发明名称 非挥发性半导体记忆体及其制造方法
摘要 一种由分裂闸极型记忆单胞电晶体所组成之非挥发性半导体记忆体,而每一个记忆单胞电晶体包含一形成在半导体基板主表面而且彼此分开之源极区和汲极区,以及源极区和汲极区之间形成通道区,此通道区分成毗邻汲极区之第一通道区和毗邻源极区之第二通道区,第一闸极绝缘膜形成在该第一通道区之表面上,而控制闸极电极则形成在第一闸极绝缘膜上,一绝缘层形成在源极区和汲极区上,且第二闸极绝缘膜形成在该控制闸极电极之上表面和一对相对侧面与该第二通道区之表面上,一浮动闸极电极形成在该第二闸极绝缘膜上,而得到分别终结于形成在源极区上之绝缘层和形成在汲极区上之绝缘层的相对端点。
申请公布号 TW312041 申请公布日期 1997.08.01
申请号 TW085110307 申请日期 1996.08.23
申请人 电气股份有限公司 发明人 太田智之
分类号 H01L21/8239 主分类号 H01L21/8239
代理机构 代理人 何金涂 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种非挥发性半导体记忆体,系由各自具有浮动闸极电极和控制闸极电极之分裂闸极型记忆单胞电晶体所组成的,其中每一个记忆单胞电晶体包含形成在半导体基板主表面且彼此相互分开之第一和第二源极/汲极区,形成在该第一和第二源极/汲极区之间的通道区,而该通道区分别毗邻该第一源极/汲极区之第一通道区和毗邻该第二源极/汲极区之第二通道区,形成在该第一通道区表面上之第一闸极绝缘体,形成在该第一闸极绝缘膜上之第一闸极电极,形成在每一个该第一和第二源极/汲极区表面之绝缘层,形成在该第一闸极电极的上表面和一对相对侧面与该第二通道区表面上之第二闸极绝缘膜,以及形成在该第二闸极绝缘膜上且具有分别终结于形成在该第一源极/汲极区之该表面上的该绝缘层和形成在该第二源极/汲极区之该表面上的该绝缘层之上的相对端顶之第二闸极电极,该第一和第二闸极电极其中之一构成浮动闸极电极,而该第一和第二闸极电极另外之一则构成控制闸极电极。2.如申请专利范围第1项之非挥发性半导体记忆体,其中该绝缘膜部份覆盖该第一闸极电极之第一侧面,而该第二闸极绝缘膜覆盖该第一闸极电极之该第一侧面的保留部份和完全覆盖该第一闸极电极相对于该第一侧面之第二侧面。3.如申请专利范围第2项之非挥发性半导体记忆体,还包含一形成用以覆盖该第二闸极电极和该绝缘膜之层间绝缘膜,和一形成在该层间绝缘膜上且透过一从该层间绝缘膜贯穿到该第一源极/汲极区的接触孔连接到该第一源极/汲极区之数位线导体。4.一种非挥发性半导体记忆体,系由各自具有浮动闸极电极和控制闸极电极之分裂闸极型记忆单胞电晶体所组成的,其中每一个记忆单胞电晶体包含形成在半导体基板主表面且彼此相互分开之第一和第二源极/汲极区,形成在该第一和第二源极/汲极区之间的通道区,而该通道区分别毗邻该第一源极/汲极区之第一通道区和毗邻该第二源极/汲极区之第二通道区,形成在该第一通道区表面上之第一闸极绝缘膜,形成在该第一闸极绝缘膜上之第一闸极电极,形成在该第一闸极电极上之第二闸极绝缘膜,形成在每一个该第一和第二源极/汲极区表面上之绝缘层,形成第三闸极绝缘膜至少覆盖该第二通道区之表面和一对该第一闸极电极相对侧面中毗邻该第二通道区之侧面,以及形成在该第二和第三闸极绝缘膜上具有分别终结于形成在该第一源极/汲极区之该表面上的该绝缘层和形成在该第二源极/汲极区之该表面上的该绝缘层之上的相对端点之第二闸极电极,该第一和第二闸极电极其中之一构成浮动闸极电极,而该第一和第二闸极电极另外之一则构成控制闸极电极。5.如申请专利范围第4项之非挥发性半导体记忆体,其中形成在该第一源极/汲极区之该表面上的该绝缘层完全覆盖该第一闸极电极之该对相对侧面的另一侧面,且该第三闸极绝缘膜自该第一闸极电极之该对相对侧面的该其一侧面向上延伸。6.如申请专利范围第5项之非挥发性半导体记忆体,还包含形成用以覆盖该第二闸极电极和该绝缘膜之层间绝缘膜。7.一种非挥发性半导体记忆体之制造方法,该记忆体系由各自具有浮动闸极电极和控制闸极电极之分裂闸极型记忆单胞电晶体所组成的,此方法包含之步骤为形成一第一闸极电极在形成于半导体基板主表面上之第一闸极绝缘膜之上,在该半导体基板之该主表面的该第一闸极电极之相对侧,形成第一和第二源极/汲极区,因为与第一闸极电极自行对齐,所以通道区形成在该第一闸极电极之下该半导体基板的该主表面,形成一绝缘层以覆盖该第一和第二源极/汲极区之表面,去除部份在通道长度方向毗邻该第一源极/汲极区之第一闸极电极,在保留的第一闸极电极之上表面和一对相对侧面及在该部份已经去除之该第一闸极电极的该半导体基板之该主表面上形成一第二闸极绝缘膜,以及形成第二闸极电极以覆盖该第二闸极绝缘膜,而得到分别终结于形成在该第一源极/汲极区之该表面的该绝缘层和形成在该第二源极/汲极区之该表面的该绝缘层上之相对端点,使用该第一和第二闸极电极其中之一建构浮动闸极电极,而该第一和第二闸极电极另外之一则建构控制闸极电极。8.如申请专利范围第7项之方法,其中所形成之该绝缘膜部份覆盖该第一闸极电极之第一侧面,但是该第一闸极电极之该上表面却处于暴露状态,而且所形成之该第二闸极绝缘膜覆盖该第一闸极电极之该第一侧面的保留部份及完全覆盖该第一闸极电极相对于该第一侧之第二侧面。9.如申请专利范围第8项之方法,还包含形成层间绝缘膜以覆盖该第二闸极电极和该绝缘膜,以及在该层绝缘膜上形成通过接触孔连接到该第一源极/汲极区之数位线导体之步骤,而所形成之接触孔穿透该层间绝缘体到达该第一源极/汲极区。10.一种非挥发性半导体记忆体之制造方法,该记忆体系由各自具有浮动闸极电极和控制闸极电极之分裂闸极型记忆单胞电晶体所组成的,此方法包含之步骤为在半导体基板主表面上形成一由第一闸极绝缘膜,第一闸极电极,第二闸极绝缘膜和第二闸极电极部份的第一部份所组成之堆叠层结构,且以命名顺序堆叠,在该堆叠层结构之相对侧形成与该堆叠层结构自行对齐之第一和第二源极/汲极区,所以通道区形成在该堆叠层结构之下,形成一绝缘层覆盖该第一和第二源极/汲极区之表面,在通道长度方向,去除一部份毗邻每一个该源极/汲极区第一端点之该堆叠层结构,至少在保留的堆叠层结构之该表面和已经去除的该部份该堆叠层结构之该半导体基板的该主表面上形成第三闸极绝缘膜,在形成在该半导体基板的该主表面上之该第三闸极绝缘体上形成该第二闸极电极的第二部份,形成该第二闸极电极的第三部份覆盖该第二闸极电极之该第二部份和该保留的堆叠层结构之该第二闸极电极的该第一部份,而得到分别终结于形成在该第一源极/汲极区之该表面上的该绝缘层和形成在该第二源极/汲极区之该表面上的该绝缘层上之相对端点,使得该第一和第二闸极电极其中之一建构浮动闸极电极,而该第一和第二闸极电极另外之一则建构控制闸极电极。11.如申请专利范围第10项之方法,其中所形成之该绝缘膜部份覆盖该堆叠层结构之第一侧面,但是该堆叠层结构之上表面却处于曝露状态,而且其中所形成之该第三闸极绝缘膜覆盖保留的堆叠层结构之上表面,该堆叠层结构之该第一侧面的保留部份和该堆叠层结构之整个第二侧面相对于该第一侧面和已经去除的该部份该第一闸极电极之该半导体基板的该主表面,然后形成该第三闸极绝缘膜以覆盖选择性去除之保留的堆叠层结构之该上表面,使得在保留的堆叠层层结构会曝露出该第二闸极电极之该第一部份的表面。12.如申请专利范围第11项之方法,还包含形成层间绝缘膜以覆盖该第二闸极电极和该绝缘膜之步骤。图示简单说明:第一图为传统的第一种含有在下面的浮动闸极和在上面的控制闸极之非挥发性半导体记忆体的横截面图;第二图为传统的第二种含有在下面的控制闸极和在上面的浮动闸极之非挥发性半导体记忆体的横截面图;第三图为根据本发明之非挥发性半导体记忆体第一个实施例的横截面图;第四A到四I图为说明根据本发明而示于第三图之非挥发性半导体记忆体第一个实施例之制程的横截面图;第五图为示于第三图之非挥发性半导体记忆体第一个实施例之记忆单胞阵列的电路图;第六图为根据本发明之非挥发性半导体记忆体第二个实施例之横截面图;第七A到七I图为说明根据本发明而示于第六图之非挥发性半导体记忆体第二个实施例之制程的横截面图;第八图为示于第六图之非挥发性半导体记忆体第二个实施例之记忆单胞阵列的电路图;第九图为根据本发明之非挥发性半导体记忆体第三个实施例的横截面图;以及第十图为示于第九图之非挥发性半导体记忆体第三个实施例之记忆单胞阵列的电路图。
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