13ないし3x1014イオン/cm2
の範囲の濃度でリンイオンを注入することによって形成
される、請求項12に記載の単一トランジスタメモリセ
ル構造を形成するための方法。 - 【請求項14】 前記p型ソース領域(122)は、5
x1013ないし8x1014イオン/cm2 の濃度でホウ
素イオンを注入することによって形成される、請求項1
0に記載の単一トランジスタメモリセル構造を形成する
ための方法。 - 【請求項15】 前記トンネル酸化膜(126)はおよ
そ1000Åより小さい厚みを有する、請求項10に記
載の単一トランジスタメモリセル構造を形成するための
方法。 - 【請求項16】 前記スタックトゲート構造(134)
は、フローティングゲート(128)、前記フローティ
ングゲート上に置かれたゲート間誘電体(130)、お
よび前記ゲート間誘電体上に置かれた制御ゲート(13
2)を含む、請求項10に記載の単一トランジスタメモ
リセル構造を形成するための方法。 - 【請求項17】 前記p型ソース領域(122)はソー
ス側で大きなティルト角で注入することによって形成さ
れる、請求項10に記載の単一トランジスタメモリセル
構造を形成するための方法。 - 【請求項18】 前記メモリセルの前記チャネル長は、
前記ソース側の前記p型ソース領域(122)によって
設定され、前記スタックトゲート構造の臨界寸法から独
立し、それによってより小さい大きさへのスケーラビリ
ティを与え、高密度アプリケーションおよび低電圧電源
適用に適切にする、請求項10に記載の単一トランジス
タメモリセル構造を形成するための方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/299868 | 1994-09-01 | ||
| US08/299,868 US5468981A (en) | 1994-09-01 | 1994-09-01 | Self-aligned buried channel/junction stacked gate flash memory cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0878541A true JPH0878541A (ja) | 1996-03-22 |
Family
ID=23156647
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7223235A Pending JPH0878541A (ja) | 1994-09-01 | 1995-08-31 | 単一トランジスタメモリセル構造および自己整合単一トランジスタメモリセル構造を形成するための方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5468981A (ja) |
| EP (1) | EP0700097B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0878541A (ja) |
| KR (1) | KR960012532A (ja) |
| DE (1) | DE69517268T2 (ja) |
| TW (1) | TW265476B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7920418B2 (en) | 2007-01-10 | 2011-04-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Nonvolatile memory devices and methods of forming the same |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5574685A (en) * | 1994-09-01 | 1996-11-12 | Advanced Micro Devices, Inc. | Self-aligned buried channel/junction stacked gate flash memory cell |
| JP3878681B2 (ja) | 1995-06-15 | 2007-02-07 | 株式会社ルネサステクノロジ | 不揮発性半導体記憶装置 |
| IT1289524B1 (it) * | 1996-12-24 | 1998-10-15 | Sgs Thomson Microelectronics | Cella di memoria per dispositivi di tipo eeprom e relativo processo di fabbricazione |
| US7154141B2 (en) * | 2001-02-02 | 2006-12-26 | Hyundai Electronics America | Source side programming |
| US6713812B1 (en) | 2002-10-09 | 2004-03-30 | Motorola, Inc. | Non-volatile memory device having an anti-punch through (APT) region |
| US6887758B2 (en) * | 2002-10-09 | 2005-05-03 | Freescale Semiconductor, Inc. | Non-volatile memory device and method for forming |
| US7906805B2 (en) * | 2008-08-22 | 2011-03-15 | Actel Corporation | Reduced-edge radiation-tolerant non-volatile transistor memory cells |
| CN101771052B (zh) * | 2009-12-25 | 2011-08-03 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种浮体动态随机存储器的单元结构及其制作工艺 |
| JP2013041891A (ja) * | 2011-08-11 | 2013-02-28 | Toshiba Corp | 半導体装置 |
| CN112329099B (zh) * | 2020-10-27 | 2023-04-14 | 中国铁路设计集团有限公司 | 一种基于自定义数据库的铁路山岭隧道正洞智能匹配方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4161039A (en) * | 1976-12-15 | 1979-07-10 | Siemens Aktiengesellschaft | N-Channel storage FET |
| JP3059442B2 (ja) * | 1988-11-09 | 2000-07-04 | 株式会社日立製作所 | 半導体記憶装置 |
| US4958321A (en) * | 1988-09-22 | 1990-09-18 | Advanced Micro Devices, Inc. | One transistor flash EPROM cell |
| KR940010930B1 (ko) * | 1990-03-13 | 1994-11-19 | 가부시키가이샤 도시바 | 반도체장치의 제조방법 |
| JP2817393B2 (ja) * | 1990-11-14 | 1998-10-30 | 日本電気株式会社 | 半導体記憶装置の製造方法 |
| JPH05167078A (ja) * | 1991-12-13 | 1993-07-02 | Nippon Steel Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| US5396459A (en) * | 1992-02-24 | 1995-03-07 | Sony Corporation | Single transistor flash electrically programmable memory cell in which a negative voltage is applied to the nonselected word line |
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| US5378909A (en) * | 1993-10-18 | 1995-01-03 | Hughes Aircraft Company | Flash EEPROM cell having gap between floating gate and drain for high hot electron injection efficiency for programming |
-
1994
- 1994-09-01 US US08/299,868 patent/US5468981A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-04-01 TW TW084103202A patent/TW265476B/zh active
- 1995-06-30 DE DE69517268T patent/DE69517268T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-06-30 EP EP95110236A patent/EP0700097B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-08-30 KR KR1019950027551A patent/KR960012532A/ko not_active Ceased
- 1995-08-31 JP JP7223235A patent/JPH0878541A/ja active Pending
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| US7920418B2 (en) | 2007-01-10 | 2011-04-05 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Nonvolatile memory devices and methods of forming the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5468981A (en) | 1995-11-21 |
| DE69517268D1 (de) | 2000-07-06 |
| EP0700097A1 (en) | 1996-03-06 |
| EP0700097B1 (en) | 2000-05-31 |
| DE69517268T2 (de) | 2001-02-08 |
| TW265476B (en) | 1995-12-11 |
| KR960012532A (ko) | 1996-04-20 |
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