KR20180045769A - Semiconductor memory device and method of fabricating of the same - Google Patents
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Abstract
반도체 메모리 소자 및 그 제조 방법이 제공된다. 상기 반도체 메모리 소자는 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1 고농도 도핑 영역, 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2 베이스 영역, 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1 베이스 영역 및 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2 고농도 도핑 영역이 순차적으로 접합되는 2단자 메모리 셀에 있어서, 상기 제1 베이스 영역 및 상기 제2 베이스 영역의 길이 또는 도핑 농도가 조절되어 상기 메모리 셀의 쓰기 전압이 조절되는 것을 포함한다.A semiconductor memory device and a manufacturing method thereof are provided. The semiconductor memory device includes a first high concentration doped region doped with a first conductivity type dopant, a second base region doped with a second conductivity type dopant, a first base region doped with the first conductivity type dopant, Terminal memory cell in which a second heavily doped region doped with a dopant of a second conductivity type is sequentially bonded, wherein a length or a doping concentration of the first base region and the second base region is adjusted, And the voltage is controlled.
Description
본 발명은 반도체 메모리 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 베이스 영역의 길이 및 도핑 농도의 조절을 통해 쓰기 전압이 조절되는 메모리 셀을 포함하는 반도체 메모리 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
반도체 메모리 소자는 정보를 저장하기 위해 사용되는 소자로, 인간의 기억 및 기록 능력을 전자적 수단에 의해 실현할 수 있도록 하는 장치이다. 반도체 메모리 소자는 낮은 전력으로도 쉽게 전기를 통하고 차단할 수 있는 동작이 가능하여, 회로를 구성하는 데 유용하다. 현재 컴퓨터, 스마트폰 등 대부분의 전자 소자들은 반도체 메모리를 사용하고 있다.BACKGROUND ART A semiconductor memory device is an element used for storing information, and is an apparatus that enables human memory and recording capabilities to be realized by electronic means. Semiconductor memory devices can operate easily with electricity even at low power and are useful for constructing circuits. Currently, most electronic devices such as computers and smart phones use semiconductor memories.
그러나, 최근 인공지능(AI), 자율주행 자동차 등 4차 산업혁명이 시작되면서 초고성능 메모리에 대한 수요가 폭발하고 있는 것에 반해, 미세 공정 기술의 한계로, 반도체 메모리 소자의 발전도 한계에 달하고 있다. 이로 인해, 반도체 메모리 소자의 성능에 의해 결정되는 전자 소자의 전체 성능을 저하시키고 있다.However, as the fourth industrial revolution such as artificial intelligence (AI) and autonomous vehicle has begun, demand for ultra-high-performance memory has exploded, and the development of semiconductor memory devices has been limited . This deteriorates the overall performance of the electronic device determined by the performance of the semiconductor memory device.
따라서, 현재 반도체 메모리 소자의 성능을 향상시키기 위한 기술들이 요구되고 있다.Therefore, there is a demand for techniques for improving the performance of semiconductor memory devices.
본 발명이 해결하고자 하는 일 기술적 과제는, 쓰기 전압이 조절된 반도체 메모리 소자를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a semiconductor memory device having a controlled write voltage.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 집적도가 향상된 반도체 메모리 소자를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a semiconductor memory device with improved integration.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 크기가 감소된 반도체 메모리 소자를 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a reduced size semiconductor memory device.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 제조 공정이 간소화된 반도체 메모리 소자의 제조 방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor memory device in which the manufacturing process is simplified.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 공정 수율이 향상된 반도체 메모리 소자의 제조 방법을 제공하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor memory device with improved process yield.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 상술된 것에 제한되지 않는다.The technical problem to be solved by the present invention is not limited to the above.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 반도체 메모리 소자를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor memory device.
일 실시 예에 따르면, 반도체 메모리 소자는 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1 고농도 도핑 영역, 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2 베이스 영역, 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1 베이스 영역 및 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2 고농도 도핑 영역이 순차적으로 접합되는 2단자 메모리 셀을 포함하고, 상기 제1 베이스 영역 및 상기 제2 베이스 영역의 길이 또는 도핑 농도를 조절하여 상기 메모리 셀의 쓰기 전압이 조절되는 것을 포함한다.According to one embodiment, a semiconductor memory device includes a first high concentration doping region doped with a first conductivity type dopant, a second base region doped with a second conductivity type dopant, a second high concentration doping region doped with the first conductivity type dopant, Terminal memory cell in which a first base region and a second heavily doped region doped with the second conductivity type dopant are sequentially bonded to each other, and the length or doping concentration of the first base region and the second base region is controlled Thereby adjusting the write voltage of the memory cell.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 베이스 영역 및 상기 제2 베이스 영역의 길이를 증가시키거나, 도핑 농도를 증가시켜, 상기 메모리 셀의 쓰기 전압을 증가시킬 수 있다.According to an embodiment, the length of the first base region and the second base region may be increased, or the doping concentration may be increased to increase the write voltage of the memory cell.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 베이스 영역 및 상기 제2 베이스 영역의 길이를 감소시키거나, 도핑 농도를 감소시켜, 상기 메모리 셀의 쓰기 전압을 감소시킬 수 있다.According to one embodiment, the length of the first base region and the second base region may be reduced, or the doping concentration may be decreased, thereby reducing the write voltage of the memory cell.
일 실시 예에 따르면, 반도체 메모리 소자는 복수의 상기 메모리 셀이 적층된 어레이(array)를 포함하되, 상기 어레이는 상기 메모리 셀과 절연층이 교대로 그리고 반복적으로 적층된 것을 포함할 수 있다.According to one embodiment, a semiconductor memory device includes an array in which a plurality of the memory cells are stacked, the array including alternately and repeatedly stacking the memory cells and the insulating layer.
일 실시 예에 따르면, 상기 어레이에 포함된 상기 메모리 셀은, 제1 메모리 셀 및 상기 제1 메모리 셀 상의 제2 메모리 셀을 포함하되, 상기 제1 및 제2 메모리 셀들의 상기 제1 베이스 영역들의 길이는 서로 상이하고, 상기 제1 및 제2 메모리 셀들의 상기 제2 베이스 영역들의 길이는 서로 상이한 것을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the memory cell included in the array includes a first memory cell and a second memory cell on the first memory cell, wherein the first base regions of the first and second memory cells The lengths are different from each other and the lengths of the second base regions of the first and second memory cells are different from each other.
일 실시 예에 따르면, 상기 어레이에 포함된 상기 메모리 셀은, 제1 메모리 셀 및 상기 제1 메모리 셀 상의 제2 메모리 셀을 포함하되, 상기 제1 및 제2 메모리 셀들의 상기 제1 베이스 영역들의 도핑 농도는 서로 상이하고, 상기 제1 및 제2 메모리 셀들의 상기 제2 베이스 영역들의 도핑 농도는 서로 상이한 것을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the memory cell included in the array includes a first memory cell and a second memory cell on the first memory cell, wherein the first base regions of the first and second memory cells The doping concentrations may be different from each other and the doping densities of the second base regions of the first and second memory cells may be different from each other.
일 실시 예에 따르면, 반도체 메모리 소자는, 상기 어레이가 복수로 제공되며, 복수의 상기 어레이가 옆으로(laterally) 이격되어 배열되고, 복수의 상기 어레이 사이에 트렌치(trench)가 제공되는 것을 포함할 수 있다.According to one embodiment, a semiconductor memory device includes a plurality of said arrays, a plurality of said arrays arranged laterally spaced apart, and a trench being provided between said plurality of arrays .
일 실시 예에 따르면, 복수의 상기 어레이는, 서로 인접한 제1 어레이 및 제2 어레이를 포함하고, 상기 제1 어레이에 포함된 상기 메모리 셀의 상기 제1 베이스 영역의 길이와 상기 제2 어레이에 포함된 상기 메모리 셀의 상기 제1 베이스 영역의 길이는 서로 다르고, 상기 제1 어레이에 포함된 상기 메모리 셀의 상기 제2 베이스 영역의 길이와 상기 제2 어레이에 포함된 상기 메모리 셀의 상기 제2 베이스 영역의 길이는 서로 다른 것을 포함할 수 있다.According to one embodiment, the plurality of arrays include a first array and a second array adjacent to each other, and the length of the first base region of the memory cells included in the first array is included in the second array The length of the first base region of the memory cell being different from the length of the first base region of the memory cell included in the first array and the length of the second base region of the memory cell included in the first array, The lengths of the regions may include different ones.
상기 기술적 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 반도체 메모리 소자의 제조 방법을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor memory device.
일 실시 예에 따르면, 반도체 메모리 소자의 제조 방법은 기판이 준비되는 단계, 상기 기판 상에 반도체층 및 절연막을 교대로 그리고 반복적으로 적층하여 적층 구조체(stacked structure)를 제조하는 단계, 상기 적층 구조체를 식각하여, 트렌치에 의해 서로 이격된 복수의 어레이를 정의하는 단계를 포함하되, 상기 반도체층은, 제1 방향으로 연장하고 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1 고농도 도핑 영역, 상기 제1 방향으로 연장하고 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2 베이스 영역, 상기 제1 방향으로 연장하고 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1 베이스 영역, 및 상기 제1 방향으로 연장하고, 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2 고농도 도핑 영역을 포함하고, 상기 제1 고농도 도핑 영역, 상기 제2 베이스 영역, 상기 제1 베이스 영역, 및 상기 제2 고농도 도핑 영역은 순차적으로 배열되고, 상기 트렌치는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장하는 것을 포함한다.According to one embodiment, a method of manufacturing a semiconductor memory device includes the steps of preparing a substrate, alternately and repeatedly laminating a semiconductor layer and an insulating film on the substrate to produce a stacked structure, Etching and defining a plurality of arrays spaced apart from each other by a trench, the semiconductor layer comprising: a first heavily doped region extending in a first direction and doped with a dopant of a first conductivity type; A first base region extending in the first direction and doped with a dopant of the first conductivity type and a second base region extending in the first direction, And a second high concentration doped region doped with a second conductivity type dopant, wherein the first high concentration doped region, the second base region, the first base region, Doped region are arranged in sequence, the trench comprises that extends in a second direction crossing the first direction.
일 실시 예에 따르면, 반도체 메모리 소자의 제조 방법은 상기 적층 구조체가 식각되어 정의된 상기 어레이가 서로 이격되어 적층된 복수의 메모리 셀을 포함하고, 상기 메모리 셀이 순차적으로 접합된 상기 제1 고농도 도핑 영역, 상기 제2 베이스 영역, 상기 제1 베이스 영역, 및 상기 제2 고농도 도핑 영역을 포함하고, 상기 제1 베이스 영역 및 상기 제2 베이스 영역의 길이 또는 도핑 농도가 조절되어 상기 메모리 셀의 쓰기 전압이 조절되는 것을 포함할 수 있다.According to one embodiment, a method of fabricating a semiconductor memory device includes a plurality of memory cells in which the arrays defined by etching the stacked structure are stacked so as to be spaced from each other, and the memory cells are sequentially stacked with the first heavily doped Wherein the first base region, the second base region, the first base region, and the second heavily doped region are adjusted in length or doping concentration of the first base region and the second base region, May be controlled.
본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 소자는, 제1 고농도 도핑 영역, 제2 베이스 영역, 제1 베이스 영역 및 제2 고농도 도핑 영역이 순차적으로 접합하는 메모리 셀을 포함하고, 상기 제1 베이스 영역 및 상기 제2 베이스 영역의 길이 또는 도핑 농도를 조절하여 쓰기 전압을 조절할 수 있다. 이에 따라, 2단자 동작이 가능하며, 어플리케이션에 따라 쓰기 전압이 조절된 메모리 셀을 포함하는 반도체 메모리 소자가 제공될 수 있다.A semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes a memory cell in which a first heavily doped region, a second base region, a first base region, and a second heavily doped region are successively joined, The write voltage can be adjusted by adjusting the length of the second base region or the doping concentration. Accordingly, a semiconductor memory device including a memory cell capable of two-terminal operation and having a write voltage controlled according to an application can be provided.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 반도체 메모리 소자는, 상기 메모리 셀이 복수의 절연막과 교대로 그리고 반복적으로 적층된 적층 구조체를 포함한다. 상기 메모리 셀이 서로 이격되어 적층되어, 집적도가 향상된 반도체 메모리 소자가 제공될 수 있다.The semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention includes a stacked structure in which the memory cells are alternately and repeatedly stacked with a plurality of insulating films. A semiconductor memory device in which the memory cells are stacked apart from each other to improve the degree of integration can be provided.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 셀을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 셀을 포함하는 어레이를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 셀을 포함하는 어레이의 변형 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 셀을 포함하는 어레이의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 어레이를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 셀의 제1 및 제2 베이스 영역 길이에 따른 쓰기 전압 측정 그래프이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 셀이 상이한 길이의 제1 및 제2 베이스 영역을 갖는 경우, 쓰기 전압 측정 그래프이다.
도 8은 본 발명의 기술적 사상에 기초한 반도체 메모리 소자를 포함하는 전자 시스템의 일 예를 간략히 도시한 블록도이다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상에 기초한 반도체 메모리 소자를 포함하는 메모리 카드의 일 예를 간략히 도시한 블록도이다.1 is a view for explaining a memory cell according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating an array including memory cells according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view for explaining a modification of the array including the memory cell according to the embodiment of the present invention.
4A to 4G are views for explaining a method of manufacturing an array including memory cells according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining an array manufactured according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph illustrating a write voltage measurement according to lengths of first and second base regions of a memory cell according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a graph of a write voltage measurement when a memory cell according to an embodiment of the present invention has first and second base regions of different lengths. FIG.
8 is a block diagram briefly showing an example of an electronic system including a semiconductor memory device based on the technical idea of the present invention.
9 is a block diagram briefly showing an example of a memory card including a semiconductor memory device based on the technical idea of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명할 것이다. 그러나 본 발명의 기술적 사상은 여기서 설명되는 실시 예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예는 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the technical spirit of the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments disclosed herein are provided so that the disclosure can be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.
본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한, 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.In this specification, when an element is referred to as being on another element, it may be directly formed on another element, or a third element may be interposed therebetween. Further, in the drawings, the thicknesses of the films and regions are exaggerated for an effective explanation of the technical content.
또한, 본 명세서의 다양한 실시 예 들에서 제1, 제2, 제3 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 따라서, 어느 한 실시 예에 제 1 구성요소로 언급된 것이 다른 실시 예에서는 제 2 구성요소로 언급될 수도 있다. 여기에 설명되고 예시되는 각 실시 예는 그것의 상보적인 실시 예도 포함한다. 또한, 본 명세서에서 '및/또는'은 전후에 나열한 구성요소들 중 적어도 하나를 포함하는 의미로 사용되었다.Also, while the terms first, second, third, etc. in the various embodiments of the present disclosure are used to describe various components, these components should not be limited by these terms. These terms have only been used to distinguish one component from another. Thus, what is referred to as a first component in any one embodiment may be referred to as a second component in another embodiment. Each embodiment described and exemplified herein also includes its complementary embodiment. Also, in this specification, 'and / or' are used to include at least one of the front and rear components.
명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제하는 것으로 이해되어서는 안 된다. The singular forms "a", "an", and "the" include plural referents unless the context clearly dictates otherwise. It is also to be understood that the terms such as " comprises "or" having "are intended to specify the presence of stated features, integers, Should not be understood to exclude the presence or addition of one or more other elements, elements, or combinations thereof.
또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 셀을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a memory cell according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 메모리 셀은 제1 고농도 도핑 영역(120), 제2 베이스 영역(130), 제1 베이스 영역(140) 및 제2 고농도 도핑 영역(150)이 순차적으로 접합된 구조를 포함할 수 있다.1, a memory cell includes a structure in which a first heavily doped
상기 제1 고농도 도핑 영역(120)은 제1 도전형의 도펀트가 고농도로 도핑된다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 도전형의 도펀트는 P형 도펀트이고, 상기 제1 고농도 도핑 영역(120)은 P+ 영역일 수 있다.The first heavily doped
상기 제2 베이스 영역(130)은 제2 도전형의 도펀트가 도핑된다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 도전형의 도펀트는 N형 도펀트이고, 상기 제2 베이스 영역(130)은 N 베이스 영역일 수 있다.The
상기 제1 베이스 영역(140)은 상기 제1 도전형의 도펀트가 도핑되며, 상기 제1 고농도 도핑 영역(120)보다 낮은 농도로 도핑된다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제1 도전형의 도펀트는 상기 P형 도펀트이고, 상기 제1 베이스 영역(140)은 P 베이스 영역일 수 있다.The
상기 제2 고농도 도핑 영역(150)은 상기 제2 도전형의 도펀트가 고농도로 도핑되며, 상기 제2 베이스 영역(130)보다 높은 농도로 도핑된다. 일 실시 예에 따르면, 상기 제2 도전형의 도펀트는 상기 N형 도펀트이고, 상기 제2 고농도 도핑 영역(150)은 N+ 영역일 수 있다.The second heavily doped
일 실시 예에 따르면, 상기 메모리 셀은 상기 제1 고농도 도핑 영역(120), 상기 제2 상기 베이스 영역(130), 상기 제1 베이스 영역(140) 및 상기 제2 고농도 도핑 영역(150)이 Si으로 형성된 것을 포함할 수 있다.The
다른 실시 예에 따르면, 상기 메모리 셀은 상기 제1 고농도 도핑 영역(120), 상기 제1 베이스 영역(140) 및 상기 제2 고농도 도핑 영역(150)이 Si으로 형성되고, 상기 제2 상기 베이스 영역(130)이 SiGe 또는 Ge로 형성된 것을 포함할 수 있다.According to another embodiment, in the memory cell, the first heavily doped
또 다른 실시 예에 따르면, 상기 메모리 셀은 상기 제1 고농도 도핑 영역(120), 상기 제2 상기 베이스 영역(130) 및 상기 제2 고농도 도핑 영역(150)이 실리콘으로 형성되고, 상기 제1 베이스 영역(140)이 SiGe 또는 Ge로 형성된 것을 포함할 수 있다.According to another embodiment, the memory cell may be formed such that the first heavily doped
상기 메모리 셀의 양단에 순방향 전압을 인가하면 상기 제1 고농도 도핑 영역(120) 및 상기 제2 베이스 영역(130) 사이의 접합(J1)과 상기 제1 베이스 영역(140) 및 상기 제2 고농도 도핑 영역(150) 사이의 접합(J3)에는 순방향 전압이 걸리고, 상기 제2 베이스 영역(130) 및 상기 제1 베이스 영역(140) 사이의 접합(J2)에는 역방향 전압이 걸린다.When a forward voltage is applied to both ends of the memory cell, a junction J 1 between the first heavily doped
상기 메모리 셀에 전압이 인가되어, 상기 제2 베이스 영역(130) 또는 상기 제1 베이스 영역(140) 내부에 punch-through가 발생하면, 상기 메모리 셀 내부에 주입된 정공 및 전자가 급격히 증가하게 된다. 상기 메모리 셀에 충분한 수의 정공 및 전자가 축적되면, 상기 제2 베이스 영역(130) 및 상기 제1 베이스 영역(140) 사이의 접합(J2)은 역방향 바이어스(bias) 상태에서 순방향 바이어스 상태로 즉시 전환(flip)되어, 상기 메모리 셀에 전류가 흐를 수 있다.When a voltage is applied to the memory cell and a punch-through occurs in the
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 베이스 영역(130)의 길이(A) 및 상기 제1 베이스 영역(140)의 길이(B)가 조절되어 상기 메모리 셀의 쓰기 전압이 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 베이스 영역(130)의 길이(A) 및 상기 제1 베이스 영역(140)의 길이(B)가 증가하는 경우, 상기 메모리 셀의 쓰기 전압이 증가할 수 있다. 다른 예를 들어, 상기 제2 베이스 영역(130)의 길이(A) 및 상기 제1 베이스 영역(140)의 길이(B)가 감소하는 경우, 상기 메모리 셀의 쓰기 전압이 감소할 수 있다.According to one embodiment, the length A of the
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 베이스 영역(130) 및 상기 제1 베이스 영역(140)의 도핑 농도가 조절되어 상기 메모리 셀의 쓰기 전압이 조절될 수 있다.According to one embodiment, the doping concentration of the
예를 들어, 상기 제2 베이스 영역(130) 및 상기 제1 베이스 영역(140)의 도핑 농도가 증가하는 경우, 상기 메모리 셀의 쓰기 전압이 증가할 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 베이스 영역(130) 및 상기 제1 베이스 영역(140)의 도핑 농도가 증가하는 경우, 상기 제2 베이스 영역(130) 및 상기 제1 베이스 영역(140)의 공핍 영역의 너비(xp1, xp2, xn1, xn2)가 감소한다. 역방향 전압이 걸리는 상기 제2 베이스 영역(130) 및 상기 제1 베이스 영역(140) 사이의 접합(J2)에 punch-through가 발생하는 것이 용이하지 않을 수 있다. 이에 따라, 상기 메모리 셀의 쓰기 전압이 증가할 수 있다.For example, when the doping concentration of the
다른 예를 들어, 상기 제2 베이스 영역(130) 및 상기 제1 베이스 영역(140)의 도핑 농도가 감소하는 경우, 상기 메모리 셀의 쓰기 전압이 감소할 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 베이스 영역(130) 및 상기 제1 베이스 영역(140)의 도핑 농도가 감소하는 경우, 상기 제2 베이스 영역(130) 및 상기 제1 베이스 영역(140)의 공핍 영역의 너비(xp1, xp2, xn1, xn2)가 증가한다. 역방향 전압이 걸리는 상기 제2 베이스 영역(130) 및 상기 제1 베이스 영역(140) 사이의 접합(J2)에 punch-through가 발생하는 것이 용이해질 수 있다. 이에 따라, 상기 메모리 셀의 쓰기 전압이 감소할 수 있다.In another example, if the doping concentration of the
본 발명의 실시 예에 따른 메모리 셀은 상기 제1 베이스 영역(140) 및 상기 제2 베이스 영역(130)을 포함하고, 상기 제1 베이스 영역(140) 및 상기 제2 베이스 영역(130)의 길이(A, B)와 도핑 농도를 조절하여 상기 메모리 셀의 쓰기 전압을 조절할 수 있다.The memory cell according to an embodiment of the present invention includes the
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 셀을 포함하는 어레이를 설명하기 위한 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating an array including memory cells according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 어레이는 기판(110), 복수의 메모리 셀 및 복수의 절연막(160)을 포함하고, 상기 기판(110) 상에 상기 메모리 셀 및 상기 절연막(160)이 교대로 그리고 반복적으로 적층된 적층 구조체(stacked structure)일 수 있다.2, the array includes a
상기 기판(110)은 상기 메모리 셀 및 상기 절연막(160)이 적층되는 지지체로서 제공된다. 일 실시 예에 따르면, 상기 기판(110)은 실리콘 반도체 기판일 수 있다.The
상기 메모리 셀은 제1 고농도 도핑 영역(120), 제2 베이스 영역(130), 제1 베이스 영역(140) 및 제2 고농도 도핑 영역(150)이 순차적으로 접합된 구조로, 도 1에서 상술된 바와 동일하게 제공될 수 있다. 상기 메모리 셀은 상기 기판(110) 상에 복수 개 적층되며, 일 실시 예에 따르면, 복수의 상기 메모리 셀이 포함하는 상기 제1 베이스 영역(140)들 및 상기 제2 베이스 영역(130)들은 길이와 도핑 농도가 동일하게 제공될 수 있다.The memory cell has a structure in which a first heavily doped
상기 절연막(160)은 상기 기판(110) 상에 복수 개 적층되며, 상기 기판(110) 상에서 상기 메모리 셀과 교대로 적층될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 절연막(160)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 또는 실리콘 산질화물일 수 있다. A plurality of the insulating
도 3는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 셀을 포함하는 어레이의 변형 예를 설명하기 위한 단면도이다.3 is a cross-sectional view for explaining a modification of the array including the memory cell according to the embodiment of the present invention.
도 3을 참조하면, 어레이는 기판(110), 복수의 메모리 셀 및 복수의 절연막(160)을 포함하고, 상기 기판(110) 상에 상기 메모리 셀 및 상기 절연막(160)이 교대로 그리고 반복적으로 적층된 적층 구조체일 수 있다.3, the array includes a
상기 기판(110)은 상기 메모리 셀 및 상기 절연막(160)이 적층되는 지지체로서, 도 2에서 상술된 바와 동일하게 제공될 수 있다.The
상기 메모리 셀은 제1 고농도 도핑 영역(120), 제2 베이스 영역(130), 제1 베이스 영역(140) 및 제2 고농도 도핑 영역(150)이 순차적으로 접합된 구조로, 도 1에서 상술된 바와 동일하게 제공될 수 있다. 상기 메모리 셀은 상기 기판(110) 상에 복수 개 적층되며, 일 실시 예에 따르면, 복수의 상기 메모리 셀이 포함하는 상기 제1 베이스 영역(140)들 및 상기 제2 베이스 영역(130)들은 길이와 도핑 농도가 상이하게 제공될 수 있다.The memory cell has a structure in which a first heavily doped
예를 들어, 상기 어레이는 제1 메모리 셀 및 제2 메모리 셀을 포함하고, 상기 제1 메모리 셀의 상기 제1 베이스 영역(140)은 상기 제2 메모리 셀의 상기 제1 베이스 영역(140)보다 길이가 길거나 또는 짧을 수 있다. 또한, 상기 제1 메모리 셀의 상기 제2 베이스 영역(130)은 상기 제2 메모리 셀의 상기 제2 베이스 영역(130)보다 길이가 길거나 또는 짧을 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 메모리 셀 및 상기 제2 메모리 셀은 쓰기 전압이 상이할 수 있다. 다시 말하면, 하나의 어레이 내에 포함된 상기 메모리 셀들의 상기 제1 및 제2 베이스 영역(140, 130)의 길이를 조절하여, 하나의 어레이 내에 포함된 상기 메모리 셀들이 서로 다른 쓰기 전압을 갖도록 조절될 수 있고, 이에 따라, 다양한 어플리케이션에 적용 가능한 반도체 메모리 소자가 제공될 수 있다.For example, the array may include a first memory cell and a second memory cell, wherein the
다른 예를 들어, 상기 어레이는 제1 메모리 셀 및 제2 메모리 셀을 포함하고, 상기 제1 메모리 셀의 상기 제1 베이스 영역(140)은 상기 제2 메모리 셀의 상기 제1 베이스 영역(140)보다 도핑 농도가 높거나 또는 낮을 수 있다. 또한, 상기 제1 메모리 셀의 상기 제2 베이스 영역(130)은 상기 제2 메모리 셀의 상기 제2 베이스 영역(130)보다 도핑 농도가 높거나 또는 낮을 수 있다. 다시 말하면, 하나의 어레이 내에 포함된 상기 메모리 셀들의 상기 제1 및 제2 베이스 영역(140, 130)의 길이를 조절하여, 하나의 어레이 내에 포함된 상기 메모리 셀들이 서로 다른 쓰기 전압을 갖도록 조절될 수 있고, 이에 따라, 다양한 어플리케이션에 적용 가능한 반도체 메모리 소자가 제공될 수 있다.In another example, the array includes a first memory cell and a second memory cell, wherein the
상기 절연막(160)은 상기 기판(110) 상에 복수 개 적층되며, 상기 기판(110) 상에서 상기 메모리 셀과 교대로 적층될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 절연막(160)은 도 2에서 상술된 바와 동일하게 제공될 수 있다.A plurality of the insulating
도 4a 내지 도 4g는 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 셀을 포함하는 어레이의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시 예에 따라 제조된 어레이를 설명하기 위한 도면이다.FIGS. 4A to 4G are views for explaining a method of manufacturing an array including memory cells according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view for explaining an array manufactured according to an embodiment of the present invention.
도 4a를 참조하면, 기판(110)이 준비된다. 상기 기판(110) 상에 복수의 메모리 셀 및 복수의 절연막이 교대로 그리고 반복적으로 적층된 적층 구조체가 제공될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 상기 기판(110)은 도 2에서 상술된 바와 동일하게 제공될 수 있다.Referring to FIG. 4A, a
도 4b를 참조하면, 상기 기판(110) 상에 제1 반도체층이 배치된다. 상기 제1 반도체층은 제1 방향으로 연장된 제1 고농도 도핑 영역(120a), 제2 베이스 영역(130a), 제1 베이스 영역(140a) 및 제2 고농도 도핑 영역(150a)이 순차적으로 접합된 구조로, 도 1 내지 도 3에서 상술된 바와 동일하게 제공될 수 있다.Referring to FIG. 4B, a first semiconductor layer is disposed on the
도 4b에 도시된 바와 같이, 상기 제1 고농도 도핑 영역(120a), 상기 제2 베이스 영역(130a), 상기 제1 베이스 영역(140a) 및 상기 제2 고농도 도핑 영역(150a)은 상기 제1 방향으로 나란히 연장할 수 있고, 일정한 폭을 가질 수 있다. 도 5를 참조하여, 후술되는 바와 같이, 트렌치가 생성되는 경우, 상기 제1 고농도 도핑 영역(120a), 상기 제2 베이스 영역(130a), 상기 제1 베이스 영역(140a), 및 상기 제2 고농도 도핑 영역(150a)의 폭이, 하나의 메모리 셀에서, 상기 제1 고농도 도핑 영역(120a), 상기 제2 베이스 영역(130a), 상기 제1 베이스 영역(140a), 및 상기 제2 고농도 도핑 영역(150a)의 길이로 정의될 수 있다. 다시 말하면, 상기 제1 반도체층의 상기 제2 베이스 영역(130a) 및 상기 제1 베이스 영역(140a)의 폭을 조절하여, 상기 메모리 셀의 반도체층의 상기 제2 베이스 영역(130a) 및 상기 제1 베이스 영역(140a)의 길이가 조절될 수 있고, 결론적으로, 상기 메모리 셀의 쓰기 전압이 조절될 수 있다. 4B, the first heavily doped
도 4c를 참조하면, 상기 제1 반도체층 상에 제1 절연막(160a)이 배치된다. 상기 제1 절연막(160a)은 도 2에서 상술된 바와 동일하게 제공될 수 있다.Referring to FIG. 4C, a first insulating
도 4d를 참조하면, 상기 제1 절연막(160a) 상에 제2 반도체층이 배치된다. 상기 제2 반도체층은 제1 방향으로 연장된 제1 고농도 도핑 영역(120b), 제2 베이스 영역(130b), 제1 베이스 영역(140b) 및 제2 고농도 도핑 영역(150b)이 순차적으로 접합된 구조로, 도 1 내지 도 3에서 상술된 바와 동일하게 제공될 수 있다.Referring to FIG. 4D, a second semiconductor layer is disposed on the first insulating
일 실시 예에 따르면, 상기 제2 반도체층이 포함하는 상기 제1 베이스 영역(140b) 및 제2 베이스 영역(130b)은, 상기 제1 반도체층이 포함하는 상기 제1 베이스 영역(140a) 및 제2 베이스 영역(130a)과 길이 또는 도핑 농도가 동일할 수 있다.According to one embodiment, the
다른 실시 예에 따르면, 상기 제2 반도체층이 포함하는 상기 제1 베이스 영역(140b) 및 제2 베이스 영역(130b)은, 상기 제1 반도체층이 포함하는 상기 제1 베이스 영역(140a) 및 제2 베이스 영역(130a)과 길이 또는 도핑 농도가 상이할 수 있다.According to another embodiment, the
도 4e를 참조하면, 상기 제2 반도체층 상에 제2 절연막(160b)이 배치된다. 상기 제2 절연막(160b)은 도 2에서 상술된 바와 동일하게 제공될 수 있다.Referring to FIG. 4E, a second insulating
도 4f를 참조하면, 상기 제2 절연막(160b) 상에 제3 반도체층이 배치된다. 상기 제3 반도체층은 제1 방향으로 연장된 제1 고농도 도핑 영역(120c), 제2 베이스 영역(130c), 제1 베이스 영역(140c) 및 제2 고농도 도핑 영역(150c)이 순차적으로 접합된 구조로, 도 1 내지 도 3에서 상술된 바와 동일하게 제공될 수 있다. Referring to FIG. 4F, a third semiconductor layer is disposed on the second insulating
일 실시 예에 따르면, 상기 제3 반도체층이 포함하는 상기 제1 베이스 영역(140c) 및 상기 제2 베이스 영역(130c)은, 상기 제1 반도체층이 포함하는 상기 제1 베이스 영역(140a) 및 제2 베이스 영역(130a) 또는 상기 제2 반도체층이 포함하는 상기 제1 베이스 영역(140b) 및 제2 베이스 영역(130b)과 길이 또는 도핑 농도가 동일할 수 있다.According to an embodiment, the
다른 실시 예에 따르면, 상기 제3 반도체층이 포함하는 상기 제1 베이스 영역(140c) 및 상기 제2 베이스 영역(130c)은, 상기 제1 반도체층이 포함하는 상기 제1 베이스 영역(140a) 및 제2 베이스 영역(130a) 또는 상기 제2 반도체층이 포함하는 상기 제1 베이스 영역(140b) 및 제2 베이스 영역(130b)과 길이 또는 도핑 농도가 상이할 수 있다.According to another embodiment, the
도 4g를 참조하면, 상기 제3 반도체층 상에 제3 절연막(160c)이 배치된다. 상기 제3 절연막(160c)은 도 2에서 상술된 바와 동일하게 제공될 수 있다.Referring to FIG. 4G, a third
도 5를 참조하면, 상기 기판(110) 상에 상기 제1 내지 제3 반도체층 및 상기 제1 내지 제3 절연막(160a, 160b, 160c)이 교대로 적층된 상기 적층 구조체를 식각하여, 복수의 어레이 사이에 트렌치(trench)를 형성할 수 있다.5, the laminated structure in which the first to third semiconductor layers and the first to third insulating
구체적으로, 상기 제1 내지 제3 반도체층이 포함하는 상기 제1 고농도 도핑 영역(120a, 120b, 120c), 상기 제2 베이스 영역(130a, 130b, 130c), 상기 제1 베이스 영역(140a, 140b, 140c) 및 상기 제2 고농도 도핑 영역(150a, 150b, 150c)은 상기 제 1방향으로 연장하고, 상기 트렌치는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장하여 형성될 수 있다.Specifically, the first heavily doped
상기 트렌치를 절연 물질로 갭필(gap-fill)하여, 복수의 상기 어레이가 옆으로(laterally) 이격되어 배열되고, 복수의 상기 어레이 사이에 트렌치가 제공된 반도체 메모리 소자가 제조될 수 있다.A semiconductor memory device in which a plurality of the arrays are laterally spaced apart and a trench is provided between a plurality of the arrays can be manufactured by gap-filling the trenches with an insulating material.
도 4b에서 상기 제1 고농도 도핑 영역(120a), 상기 제2 베이스 영역(130a), 상기 제1 베이스 영역(140a), 및 상기 제2 고농도 도핑 영역(150a)이 상기 제1 방향으로 일정한 폭을 가지고 연장되는 것으로 도시되었으나, 일 변형 예에 따르면, 상기 반도체층에서, 상기 제1 고농도 도핑 영역(120a) 및 상기 제2 고농도 도핑 영역(150a)의 폭이 점차적으로 넓어지도록 연장되거나, 또는 점차적으로 좁아지도록 연장될 수 있다. 이 경우, 상기 반도체층에서, 상기 제2 베이스 영역(130a) 및 상기 제1 베이스 영역(140a)의 폭이 각각 점차적으로 좁아지거나, 또는 점차적으로 넓어질 수 있다. 이에 따라, 도 4c 내지 도 4g, 및 도 5를 참조하여 설명된 방법으로 어레이를 제조하는 경우, 서로 인접한 어레이들에서, 동일한 레벨에 위치한 메모리 셀들의 상기 제1 베이스 영역 및 상기 제2 베이스 영역의 폭이 서로 상이할 수 있고, 이에 따라, 어레이 별로 상이한 쓰기 전압을 갖는 반도체 메모리 소자가 제조될 수 있다. In FIG. 4B, the first heavily doped
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 셀의 제1 및 제2 베이스 영역 길이에 따른 쓰기 전압 측정 그래프이다.6 is a graph illustrating a write voltage measurement according to lengths of first and second base regions of a memory cell according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, 제1 베이스 영역 및 제2 베이스 영역의 길이가 상이한 메모리 셀들의 쓰기 전압 변화를 측정하였다.Referring to FIG. 6, the write voltage changes of the memory cells having different lengths of the first base region and the second base region were measured.
제1 베이스 영역 및 제2 베이스 영역의 길이가 200nm인 메모리 셀에 전압을 인가한 경우, 메모리 셀의 쓰기 전압은 0.77V로 측정되었다. 제1 베이스 영역 및 제2 베이스 영역의 길이가 250nm인 메모리 셀에 전압을 인가한 경우, 메모리 셀의 쓰기 전압은 1.85V로 측정되었다. 제1 베이스 영역 및 제2 베이스 영역의 길이가 300nm인 메모리 셀에 전압을 인가한 경우, 메모리 셀의 쓰기 전압은 3.40V로 측정되었다.When a voltage was applied to a memory cell having a length of 200 nm in the first base region and the second base region, the write voltage of the memory cell was measured to be 0.77 V. When a voltage was applied to a memory cell having a length of 250 nm in the first base region and the second base region, the write voltage of the memory cell was measured to be 1.85 V. When a voltage was applied to a memory cell having a length of 300 nm in the first base region and a second base region, the write voltage of the memory cell was measured to be 3.40 V.
이와 같이, 제1 베이스 영역 및 제2 베이스 영역의 길이를 조절하여, 메모리 셀의 쓰기 전압을 조절할 수 있다.In this manner, the lengths of the first base region and the second base region can be adjusted to adjust the write voltage of the memory cell.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 메모리 셀이 상이한 길이의 제1 및 제2 베이스 영역을 갖는 경우, 쓰기 전압 측정 그래프이다.FIG. 7 is a graph of a write voltage measurement when a memory cell according to an embodiment of the present invention has first and second base regions of different lengths. FIG.
도 7을 참조하면, 제1 베이스 영역 및 제2 베이스 영역의 길이가 200nm인 메모리 셀에 전압을 인가한 경우, 메모리 셀의 쓰기 전압은 0.66V로 측정되었다. 제1 베이스 영역의 길이가 150nm로 감소되고, 제2 베이스 영역의 길이는 상기 메모리 셀과 동일한 200nm인 메모리 셀에 전압을 인가한 경우, 메모리 셀의 쓰기 전압은 0.36V로 측정되어, 베이스 영역의 길이 감소에 따른 메모리 셀의 쓰기 전압을 감소를 확인할 수 있다.Referring to FIG. 7, when a voltage is applied to a memory cell having a length of 200 nm in the first and second base regions, the write voltage of the memory cell is measured to be 0.66V. When the length of the first base region is reduced to 150 nm and the length of the second base region is 200 nm, which is the same as the memory cell, the write voltage of the memory cell is measured to be 0.36 V, It can be confirmed that the write voltage of the memory cell is decreased with decreasing the length.
이와 같이, 제1 베이스 영역 및 제2 베이스 영역의 길이를 조절하여, 메모리 셀의 쓰기 전압을 조절할 수 있다.In this manner, the lengths of the first base region and the second base region can be adjusted to adjust the write voltage of the memory cell.
상술된 본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 메모리 소자는 다양한 형태들의 반도체 패키지(semiconductor package)에 구현될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 메모리 소자는, PoP(Package on Package), Ball grid arrays(BGAs), Chip scale packages(CSPs), Plastic Leaded Chip Carrier(PLCC), Plastic Dual In-Line Package(PDIP), Die in Waffle Pack, Die in Wafer Form, Chip On Board(COB), Ceramic Dual In-Line Package(CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack(MQFP), Thin Quad Flatpack(TQFP), Small Outline(SOIC), Shrink Small Outline Package(SSOP), Thin Small Outline(TSOP), Thin Quad Flatpack(TQFP), System In Package(SIP), Multi Chip Package(MCP), Wafer-level Fabricated Package(WFP), Wafer-Level Processed Stack Package(WSP) 등의 방식으로 패키징될 수 있다. 본 발명의 실시 예들에 따른 반도체 메모리 소자가 실장된 패키지는 이를 제어하는 컨트롤러 및/또는 논리 소자 등을 더 포함할 수도 있다.The semiconductor memory device according to the embodiments of the present invention described above can be implemented in various types of semiconductor packages. For example, the semiconductor memory device according to the embodiments of the present invention can be used in a package on package (PoP), ball grid arrays (BGAs), chip scale packages (CSPs), plastic leaded chip carriers (PLCC) Die in Wafer Form, Chip On Board (COB), Ceramic Dual In-Line Package (CERDIP), Plastic Metric Quad Flat Pack (MQFP), Thin Quad Flatpack (TQFP), Small Outline (SOIC), Shrink Small Outline Package (SSOP), Thin Small Outline (TSOP), Thin Quad Flatpack (TQFP), System In Package (SIP), Multi Chip Package (MCP), Wafer-level Fabricated Package -Level Processed Stack Package (WSP) or the like. The package on which the semiconductor memory device according to the embodiments of the present invention is mounted may further include a controller and / or a logic element for controlling the same.
도 8은 본 발명의 기술적 사상에 기초한 반도체 메모리 소자를 포함하는 전자 시스템의 일 예를 간략히 도시한 블록도이다. 8 is a block diagram briefly showing an example of an electronic system including a semiconductor memory device based on the technical idea of the present invention.
도 8을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 전자 시스템(1100)은 컨트롤러(1110), 입출력 장치(1120, I/O), 기억 장치(1130, memory device), 인터페이스(1140) 및 버스(1150, bus)를 포함할 수 있다. 상기 컨트롤러(1110), 입출력 장치(1120), 기억 장치(1130) 및/또는 인터페이스(1140)는 상기 버스(1150)를 통하여 서로 결합될 수 있다. 상기 버스(1150)는 데이터들이 이동되는 통로(path)에 해당한다.8, an electronic system 1100 according to an embodiment of the present invention includes a
상기 컨트롤러(1110)는 마이크로프로세서, 디지털 신호 프로세스, 마이크로 컨트롤러, 및 이들과 유사한 기능을 수행할 수 있는 논리 소자들 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 입출력 장치(1120)는 키패드(keypad), 키보드 및 디스플레이 장치 등을 포함할 수 있다. 상기 기억 장치(1130)는 데이터 및/또는 명령어 등을 저장할 수 있다. 상기 기억 장치(1130)는 상술된 본 발명의 실시 예들에 개시된 반도체 메모리 소자들 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 기억 장치(1130)는 다른 형태의 반도체 메모리 장치(ex, 디램 장치 및/또는 에스램 장치 등)를 더 포함할 수 있다. The
상기 인터페이스(1140)는 통신 네트워크로 데이터를 전송하거나 통신 네트워크로부터 데이터를 수신하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 인터페이스(1140)는 유선 또는 무선 형태일 수 있다. 예컨대, 상기 인터페이스(1140)는 안테나 또는 유무선 트랜시버 등을 포함할 수 있다. 도시하지 않았지만, 상기 전자 시스템(1100)은 상기 컨트롤러(1110)의 동작을 향상시키기 위한 동작 메모리로서, 고속의 디램 및/또는 에스램 등을 더 포함할 수도 있다.The
상기 전자 시스템(1100)은 개인 휴대용 정보 단말기(PDA, personal digital assistant) 포터블 컴퓨터(portable computer), 웹 타블렛(web tablet), 무선 전화기(wireless phone), 모바일 폰(mobile phone), 디지털 뮤직 플레이어(digital music player), 메모리 카드(memory card), 또는 정보를 무선환경에서 송신 및/또는 수신할 수 있는 모든 전자 제품에 적용될 수 있다.The electronic system 1100 may be a personal digital assistant (PDA) portable computer, a web tablet, a wireless phone, a mobile phone, a digital music player a digital music player, a memory card, or any electronic device capable of transmitting and / or receiving information in a wireless environment.
도 9는 본 발명의 기술적 사상에 기초한 반도체 메모리 소자를 포함하는 메모리 카드의 일 예를 간략히 도시한 블록도이다.9 is a block diagram briefly showing an example of a memory card including a semiconductor memory device based on the technical idea of the present invention.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 메모리 카드(1200)는 기억 장치(1210)를 포함한다. 상기 기억장치(1210)는 상술된 본 발명의 실시 예들에 개시된 반도체 메모리 소자들 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 기억 장치(1210)는 다른 형태의 반도체 메모리 장치(ex, 디램 장치 및/또는 에스램 장치 등)를 더 포함할 수 있다. 상기 메모리 카드(1200)는 호스트(Host)와 상기 기억 장치(1210) 간의 데이터 교환을 제어하는 메모리 컨트롤러(1220)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 9, a
상기 메모리 컨트롤러(1220)는 메모리 카드의 전반적인 동작을 제어하는 프로세싱 유닛(1222)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 메모리 컨트롤러(1220)는 상기 프로세싱 유닛(1222)의 동작 메모리로써 사용되는 에스램(1221, SRAM)을 포함할 수 있다. 이에 더하여, 상기 메모리 컨트롤러(1220)는 호스트 인터페이스(1223), 메모리 인터페이스(1225)를 더 포함할 수 있다. The
상기 호스트 인터페이스(1223)는 메모리 카드(1200)와 호스트(Host)간의 데이터 교환 프로토콜을 구비할 수 있다. 상기 메모리 인터페이스(1225)는 상기 메모리 컨트롤러(1220)와 상기 기억 장치(1210)를 접속시킬 수 있다. 더 나아가서, 상기 메모리 컨트롤러(1220)는 에러 정정 블록(1224, Ecc)를 더 포함할 수 있다. The
상기 에러 정정 블록(1224)은 상기 기억 장치(1210)로부터 독출된 데이터의 에러를 검출 및 정정할 수 있다. 도시하지 않았지만, 상기 메모리 카드(1200)는 호스트(Host)와의 인터페이싱을 위한 코드 데이터를 저장하는 롬 장치(ROM device)를 더 포함할 수도 있다. 상기 메모리 카드(1200)는 휴대용 데이터 저장 카드로 사용될 수 있다. 이와는 달리, 상기 메모리 카드(1200)는 컴퓨터시스템의 하드디스크를 대체할 수 있는 고상 디스트(SSD, Solid State Disk)로도 구현될 수 있다.The
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 특정 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 특허청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 이 기술분야에서 통상의 지식을 습득한 자라면, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않으면서도 많은 수정과 변형이 가능함을 이해하여야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the scope of the present invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will also be appreciated that many modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
110: 기판
120: 제1 고농도 도핑 영역
130: 제2 베이스 영역
140: 제1 베이스 영역
150: 제2 고농도 도핑 영역
160: 절연막
1100: 전자 시스템
1110: 컨트롤러
1120: 입출력 장치(I/O)
1130, 1210: 기억 장치
1140: 인터페이스
1150: 버스(bus)
1200: 메모리 카드
1220: 메모리 컨트롤러
1221: 에스램
1222: 프로세싱 유닛
1223: 호스트 인터페이스
1224: 에러 정정 블록(Ecc)
1225: 메모리 인터페이스
A: 제2 베이스 영역의 길이
B: 제1 베이스 영역의 길이
J1, J2, J3: 접합
xn1, xn2, xp1, xp2: 공핍 영역의 너비110: substrate
120: first high concentration doped region
130: second base region
140: first base region
150: second heavily doped region
160: Insulating film
1100: Electronic system
1110: Controller
1120: Input / output device (I / O)
1130, 1210: Storage device
1140: Interface
1150: bus
1200: Memory card
1220: Memory controller
1221: Slam
1222: Processing unit
1223: Host interface
1224: Error correction block (Ecc)
1225: Memory interface
A: length of the second base region
B: length of the first base region
J 1 , J 2 , J 3 : Junction
x n1 , x n2 , x p1 , x p2 : width of the depletion region
Claims (10)
상기 제1 베이스 영역 및 상기 제2 베이스 영역의 길이 또는 도핑 농도가 조절되어 상기 메모리 셀의 쓰기 전압이 조절되는 것을 포함하는 반도체 메모리 소자.
A second base region doped with a second conductivity type dopant, a first base region doped with the first conductivity type dopant, and a second base region doped with the first conductivity type dopant, In a two-terminal memory cell in which second high-concentration doped regions doped with a dopant are sequentially bonded,
Wherein a length or a doping concentration of the first base region and the second base region is adjusted to adjust a write voltage of the memory cell.
상기 제1 베이스 영역 및 상기 제2 베이스 영역의 길이를 증가시키거나, 도핑 농도를 증가시키는 경우, 상기 메모리 셀의 쓰기 전압이 증가되는 것을 포함하는 반도체 메모리 소자.
The method according to claim 1,
Wherein a write voltage of the memory cell is increased when the lengths of the first base region and the second base region are increased or the doping concentration is increased.
상기 제1 베이스 영역 및 상기 제2 베이스 영역의 길이를 감소시키거나, 도핑 농도를 감소시키는 경우, 상기 메모리 셀의 쓰기 전압이 감소되는 것을 포함하는 반도체 메모리 소자.
The method according to claim 1,
Wherein a write voltage of the memory cell is reduced when the length of the first base region and the second base region is decreased or the doping concentration is reduced.
복수의 상기 메모리 셀이 적층된 어레이(array)를 포함하되, 상기 어레이는 상기 메모리 셀과 절연층이 교대로 그리고 반복적으로 적층된 것을 포함하는 반도체 메모리 소자.
The method according to claim 1,
Wherein the array comprises an array of a plurality of memory cells stacked, the array comprising alternately and repeatedly stacking the memory cells and an insulating layer.
상기 어레이에 포함된 상기 메모리 셀은, 제1 메모리 셀 및 상기 제1 메모리 셀 상의 제2 메모리 셀을 포함하되,
상기 제1 및 제2 메모리 셀들의 상기 제1 베이스 영역들의 길이는 서로 상이하고,
상기 제1 및 제2 메모리 셀들의 상기 제2 베이스 영역들의 길이는 서로 상이한 것을 포함하는 반도체 메모리 소자.
5. The method of claim 4,
Wherein the memory cell included in the array includes a first memory cell and a second memory cell on the first memory cell,
Wherein lengths of the first base regions of the first and second memory cells are different from each other,
Wherein the lengths of the second base regions of the first and second memory cells are different from each other.
상기 어레이에 포함된 상기 메모리 셀은, 제1 메모리 셀 및 상기 제1 메모리 셀 상의 제2 메모리 셀을 포함하되,
상기 제1 및 제2 메모리 셀들의 상기 제1 베이스 영역들의 도핑 농도는 서로 상이하고,
상기 제1 및 제2 메모리 셀들의 상기 제2 베이스 영역들의 도핑 농도는 서로 상이한 것을 포함하는 반도체 메모리 소자.
5. The method of claim 4,
Wherein the memory cell included in the array includes a first memory cell and a second memory cell on the first memory cell,
Wherein the doping densities of the first base regions of the first and second memory cells are different from each other,
Wherein the doping concentrations of the second base regions of the first and second memory cells are different from each other.
상기 어레이는 복수로 제공되고,
복수의 상기 어레이가 옆으로(laterally) 이격되어 배열되고, 복수의 상기 어레이 사이에 트렌치(trench)가 제공되는 것을 포함하는 반도체 메모리 소자.
5. The method of claim 4,
The array is provided in a plurality,
A plurality of said arrays are arranged laterally spaced apart and a trench is provided between said plurality of said arrays.
복수의 상기 어레이는, 서로 인접한 제1 어레이 및 제2 어레이를 포함하고,
상기 제1 어레이에 포함된 상기 메모리 셀의 상기 제1 베이스 영역의 길이와 상기 제2 어레이에 포함된 상기 메모리 셀의 상기 제1 베이스 영역의 길이는 서로 다르고,
상기 제1 어레이에 포함된 상기 메모리 셀의 상기 제2 베이스 영역의 길이와 상기 제2 어레이에 포함된 상기 메모리 셀의 상기 제2 베이스 영역의 길이는 서로 다른 것을 포함하는 반도체 메모리 소자.
8. The method of claim 7,
The plurality of arrays include a first array and a second array adjacent to each other,
The length of the first base region of the memory cells included in the first array is different from the length of the first base region of the memory cells included in the second array,
Wherein a length of the second base region of the memory cell included in the first array and a length of the second base region of the memory cell included in the second array are different.
상기 기판 상에 반도체층 및 절연막을 교대로 그리고 반복적으로 적층하여 적층 구조체(stacked structure)를 제조하는 단계;
상기 적층 구조체를 식각하여, 트렌치에 의해 서로 이격된 복수의 어레이를 정의하는 단계를 포함하되,
상기 반도체층은,
제1 방향으로 연장하고 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1 고농도 도핑 영역, 상기 제1 방향으로 연장하고 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2 베이스 영역, 상기 제1 방향으로 연장하고 상기 제1 도전형의 도펀트로 도핑된 제1 베이스 영역, 및 상기 제1 방향으로 연장하고, 상기 제2 도전형의 도펀트로 도핑된 제2 고농도 도핑 영역을 포함하고,
상기 제1 고농도 도핑 영역, 상기 제2 베이스 영역, 상기 제1 베이스 영역, 및 상기 제2 고농도 도핑 영역은 순차적으로 배열되고,
상기 트렌치는 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장하는 것을 포함하는 반도체 메모리 소자의 제조 방법.
Preparing a substrate;
Depositing a semiconductor layer and an insulating film alternately and repeatedly on the substrate to produce a stacked structure;
Etching the stack to define a plurality of arrays spaced apart from each other by trenches,
Wherein:
A first heavily doped region extending in a first direction and doped with a dopant of a first conductivity type, a second base region extending in the first direction and doped with a dopant of a second conductivity type, A first base region doped with a dopant of a first conductivity type and a second heavily doped region extending in the first direction and doped with a dopant of the second conductivity type,
Wherein the first heavily doped region, the second base region, the first base region, and the second heavily doped region are sequentially arranged,
Wherein the trench extends in a second direction that intersects the first direction.
상기 적층 구조체가 식각되어 정의된 상기 어레이는, 서로 이격되어 적층된 복수의 메모리 셀을 포함하고,
상기 메모리 셀은, 순차적으로 접합된 상기 제1 고농도 도핑 영역, 상기 제2 베이스 영역, 상기 제1 베이스 영역, 및 상기 제2 고농도 도핑 영역을 포함하고,
상기 제1 베이스 영역 및 상기 제2 베이스 영역의 길이 또는 도핑 농도가 조절되어 상기 메모리 셀의 쓰기 전압이 조절되는 것을 포함하는 반도체 메모리 소자의 제조 방법.10. The method of claim 9,
Wherein the array defined by etching the stacked structure includes a plurality of memory cells stacked and isolated from each other,
Wherein the memory cell includes the first heavily doped region, the second base region, the first base region, and the second heavily doped region that are sequentially bonded,
Wherein a length or a doping concentration of the first base region and the second base region is adjusted to adjust the write voltage of the memory cell.
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