发明名称 强介电质非挥发性记忆体及其制造方法
摘要 于MOS型FET之闸极电极中,连接一个强介电质电容器而成之非挥发性半导体记忆体中,具备了,在于绝缘性基板上形成条带状,且在于厚度方向叠层了n+领域(13),p领域(14),n+领域(15)之矽薄膜10,及能到达于矽薄膜10之一部份到达于矽薄膜10之一部份到达于下部之n+领域(13)地予以设置之孔部(17)及,在于此孔部(17)之侧面,介着闸极绝缘膜(19)地被形成之闸极电极(21),及形成于矽薄膜(10)上,下部电极(25)之连接于闸极电极(21)之强介电质电容器者。
申请公布号 TW465084 申请公布日期 2001.11.21
申请号 TW089117276 申请日期 2000.08.25
申请人 半导体理工学研究中心股份有限公司 发明人 石原宏;会泽康治
分类号 H01L27/10 主分类号 H01L27/10
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种强介电质非挥发性记忆体,由:使用条带状的形成于上述绝缘性基板上之矽薄膜而组合而成之MOS型或MIS型之电场效果电晶体,及在于构成上述电晶体之上述矽薄膜之厚度方向之上方,叠层于上述矽薄膜,连接于上述电晶体之闸极之至少一个强介电质电容器所构成,于上述矽薄膜之厚度方向形成上述电晶体之源极,通道,漏极领域而构成为其特征者。2.如申请专利范围第1项所述之强介电质非挥发性记忆体,其中上述矽薄膜乃以该矽薄膜之厚度方向从下依序地被形成第1导电型第1领域,第2导电型第2领域及第1导电型第3领域之叠层构造,且在该矽薄膜具备有至少到达于上述第1导电型第1领域地被形成之孔之侧面所形成之绝缘膜,将上述第1导电型第3领域及上述第1导电型第1领域使用于上述电晶体之源极及漏极,将上述第2导电型第2领域用做通道,而将孔之侧面之上述绝缘膜使用为闸极绝缘膜者。3.如申请专利范围第1项所述之强介质非挥发性记忆体,其中上述矽薄膜系,被形成为,以上述矽薄膜之厚度方向自下方依顺具有,第1导电型第1领域及第2导电型第2领域之叠层构造,而具有与该矽薄膜形成为条带状之方向成几乎直交之方向地,与该矽薄膜之上面接触地予以配置之导电性电极,及备有于上述条带状矽薄膜与上述导电性电极之交叉部,从上述导电性电极之上方而至少到达于上述第1导电型第1领域地予以形成之孔之侧面上所形成之绝缘膜,将上述第1导电型第1领域用为上述电晶体之源极或漏极,将上述第2导电型第2领域用做通道,将上述导电性电极用为漏极或源极,将孔之侧面之上述绝缘膜用为闸极绝缘膜者。4.如申请专利范围第3项所述之强介电质非挥发性记忆体,其中上述导电性电极乃含有对于矽而成为施主或受主之不纯物,上述第1导电型领域乃将含有上述导电性电极之该不纯物扩散于上述薄膜而形成,而以上述扩散所形成之上述第1导电型第1领域用做上述电晶体之漏极或源极者。5.一种强介电质非挥发性记忆体,主要乃,由MOS型或MIS型之电场效果电晶体,及连接于上述电晶极之闸极电极之一个或复数个之强介电质电容器所构之强介电质非挥发性记忆体中,其特征为,上述电晶体乃由:行方向地形成于绝缘性基板上,各个系具有厚度方向地被叠层之第1导电型第1领域,第2导电型第2领域及第1导电型第3领域之多数之多层构造矽薄膜,及形成于,在于上述矽薄膜上可到达于上述第1导电型第1领域地选择性的设于孔之侧面之闸极绝缘膜,及形成于上述闸极绝缘膜上之闸极电极所构成,上述强介电质电容器系形成于上述矽薄膜上,而备有连接地上述闸极电极之电极者。6.一种强介电质非挥发性记忆体,其特征为:由矽晶片及形成于该矽晶片之表面之形成了氧化膜之绝缘性基板,及由:依序叠层于上述绝缘性基板之含有第1导电型第1领域,第2导电型第2领域及第1导电型第3领域之多层构造矽薄膜,及在上述矽薄膜上选择的设沟而形成之复数之矽条带,及在上述矽条带之各个上至少到达于上述第2领域之深度的周期的被形成之复数之孔之各个周面上所形成之闸极绝缘膜,所构成之电场效果电晶体,及叠层于上述矽薄膜之上述孔之各个上,由连接于上述闸极电极之第1电极,强介电质膜之第2电极所构成之强介电质容器所构成者。7.如申请专利范围第6项所述之强介电质非挥发性记忆体,其中上述强介电质电容器之上述第2电极系延伸于与上述矽条带成直交之方向者。8.如申请专利范围第6项所述之强介电质非挥发性记忆体,其中又具备有,形成于上述矽条带上之用于保护上述矽条带用之保护绝缘膜,及埋入于上述孔及沟之埋入绝缘膜者。9.如申专利范围第6项所述之强介电质非挥发性记忆体,其中形成于上述矽条带之孔系到达于上述氧化膜之矩形筒状孔,上述闸极电极系对应于上述矩形筒状孔之矩形筒状者。10.如申请专利范围第6项所述之强介电质非挥发性记忆体,其中第1导电型第1领域,第2导电型第2领域及第1导电型第3领域乃分另为n+领域,p领域n+领域所形成者。11.一种强介电质非挥发性记忆体,其特征为:自含有备有依序叠层之第1导电型领域及第2导电型领域之矽膜之SOI膜基板,及在于上述矽薄膜上选择性的形成沟而生成之复数之矽条带,及埋入于上述沟之矽氧化膜,及大致上成直交于上述矽条带地被形成之由多晶矽所成之条带状之导电性电极,及形成于上述矽条带之各个上之孔之周围之导电性电极,及选择性的形成于上述矽条带之各个上之孔之周围之闸极绝缘膜,及埋入于上述形成了闸极绝缘膜之孔之多晶矽所形成之闸极电极所构成,而将上述第1导电型领域,上述第2导电型领域及上述导电性电极做为源极,通道,漏极之电场效果电晶体;及由,形成于上述闸极电极上之强介电质层及形成于此强介电质层上之电容器电极所成之强介电质电容器;所构成者。12.一种强介电质非挥发性记忆体之制造方法,由:准备,对于形成于矽晶片之表面之氧化膜上之备有含有依序叠层之第1导电型第1领域,及第2导电型第2领域之矽薄膜之SOI(silicon in Insulator)基板之步骤,及于上述第2导电型第2领域形成第1导电型第3领域之步骤,及于上述第1导电型第3领域上形成矽氧化膜之步骤,及使用具有条带状开口及矩形开口之遮屏罩,而一方面条带状的蚀刻上述矽薄膜,同时,到达于上述氧化膜为止地形成为了形成闸极部用之孔之步骤,及在于上述孔之周围形成闸极绝缘膜之步骤,及在于上述闸极绝缘膜上堆积上述闸极电极之步骤,及在于上述孔之中心部及上述矽条带间之沟中埋入矽膜之步骤,及在于上述闸极电极上形成强介电质电容器之电极之步骤,以及在于上述电极上堆叠强介电质膜之步骤所构成,为其特征为。13.如申请专利范围第12项所述之强介电质非挥发性记忆体之制造方法,其中上述导电膜系由渗杂了不纯物之低电阻之多晶矽膜所形成者。图式简单说明:第一图A乃至第一图C系分别表示第1实施形态之强介电质非挥发性记忆体之元件构造之平面及断面图。第二图A乃至第二图E系分别表示第1实施形态之强介电质非挥发性记忆体之制造过程之半导体构造之断面。第三图表示于第1实施形态之强介电质非挥发性记忆体之制造时所用之遮屏罩图样之平面图。第四图表示第1实施形态之强介电质非挥发性记忆体之电路构成之图。第五图表示第1实施形态之变形例之SOI构造之断面图。第六图表示第2实施形态之强介质非挥发性记忆体之元件构造之一部份切开所示之斜视图。第七图表示第2实施形态之强介电质非挥发性记忆体之电路构成图。第八图A及第八图B表示强介电质电容器与MOS电容器之串联连接构造之C-V特性图。
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