專利名稱：快速eeprom單元及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種快速EEPROM(電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器〕單元及其制造方法，特別是有一個(gè)向浮動(dòng)?xùn)艠O的溝道方向延伸的控制柵極的單元。
具有編程和擦除功能的快速EEPROM，其單元種類分成疊柵結(jié)構(gòu)和分離柵結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)參照附圖加以說(shuō)明.說(shuō)明書附

圖1A到1C表示習(xí)用的具有疊柵結(jié)構(gòu)的單元的制造方法。
圖1A到1C是一個(gè)習(xí)用的具有疊柵結(jié)構(gòu)的快速EEPROM單元沿圖2的A-A方向的剖面圖，用于解釋制造方法。
在圖1A中，溝道氧化膜2和第一多晶硅膜3順序沉積于具有一個(gè)場(chǎng)區(qū)和一個(gè)有源區(qū)的硅基片1上。然后，第一多晶硅膜3和溝道氧化膜2順序使用照相和蝕刻工藝形成圖形，如圖2所示。再將介質(zhì)薄膜4和第二多晶硅膜5置于所成形的結(jié)構(gòu)上，介質(zhì)薄膜4是由順序沉積氧化膜和氮化膜所形成。
參考圖1B，在成形結(jié)構(gòu)上涂上光致抗蝕劑膜(未表示)后，對(duì)于一個(gè)控制柵極用使用掩模的照相工藝將光致抗蝕劑膜形成圖形。用使用形成圖形的光致抗蝕劑膜作為掩膜的自調(diào)節(jié)蝕刻工藝，將第二多晶硅膜5、介質(zhì)薄膜4、第一多晶硅膜3、溝道氧化膜2順序蝕刻，形成存儲(chǔ)單元的柵極，在此單元中溝道氧化膜2、浮動(dòng)?xùn)艠O3A、介質(zhì)薄膜4、控制柵極5A都疊加。
在圖1C中，去掉光致抗蝕劑膜后，在暴露的硅基片1上注入雜質(zhì)離子形成源區(qū)和漏區(qū)(6和7)。界層介質(zhì)薄膜8沉積于成形結(jié)構(gòu)上。然后，界層介質(zhì)薄膜8形成露出硅基片的圖形，因此形成一個(gè)接觸洞9。圖2中的標(biāo)號(hào)10表示場(chǎng)區(qū)隔離。
如上所詳細(xì)描述，因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)中的EEPROM單元，每?jī)蓚€(gè)單元需要一個(gè)接觸洞，這就限制了單元面積的減。此外，硅基片(圖2中的″s區(qū))可能會(huì)下陷，而第一多晶片已通過圖1B的自調(diào)節(jié)蝕刻工藝在此被蝕刻。這會(huì)使得源線的連續(xù)性變壞而導(dǎo)致可靠性問題。為了解決此類問題，可使用埋結(jié)工藝使場(chǎng)區(qū)氧化膜形成之前源線就已形成。即使在這種情況下，也會(huì)由于雜質(zhì)離子的橫向擴(kuò)散，使單元面積的縮小受到另一限制。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種快速EEPROM單元和制造這種單元的一種方法，它能解決以上缺點(diǎn)和減小單元面積。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種有一個(gè)向浮動(dòng)?xùn)艠O的溝道方向伸展的控制柵極的快速EEPROM單元。
為了達(dá)到上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)快速EEPROM單元陣列，組成如下許多按行和列的方式排列在硅基片上的浮動(dòng)?xùn)艠O；許多按行的方式連續(xù)沉積于浮動(dòng)?xùn)艠O和硅基片上的控制柵極；許多形成在硅基片上按列方向排列在浮動(dòng)?xùn)艠O之間的隔離區(qū)；以及許多形成在硅基片上，按行方向沉積在控制柵極之下并位于浮動(dòng)?xùn)艠O之間的源線和漏線。
一種制造快速EEPROM單元的方法，包括以下步驟在硅基片上順序形成溝道氧化膜、第一多晶硅膜、介質(zhì)薄膜；
順序在介質(zhì)薄膜、第一多晶硅膜、溝道氧化膜上形成圖形；注入第一雜質(zhì)離子形成一個(gè)源區(qū)和一個(gè)漏區(qū)；用氧化的方法在源區(qū)和漏區(qū)形成一個(gè)氧化膜；將第二多晶硅膜沉積于上述成形結(jié)構(gòu)上；順序在第二多晶硅膜的選擇區(qū)、已成圖形的介質(zhì)薄膜、已成圖形的第一多晶硅膜、和已成圖形的溝道氧化膜上形成圖形，以便形成具有浮動(dòng)?xùn)艠O和控制柵極疊加結(jié)構(gòu)的單元陣列，控制柵極向源區(qū)和漏區(qū)的垂直方向延伸；通過選擇區(qū)域?qū)⒌诙s質(zhì)離子注入到硅基片形成一個(gè)單元隔離區(qū)。
為了充分理解本發(fā)明的本質(zhì)和目的，下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述圖1A到1C是用于解釋按現(xiàn)有技術(shù)制造一個(gè)具有疊柵結(jié)構(gòu)的EEPROM單元的制造方法的剖面圖。
圖2是一個(gè)用于解釋圖1A到1C的草圖；圖3A到3C是用于解釋按本發(fā)明制造一個(gè)具有疊柵結(jié)構(gòu)的EEPROM單元的方法的剖面圖；和圖4是表示按本發(fā)明制造一個(gè)EEPROM單元的方法的草圖。
相似的參考特征在幾個(gè)附圖中代表相似部分。
圖3A到3C是剖面圖，用于解釋按本發(fā)明制造具有疊柵結(jié)構(gòu)的EEPROM單元的方法。參考圖4，解釋將在下面給出。(圖3A和3B是圖4沿C-C方向的剖面圖，圖3C是圖4沿B-B方向的剖面圖〕在圖3A中，溝道氧化膜2、第一多晶硅膜3B、第一氧化膜12、氮化膜13(第一氧化膜12和氮化膜13形成介質(zhì)薄膜14〕在硅基片上順序形成，整個(gè)區(qū)域是一個(gè)有源區(qū)。在成形結(jié)構(gòu)上涂上光致抗蝕劑膜11，對(duì)浮動(dòng)?xùn)艠O用使用掩模的照相工藝將光致抗蝕劑膜11形成圖形，將介質(zhì)薄膜14的暴露區(qū)形成圖形，然后將已成圖形的光致抗蝕劑膜11作為掩模形成第一多晶硅膜3B和溝道氧化膜2。然后，將第一雜質(zhì)離子注入到暴露的硅基片1中，一個(gè)源區(qū)6A和一個(gè)漏區(qū)7A就形成了。
在上述工藝中，當(dāng)硅基片1是p-型時(shí)，第一雜質(zhì)離子是n-型。當(dāng)硅基片1是n-型時(shí)，第一雜質(zhì)離子是p-型。當(dāng)硅基片1是p-型時(shí)，高濃度注入象砷一樣的n-型雜質(zhì)離子形成源區(qū)和漏區(qū)。
圖3B表示在去掉光致抗蝕劑膜11后經(jīng)過氧化工一后，第二氧化膜16便厚厚地生成在源區(qū)和漏區(qū)(6A和7A〕上，然后將第二多晶硅膜15沉積于成形結(jié)構(gòu)上。在上述氧化工藝過程中，在源區(qū)和漏區(qū)(6A和7A〕形成第二厚氧化膜16，它的形成是由于注入雜質(zhì)離子提高了氧化膜的生長(zhǎng)率所致。
在圖3C中，在成形結(jié)構(gòu)上涂上光致抗蝕劑膜11，對(duì)于一個(gè)控制柵極用使用掩模的照相工藝將光致抗蝕劑膜17形成圖形，在將第二多晶硅膜15形成圖形，然后將已成圖形的光致抗蝕劑膜17作為掩模用自調(diào)節(jié)蝕刻工藝加工已成圖形的介質(zhì)薄膜14、已成圖形的第一多晶硅膜3B、和已成圖形的溝道氧化膜2。結(jié)果，就生成了具有重疊的浮動(dòng)?xùn)艠O3B和控制柵極15A結(jié)構(gòu)的單元陣列，其中控制柵極15A向溝道方向延伸，圖3C是圖4沿B-B方向的剖面圖。如圖3B所示，由于注入雜質(zhì)離子所引起生成的很厚的第二氧化膜16在上述自調(diào)節(jié)蝕刻工藝(圖3C未表示〕過程中能防止硅基片1被暴露，硅基片1下陷現(xiàn)象就不會(huì)發(fā)生。此外，因?yàn)閳D3B(圖4中的C-C剖面〕中的控制柵極15A與溝道向同一方向延伸，源線和漏線被連接而所形成單元陣列的外部接觸點(diǎn)(即，在單元陣列內(nèi)不必有接觸點(diǎn)〕，它能使單元面積小型化。
通過對(duì)控制柵極使用掩模的蝕刻工藝，如圖4所示的硅基片1的選擇區(qū)F被暴露，通過選擇區(qū)F將第二雜質(zhì)離子注入硅基片中形成單元隔離區(qū)18。單元隔離區(qū)18防止在溝道之間產(chǎn)生穿通現(xiàn)象。因?yàn)樽⑷腚s質(zhì)離子形成單元隔離區(qū)18時(shí)沒有附加掩模工序，所以它能避免習(xí)用的隔離工藝中出現(xiàn)的需要調(diào)節(jié)容許間隙所引起的增加單元面積的情況。
在上文所述中，當(dāng)硅基片1是p-型時(shí)，第二雜質(zhì)離子是p-型。當(dāng)硅基片1是n-型時(shí)，第二雜質(zhì)離子是n-型。當(dāng)硅基片1是p-型時(shí)，高濃度注入象硼一樣的p-型雜質(zhì)離子形成單元隔離區(qū)18。
按本發(fā)明形成單元陣列，包含以下步驟許多按行和列的方式排列在硅基片上的浮動(dòng)?xùn)艠O；許多按行的方式連續(xù)沉積于浮動(dòng)?xùn)艠O和硅基片上的控制柵極；許多形成在硅基片上，按列方向排列在浮動(dòng)?xùn)艠O之間的隔離區(qū)；以及許多形成在硅基片上，按行方向沉積在控制柵極之下并位于浮動(dòng)?xùn)艠O之間的源線和漏線。
當(dāng)硅基片是p-型摻雜時(shí)這里的源線和漏線是n-型摻雜，隔離區(qū)是p-型摻雜。當(dāng)硅基片是n-型摻雜時(shí)源線和漏線是p-型摻雜，隔離區(qū)是n-型摻雜。而且，源線和漏線在單元陣列區(qū)沒有接觸。
如上所述，按本發(fā)明，對(duì)于一個(gè)浮動(dòng)?xùn)艠O用使用掩模的蝕刻工藝將第一多晶硅膜形成圖形，通過注入雜質(zhì)離子形成源區(qū)和漏區(qū)，并形成向溝道方向延伸的控制柵極，便可使單元尺寸減到最小。而且，通過防止硅基片在自調(diào)節(jié)蝕刻工藝中下陷，本發(fā)明在器件可靠性方面有顯著的效應(yīng)。
上文盡管用最佳實(shí)施例在一定程度上對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但也只是描述了本發(fā)明的原理。需要明確的是本發(fā)明不僅僅限于這里所述和圖示的最佳實(shí)施例。因此，在本發(fā)明的范圍和精神內(nèi)可以產(chǎn)生各種變化，而且它們都包括在本發(fā)明的更進(jìn)一步的實(shí)施例中。
權(quán)利要求
1.一種快速EEPROM單元陣列，包含許多按行和列的方式排列在硅基片上的浮動(dòng)?xùn)艠O；許多按行的方式連續(xù)沉積于所說(shuō)浮動(dòng)?xùn)艠O和所說(shuō)硅基片上的控制柵極；許多形成在所說(shuō)硅基片上，按列方向排列在所說(shuō)浮動(dòng)?xùn)艠O之間的隔離區(qū)；以及許多形成在所說(shuō)硅基片上，按行方向沉積在所說(shuō)控制柵極之下并位于所說(shuō)浮動(dòng)?xùn)艠O之間的源線和漏線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的快速EEPROM單元陣列，其特征在于當(dāng)所說(shuō)硅基片是p-型雜質(zhì)時(shí)，所說(shuō)源線和漏線是n-型雜質(zhì)，所說(shuō)隔離區(qū)是p-型雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的快速EEPROM單元陣列，其特征在于當(dāng)所說(shuō)硅基片是n-型雜質(zhì)時(shí)，所說(shuō)源線和漏線是p-型雜質(zhì)，所說(shuō)隔離區(qū)是n-型雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所說(shuō)的快速EEPROM單元陣列，其特征在于所說(shuō)源線和漏線在所說(shuō)單元陣列區(qū)沒有接觸。
5.一種制造快速EEPROM單元的方法包括以下步驟在硅基片上順序形成溝道氧化膜、第一多晶硅膜、介質(zhì)薄膜；順序在所說(shuō)介質(zhì)薄膜、所說(shuō)第一多晶硅膜、和所說(shuō)溝道氧化膜上形成圖形；注入第一雜質(zhì)離子形成一個(gè)源區(qū)和一個(gè)漏區(qū)；用氧化的方法在所說(shuō)源區(qū)和所說(shuō)漏區(qū)形成一個(gè)氧化膜；雜質(zhì)離子形成源區(qū)和漏區(qū)(6和7)。界層介質(zhì)薄膜8沉積于成形結(jié)構(gòu)上。然后，界層介質(zhì)薄膜8形成露出硅基片的圖形，因此形成一個(gè)接觸洞9。圖2中的標(biāo)號(hào)10表示場(chǎng)區(qū)隔離。如上所詳細(xì)描述，因?yàn)楝F(xiàn)有技術(shù)中的EEPROM單元，每?jī)蓚€(gè)單元需要一個(gè)接觸洞，這就限制了單元面積的減。此外，硅基片(圖2中的“s”區(qū))可能會(huì)下陷。而第一多晶片已通過圖1B的自調(diào)節(jié)蝕刻工藝在此被蝕刻。這會(huì)使得源線的連續(xù)性變壞而導(dǎo)致可靠性問題。為了解決此類問題，可使用埋結(jié)工藝使場(chǎng)區(qū)氧化膜形成之前源線就已形成。即使在這種情況下，也會(huì)由于雜質(zhì)離子的橫向擴(kuò)散，使單元面積的縮小受到另一限制。本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種快速EEPROM單元和制造這種單元的一種方法，它能解決以上缺點(diǎn)和減小單元面積。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種有一個(gè)向浮動(dòng)?xùn)艠O的溝道方向伸展的控制柵極的快速EEPROM單元。為了達(dá)到上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)快速EEPROM單元陣列，組成如下許多按行和列的方式排列在硅基片上的浮動(dòng)?xùn)艠O；許多按行的方式連續(xù)沉積于浮動(dòng)?xùn)艠O和硅基片上的控制柵極；許多形成在硅基片上按列方向排列在浮動(dòng)?xùn)艠O之間的隔離區(qū)；以及許多形成在硅基片上，按行方向沉積在控制柵極之下并位于浮動(dòng)?xùn)艠O之間的源線和漏線。一種制造快速EEPROM單元的方法，包括以下步驟在硅基片上順序形成溝道氧化膜、第一多晶硅膜、介質(zhì)薄膜；
全文摘要
本發(fā)明揭示一種快速EEPROM單元，特別是一種對(duì)于一個(gè)浮動(dòng)?xùn)艠O用使用掩模的蝕刻工藝將第一多晶硅膜形成圖形，注入雜質(zhì)離子形成一個(gè)源區(qū)和漏區(qū)，形成一個(gè)向溝道方向延伸的控制柵極，而使其尺寸減到最小的單元。此外，本發(fā)明提供一種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)防止在自調(diào)節(jié)蝕刻過程中硅基片下陷，因此改善器件的可靠性。
文檔編號(hào)H01L21/8247GK1143815SQ9610730
公開日1997年2月26日 申請(qǐng)日期1996年4月25日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月25日
發(fā)明者安在春 申請(qǐng)人:現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社