(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＥＥＰＲＯＭ素子に誘電トンネル窓を形成するための方法であって、
基板上に第１の酸化物層を形成するステップと、
エッチングによりトンネル窓を形成するため、前記第１の酸化物層の上部に、前記トンネル窓の辺を画定するマスクを形成するステップと、
前記トンネル窓の少なくとも二つの辺がフォトリソグラフィで分解可能なよりも短い距離だけ間隔をおいて離れるように、前記マスクの下の前記第１の酸化物層をエッチングするステップと、
トンネル窓を包囲する第２の酸化物層を作り上げるステップと、
前記マスクを除去するステップと、
前記トンネル窓の酸化物を含む残りの酸化物すべてを、トンネル窓の酸化物が除去される程度にまで薄くするステップと、
基板上に薄い酸化物層を成長させるステップと、
を含む、ＥＥＰＲＯＭ素子に誘電トンネル窓を形成するための方法。
【請求項２】
前記マスクを形成するステップは、前記第１の酸化物層の頂部上に第１の窒化物層を堆積するステップと、前記第１の窒化物層の部分をエッチングによって除去するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の窒化物層の部分をエッチングによって除去するステップは、前記第１の窒化物層の部分がエッチングによって除去された後に前記第１の窒化物層によって保護されていない前記第１の酸化物層の領域をエッチングによって除去するステップと、前記第１の窒化物層の除去されていない部分の下の前記第１の酸化物層をさらにエッチングするステップとを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
トンネル窓を包囲する前記第２の酸化物層を作り上げる前記ステップは、前記基板に前記第１の酸化物層より薄い第２の酸化物層を成長させるステップを含み、前記第２の酸化物層は前記第１の酸化物層がエッチングによって除去されたところで前記基板を被覆するように窒化物層の前記除去されていない部分の下を延びて、前記部分と前記第２の酸化物層との間に空間を残し、さらに、前記第１の窒化物層と前記第２の酸化物層との上に、前記端部と前記第２の酸化物層との間の前記空間を満たす第２の窒化物層を堆積するステップと、前記第２の窒化物層の外側の領域によってエッチングから保護される、前記端部と前記第２の酸化物層との間の前記空間を満たす前記第２の窒化物層を除いて、前記第２の窒化物層をすべてエッチングによって除去するステップと、窒化物によって被覆されていない前記第２の酸化物層の上に第３の酸化物層を成長させるステップと、すべての窒化物をストリッピングによって除去するステップと、前記第１の酸化物層の一部と前記第二の酸化物層のすべてと前記第３の酸化物層の一部とを除去する酸化物エッチングを用いるステップとを含み、基板は前記第２の酸化物層が完全に除去されるところで露出し、さらに、基板が露出していたところでは酸化物層となり、他の部分ではより厚い酸化物層となる、第４の酸化物層を形成するステップとを含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
フィールド酸化膜領域は基板上に第１の酸化物層を形成する前に前記基板上に成長させられ、それにより前記フィールド酸化膜領域は前記トンネル窓を含む素子の境界を形成する、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ＥＥＰＲＯＭ素子に誘電トンネル窓を形成するための方法であって、
トンネル酸化物窓の少なくとも２つの辺を形成すため、第１の酸化物層の上部に第１のパターニングされたマスク層を堆積するステップと、
マスクの下をエッチングして第１の酸化物層を除去し、アンダーカット領域を形成して酸化物窓の少なくともさらに１つの辺を定義するステップと、
前記アンダーカット領域を含む基板上に、第２の酸化物層を堆積するステップとを含み、前記第２の酸化物層は前記第１の酸化物層よりも薄く、
さらにブランケット状の第２のマスク層で、前記アンダーカット領域をマスキングするステップと、
前記アンダーカット領域中の前記第２の酸化物層以外の前記第２の酸化物層をエッチングするステップと、
酸化物の厚さを第１の酸化物層と少なくとも同じ厚さにする第３の酸化物層を堆積するステップと、
すべてのマスク層を除去するステップと、
前にマスキングされた酸化物窓を含む酸化物層を、窓の酸化物が完全に除去されるまでエッチングするステップと、
基板上に第４の酸化物層を成長させて、第４の酸化物層のみが窓にあるように窓の領域を覆うステップとを含む、ＥＥＰＲＯＭ素子に誘電トンネル窓を形成するための方法。
【請求項７】
前記アンダーカット領域は、他の辺に対して、フォトリソグラフィおよび酸化物エッチングによって分解可能な距離よりも小さい距離だけ離れて形成される、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
複数の多結晶シリコン層を第３の酸化物層の上部に堆積することと、間隔をおいて離れた、ドープされた領域を基板に形成することとにより、ＥＥＰＲＯＭトランジスタを完成させることによってさらに定義される、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
ＥＥＰＲＯＭトランジスタにおける電子のトンネリングのための小さな窓を形成するための方法であって、
表面下の領域がソースおよびドレイン電極のために定義されるシリコン基板の上に第１の酸化物層を形成するステップと、
前記第１の酸化物層の頂部上に第１の窒化物層を堆積するステップと、
前記第１の窒化物層の端部がソースおよびドレイン電極のために定義される前記領域の上に位置するよう、前記第１の窒化物層の一部をエッチングによって除去するステップと、
残りの前記第１の窒化物層によって被覆されていない前記第１の酸化物層をエッチングによって除去し、前記第１の窒化物層の前記端部の下で前記第１の酸化物層をさらにエッチングするステップと、
前記基板上に前記第１の酸化物層よりも薄い第２の酸化物層を成長させるステップとを含み、前記第１の酸化物層がエッチングによって除去されたところでは前記第２の酸化物層は前記基板を被覆するように前記端部の下を延びて、前記端部と前記第２の酸化物層との間に空間を残し、さらに、
前記第１の窒化物層と前記第２の酸化物層との上に、前記端部と前記第２の酸化物層との間にある前記空間を満たす第２の窒化物層を堆積するステップと、
前記第２の窒化物層の外側の領域によってエッチングから保護される、前記端部と前記第２の酸化物層との間にある前記空間を満たす前記第２の窒化物層を除く、すべての前記第２の窒化物層をエッチングによって除去するステップと、
窒化物によって被覆されていない前記第２の酸化物層の上に第３の酸化物層を成長させるステップと、
すべての窒化物をストリッピングによって除去するステップと、
酸化物エッチングを用いて、前記第１の酸化物層の一部と、前記第１の酸化物層と前記第３の酸化物層との間に位置する前記第２酸化物層のすべてと、前記第３の酸化物層の一部とをエッチングによって除去するステップとを含み、前記第２の酸化物層が完全に除去されたところでは基板は露出され、さらに、
基板が露出していたところでは該酸化物層のみになり、その他のところではより厚い酸化物層になるよう第４の酸化物層を形成する、ステップと、
前記第４の酸化物層の上に多結晶シリコンゲート層を堆積するステップとを含み、それによって前記多結晶シリコンゲートは前記基板から酸化物によって分離され、前記ゲートと前記基板のソースおよびドレイン電極のうちの１つとの間における電子のトンネリングのための窓となる前記第４の酸化物層によって前記基板から分離される前記凹部に前記ゲートは下方へ突出した部分を有する、ＥＥＰＲＯＭトランジスタにおける電子のトンネリングのための小さな窓を形成するための方法。
【請求項１０】
ＥＥＰＲＯＭにおける電子のトンネリングのための小さな窓を形成するための方法であって、
シリコン基板の表面上の所定の領域にフィールド酸化膜を成長させるステップを含み、前記所定の領域は前記シリコン基板における選択された表面下のドープされた領域以外の部分であり、さらに、
前記表面下のドープされた領域と前記フィールド酸化膜を成長させた領域とに渡って第１の酸化物層を形成するステップと、
前記第１の酸化物層の頂部上に第１の窒化物層を堆積するステップと、
前記第１の窒化物層の選択された領域をエッチングによって除去して、前記ドープされた領域上に位置する残りの前記第１の窒化物層の端部を定義するステップと、
残りの前記第１の窒化物層によって被覆されていない前記第１の酸化物層の領域をエッチングによって除去し、前記第１の窒化物層の前記端部の下で前記第１の酸化物層をさらにエッチングするステップと、
前記基板上に前記第１の酸化物層よりも薄い第２の酸化物層を成長させるステップとを含み、前記第２の酸化物層は前記第１の酸化物層がエッチングによって除去されたところで前記基板を被覆するように前記端部の下を延びて、前記端部と前記第２の酸化物層との間に空間を残し、さらに、
前記第１の窒化物層と前記第２の酸化物層との上に、前記端部と前記第２の酸化物層との間の前記空間を満たす第２の窒化物層を堆積するステップと、
前記第２の窒化物層の外側の領域によってエッチングから保護される、前記端部と前記第２の酸化物層との間の前記空間を満たす前記第２の窒化物層を除く、すべての前記第２の窒化物層をエッチングによって除去するステップと、
窒化物によって被覆されない前記第２の酸化物層上に第３の酸化物層を成長させるステップと、
すべての窒化物をストリッピングによって除去するステップと、
酸化物エッチングを用いて前記第１の酸化物層の一部と、前記第１の酸化物層と前記第３の酸化物層との間に位置する前記第２の酸化物層のすべてと、前記第３の酸化物層の一部とをエッチングによって除去するステップとを含み、前記第２の酸化物層が完全に除去されるところでは基板は露出され、さらに、
基板が露出していたところでは酸化物層となり、その他のところではより厚い酸化物層となる、第４の酸化物層を形成するステップと、
前記第４の酸化物層上に多結晶シリコンの第１のゲート層を堆積するステップとを含み、それによって前記第１のゲート層は基板が露出していたところでは下方への突出部分を有する底面を有し、前記突出部分は前記基板から前記第４の酸化物層によってのみ分離され、それが前記ゲートと前記基板との間における電子のトンネリングのための窓となる、ＥＥＰＲＯＭにおける電子のトンネリングのための小さな窓を形成するための方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
この発明は一般に半導体不揮発性メモリ素子を製造するための方法に関する。より特定的には、この発明は電気的に消去再書込可能な読出専用メモリ素子における電子のトンネリングのための薄い誘電窓を製造することに関する。
背景技術
金属酸化物半導体（ＭＯＳ）電気的消去再書込可能な読出専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）トランジスタでは、電子は非常に薄い二酸化ケイ素（ＳｉＯ2、「酸化物」）層を通り抜けて、浮遊ゲートとして公知の記憶位置に記憶されまたはそこから除去される。電荷または電荷の不在は浮遊ゲートに記憶されて、浮遊ゲートによって制御されるトランジスタをオンまたはオフにしてもよいかどうかを判断し、それによって再書込可能なメモリセルとして機能する。より正確には、浮遊ゲート上の電荷はトランジスタが通電するしきい値電圧を変える。デジタル１と指定される、再書込されない状態を表わす低いしきい値電圧では、トランジスタは浮遊ゲートの上にあるゲートであるセンスゲートに印加される基準電圧によって選択されると通電する。デジタル０と指定される、プログラムされる状態を表わすより高いしきい値電圧では、トランジスタは同じ条件で選択されても通電しない。
電子のトンネリングが生ずる薄い誘電体層の領域は、小さい、一般的には長方形の面積に制限されており、その層の厚さは慎重に制御される。この理由から、この長方形の領域は、「窓」と呼ばれる。７０Åないし２００Åの間の厚さと、１．５ないし数平方ミクロンの面積とを有する酸化物窓が典型的である。ハラリ（Harari）への米国特許第４，５９０，５０３号に、薄いトンネル酸化膜領域の形成が記載される。
イオンでドープされたシリコン基板は浮遊ゲートの下に、誘電体層によって分離された状態で位置する。浮遊ゲート層を基板から分離する、薄いトンネル酸化物の誘電窓は、電子が基板と浮遊ゲートとの間をトンネリングするための領域を提供する。
トンネル酸化物窓の面積および厚さは、ＥＥＰＲＯＭメモリセルの性能における２つの最も重要な要素である。任意のかなりのトンネリングが生ずるためには、浮遊ゲートと基板との間の電圧差はしきい値電圧を超えなければならず、このしきい値電圧は一般的には、トンネル窓の面積および厚さの両方に関連する。センスゲートは容量結合を通して浮遊ゲートに影響し、同様の容量結合が浮遊ゲートと基板との間にも存在する。センスゲートと基板との間の電圧差は、浮遊ゲートと基板との電圧差と、浮遊ゲートとセンスゲートとの間の電圧差との和であるため、より低いしきい値電圧は、より低い電圧が充電および放電のためにセンスゲートと基板との間に印加されることを可能にする。代替的には、より低いしきい値電圧はメモリセルがより迅速に充電または放電されることを可能にし、それはより高いトンネル電流を必要とする。
トンネル窓の面積がより小さいと、少なくとも３つの点で有利である。第１に、上で説明したように、小さい窓はメモリセルがより低い印加電圧でもって、もしくはより迅速に、またはその両方で、読出または書込されることを可能にする。これらの可能性の各々はプログラミング速度の増加またはエネルギ消費の削減のような利益をユーザに与える。第２に、窓の面積が小さいことにより、セルおよびトランジスタ回路全体をより小さくすることができ、その結果の、そのような回路の大きなアレイのサイズにおける規模の縮小はより多くの情報能力をより小さなパッケージにパックするという利益を有する。このように、より小さなトンネル窓はより小さなパッケージにおけるより良い性能とより多くのメモリとを約束する。第３に、面積がより小さい窓は書込および消去電圧を下げる可能性を与える。
トンネル酸化物窓は典型的には、層の堆積と従来のフォトレジスト技術によりエッチングとによって、ＥＥＰＲＯＭの製造中に作られる。トンネル酸化物窓の領域がフォトレジストのパターニングおよびエッチングの分解能に近づき、さらにそれより小さくさえなるにつれ、従来のフォトレジスト技術はこれらの窓が正確に作られ得るサイズに対する限界を示してきている。
ゆえに、この発明の目的は、従来のフォトレジストおよびエッチングプロセスに固有の限界またはリソグラフィの限界によって制限されない、サブミクロン領域のトンネル酸化物窓を形成するための方法を提供するものである。
発明の開示
この発明では、サブミクロン領域のトンネル窓は窓のためのパターンをリソグラフィの限界によって認められるよりも小さく形成することによって、ＥＥＰＲＯＭに作られる。窓は、従来のフォトレジスト技術によりエッチングされた窒化物層の端部と全く同じ量をアンダーカットして、その後その小さなアンダーカット領域を誘電窓に形成するよう層を堆積しエッチングすることによって形成される。
これは、ソース電極およびドレイン電極を形成するための、電荷が強化された領域を形成するよう場合によってはイオン注入されたまたはイオン注入可能な、かつ強化された電荷領域を分離するフィールド酸化物境界を有して成長させられた、シリコン基板の頂部上に、厚さが約５００Åの薄い酸化物層を堆積することによって達成される。フィールド酸化膜はメモリセルの間に境界を形成する。以下の議論はゆえにフィールド境界間の領域に焦点をあてる。
厚さが約１０００Åである薄い窒化ケイ素層、つまりＳｉ3Ｎ4、「窒化物」、は酸化物層上に堆積される。窒化物層はその後、メモリセルの各対が形成されるよう、頂部が平らな形状の窒化物層のみを残して窒化物マスクを形成し、その窒化物マスクの２つの対向する端部は２つのトンネル酸化物窓が結果的にできる位置のおおよそ上に位置するよう、マスキングされエッチングされる。
トンネルに対して自己整列した埋込Ｎ＋領域が所望される場合には、それをこの時点で窒化物マスクの端部付近へのイオン注入ボンバードメントによって加えてもよい。
酸化物層はそれからバッファされたフッ化水素酸またはシリコン基板を損傷しない任意の他の酸化物エッチングでウェットエッチングされて、窒化物マスクによって被覆されない酸化物を除去するだけでなく、窒化物マスクの端部の下をわずかに千ないし数千Åの量を正確にエッチングして、酸化物がエッチングによって除去されたところに基板を露出させる。このアンダーカットの量がトンネル酸化物窓のサイズを決定する。
次に、約１００Åの、もとの酸化物層よりはるかに薄い酸化物層が、窒化物マスクの端部下にある基板領域を含む基板上に成長させられる。それから、約４００Åの厚さの窒化物層が減圧化学蒸着めっき技術を用いて堆積されて、窒化物の端部下かつ酸化物層上の空間を窒化物で満たさせる。その後、約５００Åを取除く、窒化物のブランケットエッチングが用いられる。これは窒化物の端部下かつ酸化物層上の空間を満たす窒化物の大部分をそのまま残す。というのもそれは約４００Åの窒化物層によってエッチングから保護されるからである。酸化物層はその後、窒化物に被覆されない約１００Åの厚さの酸化物層の上に成長させられて、約７００Åの厚さの単一の酸化物層を形成する。
次に、３つの酸化物層、つまり、窒化物によって被覆されなかった約５００Åの厚さの層と、窒化物の平らな頂部の下にあってかつ全くエッチングされなかった約５００Åの厚さの層と、それらの層の間にある、窒化物の平らな頂部の端部下にあった約１００Åの厚さの層とによって覆われた基板のみを残すように、窒化物がストリッピングによって除去される。窒化物の平らな頂部の端部下にあった約１００Åの厚さの層のすべてを含んだ、約１２０Åの酸化物を除去する、バッファされた、酸化物のウェットエッチングが用いられる。次に、約８０Åの厚さの酸化物層が成長させられる。この層のうち、もとは窒化物マスクの端部下にあった、露出した基板の小さな領域上に成長したものがトンネル窓になる。
次に、従来のＥＥＰＲＯＭ製造プロセスが続いて、まず浮遊ゲートとなる多結晶シリコン層の堆積が行なわれる。この層で作られるゲートの底面は、基板からわずか約８０Åの酸化物によって分離される小さなトンネル窓領域を除いて、基板から数百Åの酸化物によって分離されているのがわかる。フィールド酸化物の行はトンネル酸化物窓に１０００ないし１００００Å離れているであろう境界を与える。上述の窒化物アンダーカット技術は、千ないし数千Åのサイズの窓に対して垂直方向に窓を作った。こうして、この発明によって作られるトンネル窓は、面積は１平方ミクロンよりはるかに小さく、厚さは１００Åよりも小さくなるであろう。
したがって、本願発明のＥＥＰＲＯＭ素子に誘電トンネル窓を形成するための方法は、一つの局面において、基板上に第１の酸化物層を形成するステップと、エッチングによりトンネル窓を形成するため、第１の酸化物層の上部に、トンネル窓の辺を画定するマスクを形成するステップと、トンネル窓の少なくとも二つの辺がフォトリソグラフィで分解可能なよりも短い距離だけ間隔をおいて離れるように、マスクの下の第１の酸化物層をエッチングするステップと、トンネル窓を包囲する第２の酸化物層を作り上げるステップと、マスクを除去するステップと、トンネル窓の酸化物を含む残りの酸化物すべてを、トンネル窓の酸化物が除去される程度にまで薄くするステップと、基板上に薄い酸化物層を成長させるステップとを含む。
【図面の簡単な説明】
図１は基板上の酸化物および窒化物層下にドープされた領域を有する半導体基板の一部分の正面断面図である。
図２は層がマスキングされエッチングされた後の、図１の素子の正面断面図である。
図３は酸化物層が成長し、窒化物層が堆積された後の、図２の素子の正面断面図である。
図４は窒化物層がエッチングによって除去された後の、図３の素子の正面断面図である。
図５は酸化物層が成長した後の、図４の素子の正面断面図である。
図６は、窒化物がストリッピングによって除去され、酸化物層がエッチングされ、別の酸化物層が成長した後の、図５の素子の正面断面図である。
図７はこの発明に従って構成されるＥＥＰＲＯＭ素子の正面断面図である。
図８は従来のＥＥＰＲＯＭ素子の正面断面図である。
図９はこの発明に従って構成されるＥＥＰＲＯＭ素子の垂直断面図である。
発明を実施するためのベストモード
図１を参照すると、３つの埋込Ｎ＋領域２０を有するシリコン基板１５が示される。Ｎ＋領域２０はＮ型ドーパントのイオン注入のような従来の方法によって形成される。表面下のドープされた領域は典型的にはＭＯＳトランジスタのソースおよびドレイン電極として用いられる。基板１５の上には厚さが約５００Åの第１の酸化物層２５がある。酸化物層２５の上に堆積されるのは、厚さが約１０００Åの第１の窒化物層３０である。
図２は基板１５ならびにエッチング後の酸化物層２５および窒化物層３０を示す。埋込Ｎ＋領域２０の１つの上に位置する窒化物マスク３２は端部３５が他の２つの埋込Ｎ＋領域２０の上に位置するよう、窒化物層３０は従来の方法によってマスキングされエッチングされている。（トンネルに対して）自己整列した埋込Ｎ＋領域が所望される場合には、この時点でそれをこの実施例に形成してもよい。この場合には、図１に示される埋込Ｎ＋領域２０は全くない。窒化物マスク３２からフォトレジストを除去する前にＮ型ドーパントがイオンボンバードメントによって注入される。これによって図２に示される左右の埋込領域２０が形成される。図２の、中央の埋込Ｎ＋領域は存在しない。フッ化水素酸、またはシリコン基板を損傷することなく酸化物をエッチングするとして公知の任意の他の化学物質の、ウェット酸化物エッチングが用いられて、窒化物マスク３２によって被覆されていない酸化物層２５をすべて除去するのみならず、窒化物マスク３２の端部３５の下で酸化物層２５のアンダーカット４０をわずかにエッチングする。これらのわずかなアンダーカット４０の量は、公知のエッチング技術によって正確に制御することが可能で、端部３５の下において千ないし数千Åとなるであろう。
次に図３を参照すると、酸化物の薄い第２の層４５が次に成長する。この酸化物層４５は厚さが約１００Åであってもよく、アンダーカット４０を含む露出したシリコン基板１５に沿って形成されて、端部３５とアンダーカット４０との間に空間４７を残す。酸化物層４５は窒化物の窒化物マスク３２の上には成長しない。次に、ブランケット状の第２の窒化物層５０が、窒化物マスク３２と酸化物層４５とアンダーカット４０とを被覆するように堆積され、かつ空間４７を充填する。窒化物層５０は減圧化学蒸着めっきによって堆積されてもよく、その厚さは約４００Åとなるであろう。
次に図４を参照すると、次にブランケット状窒化物のエッチングが行なわれて約５００Åの窒化物を除去し、先にエッチングに晒される層５０の他の部分によって保護される空間４７を満たす部分を除く、実質的にすべての窒化物層５０を除去する。
次に図５を参照すると、第３の酸化物層５５が窒化物によって被覆されていないすべての酸化物上に成長する。この酸化物層５５は窒化物層の下に位置しない第２の酸化物層４５と組合され、下にある基板の薄い表面にさらに広がる。第３の酸化物層５５の厚さは約７００Åとなるだろう。次に頂部の酸化物のエッチングが行なわれて、窒化物マスク３２の上および空間４７内を充たす窒化物層の上に成長した酸化物をすべて取除く。次に、窒化物ストリッピングを用いて、残っている窒化物をすべて除去する。こうして、アンダーカット４０からの、長さの短い薄い第２の酸化物層４５が、ともに厚さが約５００Åである第１の酸化物層２５と第３の酸化物層５５との間に残される。
次に図６を参照すると、フッ化水素酸を用いてもよい、バッファされた酸化物のエッチングが行なわれて、約１２０Åの酸化物を除去する。これはアンダーカットから第２の酸化物層４５をすべて除去し、酸化物層２５と５５との間の基板１５の小さな領域を損傷することなく露出させる。次に、薄い第４の酸化物層６０が基板１５の露出した小さな領域と層２５と層５５との上に成長または堆積させられる。この酸化物層６０は厚さが約８０Åであってもよく、前にすべての酸化物をエッチングされている基板１５の小さい領域をそれが被覆するところではトンネル酸化物窓６５となる。この時点で、浮遊ゲートを形成するようまず第１の多結晶シリコン層の堆積で始まる、標準的なＥＥＰＲＯＭプロセスの流れが続く。
次に図７を参照すると、この発明の処理でもって形成されるトンネル酸化物窓６５を有するＥＥＰＲＯＭセルが示される。このＥＥＰＲＯＭセルは多結晶シリコン浮遊ゲート７０、ならびに別の多結晶シリコン堆積から形成されるセンスゲート７５および制御ゲート８０を有するのがわかる。セルの対は線８５について鏡面対称であり、それらの線の間の距離８８は１つのセルの長さを表わす。比較のために、先行技術のＥＥＰＲＯＭセルを図８に示す。先行技術のセルは、その対が線９０および９２について鏡面対称であり、この発明のトンネル酸化物窓６５より実質的に大きいトンネル酸化物窓９５を有する。先行技術のセルはさらに、この発明の浮遊ゲート７０、センスゲート７５および制御ゲート８０よりも大きい浮遊ゲート９８、センスゲート１００および制御ゲート１０５を有する。
このように、この発明は、上述した性能における改良点を有する、先行技術よりも小さいＥＥＰＲＯＭトンネル酸化物窓を可能にするのみならず、ＥＥＰＲＯＭセル全体をより小さなサイズに縮小することを可能にしてより多くのＥＥＰＲＯＭセルがともにパックされることを可能にする。
図９では、各セル１１２を分離するフィールド酸化膜領域１１０が、従来技術によって、第１の酸化物層２５の成長または堆積前に基板１５上およびその中に成長している。これらのフィールド酸化膜領域１１０の間の距離１１５はトンネル窓６５の１辺を決定し、それは１０００ないし１００００Åであろう。浮遊ゲート７０はフィールド酸化膜領域１１０の頂部にぴったりと合うようトンネル窓６５から上方に向かって起伏をつけられているのがわかり、センスゲート７５も同様に起伏をつけられる。センスゲート７５は浮遊ゲート７０間の容量結合を増すためにそれらのゲートの端部を包込む。
こうして、トンネル酸化物窓６５は厚さが１００Åより小さくなり、面積の各辺は１０００Åと同じくらい小さくなって、先行技術と比較してサイズは実質的に小さくなるであろう。
この発明では、薄い酸化物トンネル窓の大きさはフォトリソグラフィによって分解可能な大きさよりも小さいものとして特徴づけられた。適用されるフォトリソグラフィは回折限界光学を用いて光の波長で実行される。従来のフォトリソグラフィによって分解される距離よりもはるかに小さい距離を分解することができるＸ線リソグラフィへの言及は何ら意図されない。そのような言及または比較が意図されないのは、この発明の薄い酸化物窓はそのような距離に関しては測定されていないからである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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【図７】
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【図８】
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