发明名称 垂直氮化物唯读记忆体反及快闪记忆体阵列
摘要 说明的系记忆体装置、阵列、以及线串,其有助于在反及架构记忆体线串、阵列、以及装置中使用氮化物唯读记忆体记忆体胞。本发明的氮化物唯读记忆体反及架构记忆体实施例于高密度的垂直反及架构阵列或线串中包含复数个氮化物唯读记忆体记忆体胞,其有助于使用缩小特征尺寸的制程技术。该些反及架构垂直氮化物唯读记忆体记忆体胞线串可达成经改良的高密度记忆体装置或阵列,其可善用半导体制程通常能够做到且又不会受到多重位元氮化物唯读记忆体记忆体胞中电荷分离问题影响的特征尺寸。
申请公布号 TWI255457 申请公布日期 2006.05.21
申请号 TW093138328 申请日期 2004.12.10
申请人 麦克隆科技公司 发明人 里欧诺德 弗尔贝斯
分类号 G11C11/00;H01L21/822 主分类号 G11C11/00
代理机构 代理人 林镒珠 台北市中山区长安东路2段112号9楼
主权项 1.一种垂直氮化物唯读记忆体反及记忆体胞线串, 其包括: 基板,其包括一或一个以上的隆起区而于其间界定 复数条沟槽; 复数个氮化物唯读记忆体记忆体胞,其中,该等氮 化物唯读记忆体记忆体胞系以垂直的方式形成于 该等一或一个以上隆起区的侧壁之上;以及 其中该等复数个氮化物唯读记忆体记忆体胞经由 形成于该等一或一个以上隆起区之顶端处及该等 一或一条以上沟槽之底部处的复数个源极/汲极区 而被耦合于一连续的线串中。 2.如申请专利范围第1项之垂直氮化物唯读记忆体 反及记忆体胞线串,其中该等隆起区系柱状物。 3.如申请专利范围第1项之垂直氮化物唯读记忆体 反及记忆体胞线串,其进一步包括: 复数条字组线,其中每条字组线均被耦合至该线串 中氮化物唯读记忆体记忆体胞的控制闸极; 位元线,其中该条位元线被耦合至该线串中第一个 氮化物唯读记忆体记忆体胞的源极/汲极;以及 源极线,其中该条源极线被耦合至该线串中最后一 个氮化物唯读记忆体记忆体胞的源极/汲极。 4.如申请专利范围第3项之垂直氮化物唯读记忆体 反及记忆体胞线串,其中该等第一个与最后一个氮 化物唯读记忆体记忆体胞经由第一与第二选择电 晶体而被耦合至该条位元线与源极线。 5.一种垂直氮化物唯读记忆体反及记忆体阵列,其 包括: 基板,其包括复数根柱状物以及复数条相关的沟槽 ; 复数个氮化物唯读记忆体记忆体胞,其中,该等氮 化物唯读记忆体记忆体胞系以垂直的方式形成于 该等复数根柱状物的侧壁之上;以及 其中,该等复数个氮化物唯读记忆体记忆体胞经由 形成于该等复数根柱状物之顶端处及该等相关沟 槽之底部处的复数个源极/汲极区而被耦合成复数 条反及架构记忆体线串。 6.如申请专利范围第5项之垂直氮化物唯读记忆体 反及记忆体阵列,其进一步包括: 复数条字组线,其中每条字组线均被耦合至一或一 个以上氮化物唯读记忆体记忆体胞中一或一个以 上的控制闸极,其中每个该等一或一个以上氮化物 唯读记忆体记忆体胞均系来自该等复数条反及架 构记忆体线串中不同的反及架构记忆体线串; 至少一条位元线,其中该至少一条置元线被耦合至 该等复数条反及架构记忆体线串中每条反及架构 记忆体线串中第一个氮化物唯读记忆体记忆体胞 的源极/汲极;以及 至少一条源极线,其中该至少一条源极线被耦合至 该等复数条反及架构记忆体线串中每条反及架构 记忆体线串中最后一个氮化物唯读记忆体记忆体 胞的源极/汲极。 7.如申请专利范围第6项之垂直氮化物唯读记忆体 反及记忆体阵列,其中每条反及架构记忆体线串中 的第一个与最后一个氮化物唯读记忆体记忆体胞 经由第一与第二选择电晶体而被耦合至该至少一 条位元线与该至少一条源极线。 8.如申请专利范围第5项之垂直氮化物唯读记忆体 反及记忆体阵列,其中于该等复数条反及架构记忆 体线串中相邻的反及架构记忆体线串之间形成隔 离区。 9.如申请专利范围第8项之垂直氮化物唯读记忆体 反及记忆体阵列,其中该隔离区系氧化物绝缘体。 10.如申请专利范围第5项之垂直氮化物唯读记忆体 反及记忆体阵列,其中该等复数条反及架构记忆体 线串中的每条反及架构记忆体线串均系形成于该 基板上所形成的分离的P井隔离区之上。 11.一种氮化物唯读记忆体反及架构快闪记忆体装 置,其包括: 形成于基板之上的氮化物唯读记忆体反及架构记 忆体阵列,该基板具有复数根柱状物以及复数条相 关的沟槽; 复数个氮化物唯读记忆体记忆体胞,其中,该等氮 化物唯读记忆体记忆体胞系以垂直的方式形成于 该等复数根柱状物与沟槽的侧壁之上;以及 其中,该等复数个氮化物唯读记忆体记忆体胞经由 形成于该等复数根柱状物之顶端处及该等相关沟 槽之底部处的复数个源极/汲极区而被耦合成复数 条反及架构记忆体线串。 12.如申请专利范围第11项之垂直氮化物唯读记忆 体反及架构快闪记忆体装置,其进一步包括: 复数条字组线,其中每条字组线均被耦合至一或一 个以上氮化物唯读记忆体记忆体胞中一或一个以 上的控制闸极,其中每个该等一或一个以上氮化物 唯读记忆体记忆体胞均系来自该等复数条反及架 构记忆体线串中不同的反及架构记忆体线串; 至少一条位元线,其中该至少一条位元线被耦合至 该等复数条反及架构记忆体线串中每条反及架构 记忆体线串中第一个氮化物唯读记忆体记忆体胞 的源极/汲极;以及 至少一条源极线,其中该至少一条源极线被耦合至 该等复数条反及架构记忆体线串中每条反及架构 记忆体线串中最后一个氮化物唯读记忆体记忆体 胞的源极/汲极。 13.如申请专利范围第12项之垂直氮化物唯读记忆 体反及架构快闪记忆体装置,其中每条反及架构记 忆体线串中的第一个与最后一个氮化物唯读记忆 体记忆体胞经由第一与第二选择电晶体而被耦合 至该至少一条位元线与该至少一条源极线。 14.如申请专利范围第11项之垂直氮化物唯读记忆 体反及架构快闪记忆体装置,其中该反及架构快闪 记忆体装置的该等氮化物唯读记忆体记忆体胞被 调适成利用下面其中一者来进行程式化:穿隧电子 注入法、通道热电子注入法(HEI)、以及基板增强 热电子注入法(SEHE)。 15.如申请专利范围第11项之垂直氮化物唯读记忆 体反及架构快闪记忆体装置,其中该反及架构快闪 记忆体装置的该等氮化物唯读记忆体记忆体胞被 调适成利用下面其中一者来进行抹除:穿隧法、相 对于该基板或P井于该控制闸极上施加负电压、以 及基板增强带至带穿隧诱发热电洞注入法(SEBBHH) 。 16.一种氮化物唯读记忆体反及架构快闪记忆体装 置,其包括: 形成于基板之上的氮化物唯读记忆体反及架构记 忆体阵列,该基板具有复数根柱状物以及复数条相 关的沟槽; 复数个氮化物唯读记忆体记忆体胞,其中,该等氮 化物唯读记忆体记忆体胞系以垂直的方式形成于 该等复数根柱状物与沟槽的侧壁之上;以及其中, 该等复数个氟化物唯读记忆体记忆体胞经由形成 于该等复数根柱状物之顶端处及该等相关沟槽之 底部处的复数个源极/汲极区而被耦合成复数条反 及架构记忆体线串; 控制电路; 列解码器; 被耦合至该列解码器的复数条字组线,其中每条字 组线均被耦合至一个或一以上氮化物唯读记忆体 记忆体胞中一或一个以上的控制闸极,其中每个该 等一或一个以上氮化物唯读记忆体记忆体胞均系 来自该等复数条反及架构记忆体线串中不同的反 及架构记忆体线串; 至少一条位元线,其中该至少一条位元线经由第一 选择闸极而被耦合至该等复数条反及架构记忆体 线串中每条反及架构记忆体线串中第一个氮化物 唯读记忆体记忆体胞的源极/汲极;以及 至少一条源极线,其中该至少一条源极线经由第二 选择闸极而被耦合至该等复数条反及架构记忆体 线串中每条反及架构记忆体线串中最后一个氮化 物唯读记忆体记忆体胞的源极/汲极。 17.一种系统,其包括: 处理器,该处理器被耦合至至少一个记忆体装置, 其中该至少一个记忆体装置包括: 形成于基板之上的氮化物唯读记忆体反及架构记 忆体阵列,该基板具有复数根柱状物以及复数条相 关的沟槽, 复数个氮化物唯读记忆体记忆体胞,其中,该等氮 化物唯读记忆体记忆体胞系以垂直的方式形成于 该等复数根柱状物与沟槽的侧壁之上,以及 其中,该等复数个氮化物唯读记忆体记忆体胞经由 形成于该等复数根柱状物之顶端处及该等相关沟 槽之底部处的复数个源极/汲极区而被耦合成复数 条反及架构记忆体线串。 18.一种垂直氮化物唯读记忆体反及记忆体胞线串, 其包括: 形成于基板之上的反及架构氮化物唯读记忆体记 忆体胞记忆体线串,其具有被耦合至一连续的线串 中之源极/汲极的复数个氮化物唯读记忆体记忆体 胞;以及 其中,藉由形成一连串的基板柱状物与中间沟槽来 形成垂直氮化物唯读记忆体反及记忆体胞线串,其 中,该等氮化物唯读记忆体记忆体胞系以垂直的方 式形成于相邻柱状物之该等侧壁上的该等沟槽内, 致使每条沟槽均可固定两个氮化物唯读记忆体记 忆体胞。 19.一种氮化物唯读记忆体反及架构快闪记忆体装 置,其包括: 形成于基板之上的反及架构记忆体阵列,其具有被 排列于复数列与复数行之中的复数个氮化物唯读 记忆体记忆体胞并且被耦合成复数条反及记忆体 线串,其中该等氮化物唯读记忆体记忆体胞系以垂 直的方式形成于该等复数根柱状物与相关沟槽的 侧壁之上,而且其中,该等复数个氮化物唯读记忆 体记忆体胞经由形成于该等复数根柱状物之顶端 处及该等相关沟槽之底部处的复数个源极/汲极区 而被耦合成该等复数条反及记忆体线串; 复数条字组线,其中每条字组线均被耦合至一列该 等氮化物唯读记忆体记忆体胞中一或一个以上的 闸极; 复数条位元线,其中每条位元线均被耦合至一或一 条以上线串中第一个氮化物唯读记忆体记忆体胞 的源极/汲极;以及 至少一条源极线,其中该至少一条源极线被耦合至 一或一条以上线串中最后一个氮化物唯读记忆体 记忆体胞的源极/汲极。 20.一种形成垂直氮化物唯读记忆体反及架构记忆 体胞线串的方法,其包括: 于基板上形成一或一个以上的隆起区,该等隆起区 界定复数条中间沟槽; 于该等一或一个以上隆起区的侧壁之上形成复数 个氮化物唯读记忆体记忆体胞;以及 于该等一或一个以上隆起区之顶端处及该等中间 沟槽之底部处形成一或一个以上的源极/汲极区。 21.如申请专利范围第20项之方法,其中于基板上形 成一或一个以上的隆起区进一步包括:于基板上形 成一或一根以上的柱状物。 22.如申请专利范围第20项之方法,其中于该等一或 一个以上隆起区之顶端处及该等中间沟槽之底部 处形成一或一个以上的源极/汲极区进一步包括: 在形成该等复数个氮化物唯读记忆体记忆体胞以 前或是形成该等复数个氮化物唯读记忆体记忆体 胞以后,于该等一或一个以上隆起区之顶端处及该 等中间沟槽之底部处形成一或一个以上的源极/汲 极区。 23.如申请专利范围第20项之方法,其中该基板系P掺 杂的。 24.如申请专利范围第20项之方法,其中于该等一或 一个以上隆起区的侧壁之上形成复数个氮化物唯 读记忆体记忆体胞进一步包括:藉由于复数个经选 定的侧壁的表面上形成闸极-绝缘体堆叠,以于该 等一或一个以上隆起区的侧壁之上形成复数个氮 化物唯读记忆体记忆体胞。 25.如申请专利范围第24项之方法,其中于复数个经 选定的侧壁的表面上形成闸极-绝缘体堆叠进一步 包括:于该等复数个经选定的侧壁的表面上形成隧 道绝缘体、于该隧道绝缘体之上形成陷捕层、于 该陷补层之上形成闸极间绝缘体、以及于该闸极 间绝缘体之上形成控制闸极。 26.如申请专利范围第25项之方法,其中于该等复数 个经选定的侧壁的表面上形成隧道绝缘体、于该 隧道绝缘体之上形成陷捕层、于该陷捕层之上形 成闸极间绝缘体、以及于该闸极间绝缘体之上形 成控制闸极进一步包括:于该等一或一个以上隆起 区及/或沟槽之上沉积隧道绝缘体、氮化物陷捕层 、闸极间绝缘体、以及控制闸极等每一个别层,并 且遮罩且有向性蚀刻每一层。 27.如申请专利范围第25项之方法,其中于该等复数 个经选定的侧壁的表面上形成隧道绝缘体、于该 隧道绝缘体之上形成陷捕层、于该陷捕层之上形 成闸极间绝缘体、以及于该闸极间绝缘体之上形 成控制闸极进一步包括:于该等一或一个以上隆起 区以及中间沟槽之上沉积隧道绝缘体层、氮化物 层、闸极间绝缘体层、以及控制闸极层,并且遮罩 且有向性蚀刻该等混合层,以产生该闸极-绝缘体 堆叠。 28.如申请专利范围第24项之方法,其中于复数个经 选定的侧壁的表面上形成闸极-绝缘体堆叠进一步 包括形成由下面其中一者所组成的闸极-绝缘体堆 叠:氧化物-氮化物-氧化物(ONO);氧化物-氮化物-氧 化铝;氧化物-氧化铝-氧化物;氧化物-碳氧化矽-氧 化物;氧化物-<Ti、Ta、Hf、Zr、或是La等的氧化物>- 氧化物所组成的混合层;氧化物-<Si、N、Al、Ti、Ta 、Hf、Zr、以及La等的非化学标准配比氧化物>-氧 化物所组成的混合层;氧化物-未退火的湿氧化物- 氧化物所组成的混合层;氧化物-富矽氧化物-氧化 物所组成的混合层;氧化物-富矽氧化铝-氧化物所 组成的混合层;以及氧化物-含碳化矽奈米微粒的 氧化矽-氧化物所组成的混合层。 29.一种形成垂直氮化物唯读记忆体反及架构记忆 体阵列的方法,其包括: 于基板上形成复数根柱状物以及相关的复数条中 间沟槽; 于该等复数根柱状物之侧壁之上形成复数个氮化 物唯读记忆体记忆体胞;以及 于该等复数根柱状物之顶端处及该等相关的中间 沟槽之底部处形成一或一个以上的源极/汲极区, 以形成复数条氮化物唯读记忆体反及架构记忆体 线串。 30.如申请专利范围第29项之方法,其中该基板系P掺 杂的。 31.如申请专利范围第29项之方法,其进一步包括: 于每个氮化物唯读记忆体反及架构记忆体线串的 下方形成P井隔离区。 32.如申请专利范围第29项之方法,其进一步包括: 于相邻的氮化物唯读记忆体反及架构记忆体线串 之间形成隔离区。 33.如申请专利范围第32项之方法,其中于相邻的氮 化物唯读记忆体反及架构记忆体线串之间形成隔 离区进一步包括:形成氧化物绝缘体的隔离区。 34.如申请专利范围第32项之方法,其中于相邻的氮 化物唯读记忆体反及架构记忆体线串之间形成隔 离区进一步包括:跨越相邻的氮化物唯读记忆体反 及架构记忆体线串间之该隔离区之上形成复数条 字组线,其中每条字组线均被耦合至每个氮化物唯 读记忆体反及架构记忆体线串中单一氮化物唯读 记忆体记忆体胞的控制闸极。 35.如申请专利范围第29项之方法,其中于该等复数 根柱状物之顶端处及该等相关的中间沟槽之底部 处形成一或一个以上的源极/汲极区进一步包括: 在形成该等复数个氮化物唯读记忆体记忆体胞以 前或是形成该等复数个氮化物唯读记忆体记忆体 胞以后,于该等复数根柱状物之顶端处及该等相关 的中间沟槽之底部处形成一或一个以上的源极/汲 极区。 36.如申请专利范围第29项之方法,其中于该等复数 根柱状物以及相关的中间沟槽之侧壁之上形成复 数个氮化物唯读记忆体记忆体胞进一步包括:藉由 于复数个经选定的侧壁的表面上形成闸极-绝缘体 堆叠,以于该等复数根柱状物以及相关的中间沟槽 之侧壁之上形成复数个氮化物唯读记忆体记忆体 胞。 37.如申请专利范围第36项之方法,其中于复数个经 选定的侧壁的表面上形成闸极-绝缘体堆叠进一步 包括:于该等复数个经选定的侧壁的表面上形成隧 道绝缘体、于该隧道绝缘体之上形成陷补层、于 该陷捕层之上形成闸极间绝缘体、以及于该闸极 间绝缘体之上形成控制闸极。 38.如申请专利范围第37项之方法,其中于该等复数 个经选定的侧壁的表面上形成隧道绝缘体、于该 隧道绝缘体之上形成陷捕层、于该陷补层之上形 成闸极间绝缘体、以及于该闸极间绝缘体之上形 成控制闸极进一步包括:于该等复数根柱状物及沟 槽之上沉积隧道绝缘体、氮化物、闸极间绝缘体 、以及控制闸极等每一个别层,并且遮罩且有向性 蚀刻每一层。 39.如申请专利范围第37项之方法,其中于该等复数 个经选定的侧壁的表面上形成隧道绝缘体、于该 隧道绝缘体之上形成陷捕层、于该陷捕层之上形 成闸极间绝缘体、以及于该闸极间绝缘体之上形 成控制闸极进一步包括:于该等复数根柱状物及沟 槽之上沉积隧道绝缘体层、氮化物层、闸极间绝 缘体层、以及控制闸极层,并且遮罩且有向性蚀刻 该等混合层,以产生该闸极-绝缘体堆叠。 40.如申请专利范围第36项之方法,其中于复数个经 选定的侧壁的表面上形成闸极-绝缘体堆叠进一步 包括形成由下面其中一者所组成的闸极-绝缘体堆 叠:氧化物-氮化物-氧化物(ONO);氧化物-氮化物-氧 化铝;氧化物-氧化铝-氧化物;氧化物-碳氧化矽-氧 化物;氧化物-<Ti、Ta、Hf、Zr、或是La等的氧化物>- 氧化物所组成的混合层;氧化物-<Si、N、Al、Ti、Ta 、Hf、Zr、以及La等的非化学标准配比氧化物>-氧 化物所组成的混合层;氧化物-未退火的湿氧化物- 氧化物所组成的混合层;氧化物-富矽氧化物-氧化 物所组成的混合层;氧化物-富矽氧化铝-氧化物所 组成的混合层;以及氧化物-含碳化矽奈米微粒的 氧化矽-氧化物所组成的混合层。 图式简单说明: 图1所示的系一典型的先前技艺的氮化物唯读记忆 体胞的剖面图。 图2所示的系一通道小于100nm之典型的先前技艺的 氮化物唯读记忆体胞的剖面图。 图3A与3B所示的系该先前技艺之平面式反及快闪记 忆体阵列的细部图。 图4A-4D所示的系根据本发明实施例之垂直氮化物 唯读记忆体反及快闪记忆体胞与阵列线串的细部 图。 图5所示的系根据本发明实施例之垂直反及氮化物 唯读记忆体胞与基板的细部图。 图6所示的系根据本发明实施例之垂直反及氮化物 唯读记忆体线串的详细概略图。 图7所示的系根据本发明实施例之电子系统的方块 图。
地址 美国