KR940010357A - 불휘발성 기억장치와 그 제조방법 - Google Patents

불휘발성 기억장치와 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

불휘발성 기억장치와 그 제조방법으로써, 라이트의 저전압화와 내부 회로에 형성된 승압전압에 의해 라이트 고전압은 형성하기 위해, 제1도전형의 반도체기판의 하나의 주면에 제1게이트절연막을 거쳐 플로팅게이트와 그상부에 제2게이트절연막은 거쳐 컨트롤게이트를 마련하고, 상기 플로팅게이트를 사이에두는 한쌍의 소오스, 드레인중의 한쪽의 소오스, 드레인에 있어서 플로팅게이트와 오버랩하는 부분에 저농도의 제2도전형의 반도체영역을 마련하고, 플로팅게이트에서 제1게이트 절연막을 통해 흐르는 F-N터널전류에 의해 상기 한쌍의 소오스, 드레인중의 고농도의 제2도전형의 반도체영역은 갖는 다른쪽의 소오스, 드레인으로 전자를 빼내는 라이트동작, 상기 하나의 소오스, 드레인 또는 반도체기판에서 제1게이트절연막을 통해 흐르는 F-N터널전류에 의해 플로팅게이트에 전자를 주입하는 소거동작을 실행시킨다.
이러한 불휘발성 기억장치를 사용하는 것에 의해 메모리셀 사이즈의 실질적인 소형화가 가능해지고, 라이트동작이나 소거동작에 필요한 고전압을 내부회로에 의해 형성할 수 있다.

Description

불휘발성 기억장치와 그 제조방법
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제1도는 본 발명에 관한 불휘발성 기억장치의 1실시예를 도시한 메모리 어레이부의 회로도,
제2도는 상기 제1도의 메모리 어레이부의 1실시예를 도시한 평면 레이아우트도.

Claims (16)

  1. 주표면을 갖는 반도체기판과 플로팅게이트전극, 컨트롤게이트전극 및 상기 기판에 형성된 제1 및 제2반도체 영역을 구비하는 싱글MISFET를 각각 포함하는 여러개의 메모리셀을 포함하고, 상기 플로팅게이트전극은 상기 주표면상에 형성된 제1게이트 절연막상에 형성되며, 상기 컨트롤게이트전극은 상기 플로팅게이트전극상에 형성된 제2게이트 절연막상에 형성되고, 상기 MISFET는 상기 기판에 형성된 제3반도영역을 또 포함하고, 상기 제3반도체영역은 상기 플로팅게이트전극 아래에 형성되어 상기 제2반도체영역에 접촉되어 있고, 상기 제3반도체영역의 불순물농도는 상기 제1반도체영역의 불순물 농도 보다 높으며, 상기 제1반도체영역과 상기 제3반도체영역간에는 채널형성영역이 형성되고, 상기 메모리셀의 라이트동작은 플로팅게이트전극에서 제1반도체영역으로 제1게이트절연막을 통과하는 전자의 터널에 의해 전자를 빼내는 것에 의해 실행되며, 상기 메모리셀의 소거동작은 반도체기판에서 플로팅게이트전극으로 제1게이트절연막을 통과하는 전자의 터널에 의해 전자를 주입하는 것에 의해 실행되고, 상기 메모리셀의 리드동작은 상기 컨트롤게이트전극의 전위를 높게해서, 제1반도체영역에서 제3반도체영역으로 흐르는 전류를 센스하는 것에 의해 실행되는 불휘발성 기억장치.
  2. 주표면을 갖는 반도체기판과 플로팅게이트전극, 컨트롤게이트전극 및 사기 기판에 형성된 제1 및 제2반도체 영역을 구비하는 싱글MISFET를 각각 포함하는 여러개의 메모리셀을 포함하고, 상기 플로팅게이트전극은 상기 주표면상에 형성된 제1게이트 절연막상에 형성되며, 상기 컨트롤게이트전극은 상기 플로팅게이트전극상에 형성된 제2게이트 절연막상에 형성되고, 상기 MISFET는 상기 제2 및 제3반도체영역을 각각 둘러싸도록 상기 기판에 형성된 제3 및 제4반도체영역은 또 포함하며, 상기 제1반도체영역은 상기 플로팅게이트전극 아래에 형성되고, 상기 제2반도체영역은 상기 플로팅게이트전극 아래에 형성되지 않으며, 상기 제3 및 제4반도체영역의 불순물농도는 상기 제1 및 제2반도체영역의 불순물농도보다 각각 높고, 상기 제3반도체영역과 상기 제4반도체영역간에는 채널형성영역이 형성되며, 상기 메모리셀의 라이트동작은 플로팅게이트전극에서 제1반도체영역으로 제1게이트절연막을 통과하는 전자의 터널에 의해 전자를 빼내는 것에 의해 실행되고, 상기 메모리셀의 소거동작은 반도체기판에서 플로팅게이트로 제1게이트절연막을 통과하는 전자의 터널에 의해 전자를 주입하는 것에 의해 실행되며, 상기 메모리셀의 리드동작은 상기 컨트롤게이트전극의 전위를 높게 해서 제4반도체영역에서 제3반도체영역으로 흐르는 전류를 센스하는 것에 의해 실행되는 불휘발성 기억장치.
  3. 주표면을 갖는 반도체기판과 플로팅게이트전극, 컨트롤게이트전극 및 사기 기판에 형성된 제1 및 제2반도체 영역을 구비하는 싱글MISFET를 각각 포함하는 여러개의 메모리셀을 포함하고, 상기 플로팅게이트전극은 상기 주표면상에 형성된 제1게이트 절연막상에 형성되며, 상기 컨트롤게이트전극은 상기 플로팅게이트전극상에 형성된 제2게이트 절연막상에 형성되고, 상기 제1반도체영역과 제2반도체영역간에는 채널형성영역이 형성되며, 상기제1반도체영역은 상기 플로팅게이트전극 아래에 형성되고, 상기 제1반도체영역은 상기 플로팅게이트전극 아래에형성되지 않으면, 상기 MISFET는 상기 제1 및 제2반도체영역간에 위치한 상기 주표면상에 형성된 제3게이트절연막을 또 포함하고 상기 제3게이트절연막은 상기 제1게이트절연막보다 두꺼운 막두께를 갖으며, 상기 컨트롤게이트전극은 상기 제2 및 제3게이트절연막상에 형성되고, 상기 메모리셀의 라이트동작은 플로팅게이트전극에서 제1반도체영역으로 제1게이트절연막을 통과하는 전자의 터털에 의해 전자를 빼내는 것에 의해 실행되며, 상기 메모리셀의 소거동작은 반도체기판에서 플로팅게이트전극으로 제1게이트절연막을 통과하는 전자의 터널에 의해 전자를 주입하는 것에 의해 실행되고, 상기 메모리셀의 리드동작을 상기 컨트롤게이트전극의 전위를 높게 해서 제1반도체영역 및 제2반도체영역으로 흐르는 전류를 센스하는 것에 의해 실행되는 불휘발성 기억장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 주표면에 형성되어 제1방향으로 연장하는 워드선과 상기 기판위에 형성되어 상기 제1방향과 수직인 제2방향으로 연장되는 매립데이타선을 또 포함하고, 상기 컨트롤게이트전극은 상기 워드선과 일체로 형성되며, 각각의 메모리셀의 제1반도체영역은 상기 제1방향으로 상기 각각의 메모리셀에 인접하는 메모리셀의 제2반도체영역과 일체로 형성되고, 각각의 메모리셀의 제2반도체영역은 상기 제1방향으로 상기 각각의 메모리셀에 인접하는 제1반도체영역과 일체로 형성되며, 상기 매립데이타선은 상기 제1, 제2 및 제3반도체영역과 일체로 형성되고, 상기 매립데이타선은 상기 제2방향에 배치된 메모리셀에 대해서 공통으로 형성되는 불휘발성 기억장치.
  5. 제2항에 있어서, 상기 주표면위에 형성되어 제1방향으로 연장하는 워드선과 상기 기판내에 형성되어 상기제1방향에 수직인 제2방향으로 연장하는 매립데이타선을 또 포함하고, 상기 컨트롤게이트전극은 사이 워드선과 일체로 형성되며, 각각의 메모리셀의 제1 및 제4반도체영역은 상기 제1방향에서 상기 각각의 메모리셀에 인접하는 메모리셀의 제2 및 제3반도체영역과 각각 일체로 형성되고, 각각의 메모리셀의 제2 및 제3반도체영역은 상기 제1방향에서 상기 각각의 메모리셀에 인접하는 제1 및 제4반도체영역과 각각 일체로 형성되며, 상기 매립데이타선은 상기 제1, 제2, 제3 및 제4반도체영역과 일체로 형성되고, 상기 매립데이타선은 상기 제2방향에 배치된 메모리셀에 대해서 공통으로 형성되는 불휘발성기억장치.
  6. 제3항에 있어서, 상기 주표면위에 형성되어 제1방향으로 연장하는 워드선과 상기 기판내에 형성되어 상기 제1방향에 수직인 제2방향으로 연장하는 매립데이타선을 또 포함하고, 상기 컨트롤게이트전극은 상기 워드선과 일체로 형성되며, 각각의 메모리셀의 제1반도체영역은 상기 제1방향에서 상기 각각의 메모리셀에 인접하는 메모리셀의 제2반도체영역과 일체로 형성되고, 각각의 메모리셀의 제2반도체영역은 상기 제1방향에서 상기 각각의 메모리셀에 인접하는 제1반도체영역과 일체로 형성되며, 상기 매립데이타선은 상기 제1 및 제2반도체영역과 일체로 형성되고, 상기 매립데이타선은 상기 제2방향에 배치된 메모리셀에 대해서 공통으로 형성되는 불휘발성 기억장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 MISFET는 상기 제1 및 제2반도체영역을 둘러싸고, 상기 제1 및 제2반도체영역의 불순물농도보다 낮은 불순물농도를 갖는 제3반도체영역을 또 포함하는 불휘발성 기억장치.
  8. 제4항에 있어서, 상기 매립데이타선은 상기 워드선의 상부에 형성된 금속배선층과 상기 제2방향에 있어서 여러개의 메모리셀마다 전기적으로 접속되는 불휘발성 기억장치.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1반도체영역은 플로팅게이트전극 아래에 형성되고, 상기 라이트동작은 선택된 워드선에 대응한 메모리셀이 있어서 제1반도체영역에 대해서 정전위를 공급하여 플로팅 또는 접지전위로 하고, 선택된 워드선의 전위를 접지전위보다도 낮은 부의 고전위로, 비선택의 워드선의 전위를 접지전위로 설정해서 상기 플로팅게이트에서 제1반도체영역으로 F-N터널전류를 흐르도록 하며, 상기 소거동작은 적어도 제1반도체영역을 접지전위로 하고, 선택된 워드선을 정의 고전위로 설정해서 반도체기판에서 플로팅게이트로 F-N터널전류를 흐르도록 하고, 상기 워드동작은 상기 컨트롤게이트의 전위를 열전자가 발생하지 않을 정도의 전위로 해서 제1반도체영역에서 제2반도체영역으로 메모리전류가 흐르는지 흐르지 않는지를 센스하는 것에 의해 실행하는 불휘발성 기억장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 메모리셀은 워드선과 데이타선의 교점에 NOR형으로 배열되는 불휘발성 기억장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 라이트용의 부의 고전압 및 소거용의 정의 고전압은 차지펌프회로에 의해 내부에서 형성되는 불휘발성 기억장치.
  12. 제8항에 있어서, 상기 매립데이타선은 블럭데이타선은 구성하고, 상기 블럭데이타선은 스위치 MISFET를 거쳐 상기 금속배선층으르 이루어지는 주데이타선에 접속괴면, 여러개의 메모리블럭의 각각은 상기 블럭데이타선과 상기 블럭데이타선에 접속하는 메모리셀로 구성되는 불휘발성 기억장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 스위치MISFET는 상기 메모리블럭의 상단부에서 기수번째 또는 우수번째의 블럭데이타선과 접속되는 상부 스위치MISFET와 상기 메모리블럭의 하단부에서 우수번째 또는 기수번재의 블럭데이타선과 접속되는 하부 스위치MISFET로 이루어지는 불휘발성 기억장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 주데이타선은 워드선의 상부에 층간절연막을 거쳐 형성된 알루미늄층으로 이루어지는 불휘발성 기억장치.
  15. 제1도전형의 반도체기판의 하나의 주면에 제1게이트절연막을 거쳐 각각 격리되어 제1방향으로 연장된 제1도체층을 형성하는 제1의 공정, 제1도체층간의 반도체기판중에 있어서, 제1도체층의 한쪽의 끝부에 접하고, 다른 쪽의 끝부에 접하지 않는 제1불순물농도의 제2도전형 반도체영역으로 이루어지는 제1영역을 형성하는 제2의 공정, 제1도체층간의 반도체기판중에 있어서, 제1도체층의 다른쪽의 끝부와 제1영역을 접하고, 제1불순물농도보다도 저농도의 제2도전형 반도체영역으로 이루어지는 제2영역을 형성하는 제3의 공정, 제1도체층 상부에 제2게이트 절연막을 거쳐 각각 격리되어 제1방향과 교차하는 제2방향으로 연장되는 제2도체층을 형성함과 동시에, 제2도체층간의 상기 제1도체층을 제거하는 제4의 공정을 포함하는 불휘발성 기억장치의 제조방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 제3의 공정후에 제1도체층의 측면에 사이드월 스페이서를 형성하는 공정, 상기 사이드월 스페이서간의 반도체기판중에 제1영역과 제2영역에 접하고, 제2불순물농도보다도 고농도의 제3불순물농도의 제2도전형반도체영역으로 이루어지는 제3영역을 형성하는 공정을 추가해서 제4의 공정을 실행하는 불휘발성 기억장치의 제조방법.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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