KR100672223B1 - 자기 정렬된 비휘발성 랜덤 액세스 메모리 셀 및 제조 공정 - Google Patents
자기 정렬된 비휘발성 랜덤 액세스 메모리 셀 및 제조 공정 Download PDFInfo
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Abstract
Description
도 37b는 선 2-2를 따라 취해진 단면도.
도 37d는 반도체 기판에서 형성될 수 있는 두 종류의 분리 영역, 즉 LOCOS 또는 얕은 트렌치(shallow trench)를 도시하는 선 2-2를 따라 취해진 단면도.
도 37f는 선 3-3을 따라 취해진 단면도.
도 37g는 선 4-4를 따라 취해진 단면도.
본 발명은 일반적으로 자기 정렬된 비휘발성 메모리(self-aligned non-volatile memory) 및 그 제작 방법에 관한 것으로, 특히 3중으로 자기 정렬된 분할 게이트 비휘발성 랜덤 액세스 메모리(non-volatile random access memroy, NVRAM) 셀(cell)에 관한 것이다.
관련 기술의 설명
본 발명은 같은 참조 번호들이 같은 요소들을 지칭하는 후속하는 도면들에 관하여 자세하게 설명될 것이다.
Claims (21)
- 비휘발성 RAM 셀에 있어서,제 1 면, 상단 면, 제 2 면, 및 상기 상단 면과 상기 제 2 면의 접합부에 형성된 예리한 팁(sharp tip)을 갖는 제 1 폴리실리콘 부동 게이트(floating gate)와 제 2 폴리실리콘 부동 게이트;상기 제 1 부동 게이트의 상기 상단 면 일부와 상기 제 1 면에 제공되는 절연체;상기 제 1 부동 게이트와 상기 제 2 부동 게이트 사이에 제공되는 자기 정렬된 접촉부;상기 제 1 부동 게이트의 상기 상단 면의 또 다른 일부, 상기 예리한 팁, 및 상기 제 2 면에 제공되는 유전체 물질; 및상기 절연체의 한 측면 상에 및 상기 유전체 물질 위에 제공되는 폴리실리콘 워드선 스페이서(polysilicon wordline spacer)를 포함하는, 비휘발성 RAM 셀(non-volatile RAM cell).
- 제 1 항에 있어서,상기 절연체는 산화물을 포함하는, 비휘발성 RAM 셀.
- 제 1 항에 있어서,상기 자기 정렬된 접촉부는 폴리실리콘을 포함하는, 비휘발성 RAM 셀.
- 제 1 항에 있어서,소스 영역 및 복수의 비트선/드레인 영역들을 갖는 실리콘 기판을 더 포함하는, 비휘발성 RAM 셀.
- 제 4 항에 있어서,상기 제 1 부동 게이트의 일부는 상기 소스 영역 위에 제공되고, 상기 제 1 부동 게이트의 일부는 상기 비트선/드레인 영역들 중 하나 위에 제공되는, 비휘발성 RAM 셀.
- 제 5 항에 있어서,상기 제 2 부동 게이트의 일부는 상기 소스 영역 위에 제공되고, 상기 제 2 부동 게이트의 일부는 상기 비트선/드레인 영역들 중 또 다른 하나 위에 제공되는, 비휘발성 RAM 셀.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 2 부동 게이트는 제 1 면, 제 2 면, 상단 면 및 상기 제 2 폴리실리콘 부동 게이트의 상기 상단 면과 상기 제 2 면의 접합부에 형성된 예리한 팁을 포함하고,상기 셀은,상기 제 2 부동 게이트의 상기 상단 면 일부와 상기 제 1 면 상에 제공되는 절연체;상기 제 2 부동 게이트의 상기 상단 면의 다른 일부, 상기 예리한 팁, 및 상기 제 2 면 상에 제공되는 유전체 물질; 및상기 절연체의 한 측면 상에 및 상기 유전체 물질 위에 제공되는 폴리실리콘 워드선 스페이서를 더 포함하는, 비휘발성 RAM 셀.
- 부동 게이트 메모리 셀들의 반도체 메모리 어레이를 반도체 기판에 형성하는 자기 정렬 방법으로서, 각 메모리 셀은 부동 게이트, 제 1 단자, 그들 사이에 채널 영역을 갖는 제 2 단자, 및 제어 게이트를 갖는, 상기 자기 정렬 방법에 있어서,a) 상기 기판 상에 복수의 이격된 분리 영역들(isolation regions)을 형성하는 단계로서, 상기 분리 영역들은 제 1 방향으로 실질적으로 서로 평행하고, 활성 영역이 인접한 분리 영역들의 각 쌍 사이에 있고, 상기 활성 영역은 상기 반도체 기판 상에 제 1 층의 절연 물질을 상기 제 1 층의 절연 물질 상에 제 1 층의 폴리실리콘 물질을 포함하는, 상기 분리 영역들 형성 단계;b) 마스킹(masking) 물질의 복수의 이격된 마스킹 영역들을 형성하는 단계로서, 상기 마스킹 물질은 상기 활성 영역 및 분리 영역들 상에서 제 2 방향으로 실질적으로 서로 평행하고, 상기 제 2 방향은 상기 제 1 방향과 실질적으로 수직인, 상기 복수의 이격된 마스킹 영역들을 형성하는 단계;c) 절연 물질의 복수의 이격된 제 1 스페이서들을 형성하는 단계로서, 상기 절연 물질은 상기 제 2 방향으로 실질적으로 서로 평행하고, 각 제 1 스페이서는 상기 마스킹 영역들 중 하나와 인접하여 연속하고, 제 1 영역이 인접한 제 1 스페이서들의 각 쌍들 사이에 있고, 각 제 1 스페이서가 복수의 교호하는 활성 영역들 및 분리 영역들을 가로지르는, 상기 복수의 이격된 제 1 스페이서들을 형성하는 단계;d) 상기 제 1 영역에서 인접한 제 1 스페이서들의 쌍들 사이를 에칭하는 단계;e) 상기 제 1 영역에서 인접한 제 1 스페이서들의 쌍들 사이에 있는 상기 활성 영역들 각각에서 상기 기판에 상기 제 1 단자를 형성하는 단계;f) 상기 기판의 상기 제 1 단자에 전기적으로 접속되는 이격된 제 1 스페이서들의 각 쌍 사이에 상기 제 2 방향으로 도전체를 형성하는 단계;g) 상기 제 2 방향으로 실질적으로 서로 평행한 복수의 구조들로 되도록 상기 마스킹 물질을 제거하는 단계;h) 상기 구조들의 각각에 대해 절연막을 형성하는 단계;i) 상기 제 2 방향으로 실질적으로 서로 평행한, 폴리실리콘 물질의 복수의 이격된 제 2 스페이서들을 형성하는 단계로서, 각 제 2 스페이서가 상기 구조들 중 하나와 인접하여 연속하고, 제 2 영역이 인접한 제 2 스페이서들의 각 쌍 사이에 있고, 각 제 2 스페이서는 복수의 교호하는 활성 영역 및 분리 영역을 가로지르고, 상기 제 2 스페이서들 각각은 상기 제 2 방향으로 메모리 셀들을 위한 제어 게이트들에 전기적으로 접속되는, 상기 복수의 이격된 제 2 스페이서들을 형성하는 단계;j) 상기 제 2 영역에서 인접한 제 2 스페이서들의 쌍들 사이를 에칭하는 단계;k) 상기 제 2 영역에서 인접한 제 2 스페이서들의 쌍들 사이에 있는 상기 활성 영역들 각각에서 상기 기판에 상기 제 2 단자를 형성하는 단계; 및l) 실질적으로 활성 영역에 평행하고 상기 기판의 상기 제 2 단자에 전기적으로 접속되는 제 1 방향으로 도전체를 형성하는 단계를 포함하는, 자기 정렬 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 형성 단계 a는 상기 분리 영역들 및 폴리실리콘 물질의 상기 제 1 층을 자기 정렬 처리로 형성하는, 자기 정렬 방법.
- 제 8 항에 있어서,상기 형성 단계 a는 상기 분리 영역들 및 상기 폴리실리콘 물질의 상기 제 1 층을 비자기 정렬 처리로 형성하는, 자기 정렬 방법.
- 반도체 기판에서의 부동 게이트 메모리 셀들의 반도체 메모리 어레이로서, 각 메모리 셀은 부동 게이트, 제 1 단자, 그들 사이에 채널 영역을 갖는 제 2 단자, 및 제어 게이트를 갖는, 상기 반도체 메모리 어레이에 있어서,제 1 방향으로 실질적으로 서로 평행한 복수의 이격된 활성 영역을 갖고, 활성 영역들의 각 쌍 사이에 분리 영역을 갖는 반도체 기판;상기 기판으로부터 절연된, 전기적 전도성 물질의 복수의 이격된 스페이서들로서, 상기 스페이서들은 상기 제 1 방향에 실질적으로 수직인, 제 2 방향으로 실질적으로 서로 평행하며; 상기 스페이서들 각각은 교호하는 분리 영역 및 활성 영역을 가로지르고, 상기 활성 영역에서 메모리 셀들을 위한 제어 게이트들에 전기적으로 접속되는, 상기 복수의 이격된 스페이서들;상기 제 2 방향으로 실질적으로 서로 평행한 복수의 이격된 제 1 전기 도전체들로서, 상기 제 1 도전체는 상기 메모리 셀들의 복수의 이격된 제 1 단자들과 전기적인 접촉을 형성하고, 각 제 1 단자는 활성 영역에 있는, 상기 복수의 이격된 제 1 전기 도전체들; 및상기 제 1 방향으로 실질적으로 서로 평행한 복수의 이격된 제 2 전기 도전체들로서, 상기 제 2 도전체는 상기 메모리 셀들의 복수의 이격된 제 2 단자들과 전기적인 접촉을 형성하고, 각 제 2 단자는 상기 기판에서 활성 영역에 있고, 그렇지 않은 경우 상기 제 2 도전체는 상기 기판 및 상기 제 1 전기 도전체들로부터 절연되는, 상기 복수의 이격된 제 2 전기 도전체들을 포함하는, 반도체 메모리 어레이.
- 제 11 항에 있어서,상기 복수의 제 1 전기 도전체들 각각은 상기 제 2 방향으로 연속되고, 상기 메모리 셀들의 인접한 제 1 단자들의 쌍들 사이에서 상기 기판의 분리 영역에 접속되는, 반도체 메모리 어레이.
- 제 11 항에 있어서,상기 이격된 제 2 전기 도전체 각각은 상기 복수의 제 1 전기 도전체들로부터 절연되고, 상기 복수의 제 1 전기 도전체들은 상기 기판과 상기 복수의 제 2 전기 도전체들 사이에 있는, 반도체 메모리 어레이.
- 제 11 항에 있어서,상기 이격된 복수의 스페이서들은 쌍으로 형성되고, 상기 제 1 전기 도전체들 중 하나는 상기 스페이서들의 두 개의 인접한 쌍들 사이에 있고, 상기 제 2 전기 도전체들 각각은 상기 스페이서들의 각 쌍 사이에서 상기 기판과 전기적 접촉을 형성하는, 반도체 메모리 어레이.
- 제 14 항에 있어서,제 2 방향으로 실질적으로 서로 평행한, 복수의 이격된 절연 스페이서들의 쌍들을 더 포함하고, 각 쌍은 상기 제 1 전기 도전체들 중 하나를 둘러싸는, 반도체 메모리 어레이.
- 실질적으로 동일한 회로들의 어레이를 갖고, 각 회로가 활성 영역에 제 1 단자 및 제 2 단자를 갖는, 반도체 기판의 반도체 디바이스에 있어서, 상기 어레이는,제 1 방향으로 서로 평행한, 반도체 기판의 분리 영역 및 활성 영역의 복수의 인접하는 교호 스트립들;상기 제 1 방향에 실질적으로 수직인 제 2 방향으로 서로 평행한 복수의 이격된 제 1 전도성 스트립들로서, 상기 제 1 전도성 스트립 각각은 활성 영역의 제 1 단자에서 상기 반도체 기판과 접촉하는, 상기 복수의 이격된 제 1 전도성 스트립들; 및상기 복수의 제 1 전도성 스트립들로부터 절연된, 상기 제 1 방향으로 서로 평행한 복수의 이격된 제 2 전도성 스트립들로서, 상기 제 2 전도성 스트립들 각각은 활성 영역들의 스트립에 실질적으로 평행하고 상기 활성 영역의 제 2 단자와 접촉하는, 상기 복수의 이격된 제 2 전도성 스트립을 포함하는, 반도체 디바이스.
- 제 16 항에 있어서,상기 제 1 전도성 스트립들 각각은 상기 제 2 방향으로 복수의 활성 영역들 및 복수의 분리 영역들을 가로질러 상기 반도체 기판과 접촉하는, 반도체 디바이스.
- 제 16 항에 있어서,상기 제 1 전도성 스트립들 각각은 절연체에 인접한 스페이서인, 반도체 디바이스.
- 제 16 항에 있어서,상기 집적 회로는 분할 게이트 부동 게이트형의 비휘발성 메모리 셀이고, 활성 영역의 상기 제 1 단자 및 상기 제 2 단자는 채널 영역에 의해 분리되는, 반도체 디바이스.
- 제 19 항에 있어서,상기 제 1 전도성 스트립들 각각은 활성 영역에서 두 개의 인접한 메모리 셀들의 제 1 영역과 접촉하는, 반도체 디바이스.
- 제 19 항에 있어서,상기 제 2 전도성 스트립들 각각은 활성 영역에서 두 개의 인접한 메모리 셀들의 제 2 영역과 접촉하는, 반도체 디바이스.
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