專利名稱：電可擦除可編程只讀存儲器及其制造和操作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及半導(dǎo)體存儲器器件，更特別地，涉及電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM)及其制造和操作方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體存儲器件通常分為中斷電源時丟失所存儲數(shù)據(jù)的易失性存儲器件或即使中斷電源時仍保持所存儲數(shù)據(jù)的非易失性存儲器件。電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)是一種非易失性存儲器件。
EEPROM通常在各單位存儲單元中采用堆疊柵極結(jié)構(gòu)，其中堆疊柵極結(jié)構(gòu)包括浮置柵極和形成在浮置柵極上方的控制柵極。
同時，可以使用不同的制造技術(shù)來形成半導(dǎo)體器件。一種這樣的技術(shù)包括芯片上系統(tǒng)(SOC)。在SOC中，半導(dǎo)體器件的邏輯器件、存儲器件、以及其他這樣的部件包括在單個芯片中。因為這些部件的全部功能集成在單個芯片上，所以可以顯著減小器件尺寸。此外，因為這些部件的全部功能存在于一個芯片中，所以還可以減小半導(dǎo)體器件的制造成本。
因為SOC包括大量器件，所以如果SOC上的組成器件可以使用相同加工技術(shù)來制造，將是優(yōu)選的。例如，當(dāng)SOC包括邏輯器件和EEPROM存儲器件時，如果使用同樣的加工技術(shù)制造邏輯器件和EEPROM將是有利的。然而，會有與對SOC上的不同的部件使用相同加工技術(shù)有關(guān)的問題。這主要是由于SOC上部件的不同結(jié)構(gòu)。例如，邏輯器件使用具有單柵極結(jié)構(gòu)的晶體管，而EEPROM使用具有堆疊柵極結(jié)構(gòu)的晶體管。這些不同的結(jié)構(gòu)可以使SOC的制造顯著地復(fù)雜化。
在克服該問題的努力中，已經(jīng)研究具有單柵極結(jié)構(gòu)的EEPROM。通過采用具有單柵極結(jié)構(gòu)的EEPROM，可以使用也用于制造邏輯器件的相同CMOS工藝制造SOC。
圖1A和1B示出用于具有單柵極結(jié)構(gòu)的EEPROM的數(shù)據(jù)寫入和數(shù)據(jù)擦除的常規(guī)技術(shù)。參照圖1A，提供P型半導(dǎo)體襯底100。此外，在半導(dǎo)體襯底100中形成N型源/漏區(qū)117和N阱接觸區(qū)115。另外，在半導(dǎo)體襯底100中形成N阱110。此外，在N阱110中形成P型源/漏區(qū)113。最后，在半導(dǎo)體襯底100上形成N柵極127和P柵極123。在圖1A所示的EEPROM中，N柵極127和P柵極123是單浮置柵極的部分。
如下將數(shù)據(jù)寫在EEPROM器件上。首先，是正高壓的編程電壓Vp施加到P型源/漏區(qū)113和N阱接觸區(qū)115。通過這樣做，編程電壓Vp提供給N阱110，且然后電容性地耦合到P柵極123，即浮置柵極。此外，N型源/漏區(qū)117和半導(dǎo)體襯底100接地。因此，高電場形成在N柵極127和半導(dǎo)體襯底100之間。因此，半導(dǎo)體襯底100的電子經(jīng)歷Fowler-Nordheim(F-N)隧穿到N柵極127，即浮置柵極，且存儲在浮置柵極中。
參照圖1B，現(xiàn)在將描述從EEPROM擦除數(shù)據(jù)。N阱接觸區(qū)115和P型源/漏區(qū)113接地。通過這樣做，接地電壓提供給N阱110，且然后電容性耦合到P柵極123，即浮置柵極。另外，是正高壓的擦除電壓Ve施加于N型源/漏區(qū)117。此外，半導(dǎo)體襯底100接地。結(jié)果，在N型源/漏區(qū)117和N柵極127之間形成高電場。因此，N柵極127即浮置柵極的電子經(jīng)歷F-N隧穿到N型源/漏區(qū)117。該F-N隧穿擦除存儲在浮置柵極中的電荷。
雖然上述技術(shù)可用于將數(shù)據(jù)編程到具有單柵極結(jié)構(gòu)的EEPROM且從其擦除數(shù)據(jù)，但是這些技術(shù)具有幾個缺點。例如，擦除數(shù)據(jù)期間施加于N型源/漏區(qū)117的高壓會擊穿N型源/漏區(qū)117和半導(dǎo)體襯底100之間的結(jié)。當(dāng)通過CMOS工藝形成具有單柵極結(jié)構(gòu)的EEPROM時這個問題特別地嚴(yán)重，即N型源/漏區(qū)117和半導(dǎo)體襯底100之間的結(jié)擊穿電壓可以低到10V或更低。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)。該EEPROM包括半導(dǎo)體襯底，包括間隔開的第一、第二和第三有源區(qū)；公共浮置柵極，橫跨該第一至第三有源區(qū)；源/漏區(qū)，形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第三有源區(qū)中；第一互連，連接到該第一有源區(qū)；第二互連，連接到該第二有源區(qū)；以及第三互連，連接到該源/漏區(qū)的任一個。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)。該EEPROM包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底；在該半導(dǎo)體襯底中彼此間隔開的讀取有源區(qū)、控制有源區(qū)、以及擦除有源區(qū)；設(shè)置在該控制有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的第二導(dǎo)電類型的控制阱；設(shè)置在該擦除有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的第二導(dǎo)電類型的擦除阱；橫跨該讀取有源區(qū)、該控制有源區(qū)、以及該擦除有源區(qū)的公共浮置柵極；形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該讀取有源區(qū)中的第二導(dǎo)電類型的源/漏區(qū)；形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該控制有源區(qū)中的第一導(dǎo)電類型的控制雜質(zhì)區(qū)；形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該擦除有源區(qū)中的第一導(dǎo)電類型的擦除雜質(zhì)區(qū)；公共連接到該控制阱和該控制雜質(zhì)區(qū)的字線；以及公共連接到該擦除阱和該擦除雜質(zhì)區(qū)的擦除線。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)。該EEPROM包括讀取晶體管，包括連接到位線的漏區(qū)、連接到源線的源區(qū)、以及浮置柵極；控制MOS電容器，具有共用該浮置柵極的第一電極、以及連接到字線的第二電極；以及擦除MOS電容器，具有共用該浮置柵極的第一電極、以及連接到擦除線的第二電極。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種將數(shù)據(jù)寫入到電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)的方法，其中該EEPROM包括半導(dǎo)體襯底，包括間隔開的第一、第二和第三有源區(qū)；公共浮置柵極，橫跨該第一至第三有源區(qū)；以及源/漏區(qū)，形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第三有源區(qū)中。該方法包含提供編程電壓到該第一有源區(qū)和提供接地電壓到該第二有源區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種擦除電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)的數(shù)據(jù)的方法，其中該EEPROM包括半導(dǎo)體襯底，包括間隔開的第一、第二和第三有源區(qū)；公共浮置柵極，橫跨該第一至第三有源區(qū)；以及源/漏區(qū)，形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第三有源區(qū)中。該方法包括提供接地電壓至該第一有源區(qū)、以及提供擦除電壓至該第二有源區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種讀取電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)的數(shù)據(jù)的方法，其中該EEPROM包括半導(dǎo)體襯底，包括間隔開的第一、第二和第三有源區(qū)；公共浮置柵極，橫跨該第一至第三有源區(qū)；以及源/漏區(qū)，形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第三有源區(qū)中。該方法包括提供讀取電壓至該第一有源區(qū)、提供電源電壓至該漏區(qū)、以及提供接地電壓至該源區(qū)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供一種操作電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)的方法，其中該EEPROM包括半導(dǎo)體襯底，包括間隔開的第一、第二和第三有源區(qū)；公共浮置柵極，橫跨該第一至第三有源區(qū)；以及源/漏區(qū)，形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第三有源區(qū)中。該方法包括提供編程電壓至該第一有源區(qū)，且提供接地電壓至該第二有源區(qū)以寫數(shù)據(jù)；提供讀取電壓至該第一有源區(qū)，提供電源電壓至該漏區(qū)，且提供接地電壓至該源區(qū)以讀取所寫入的數(shù)據(jù)；以及提供接地電壓至該第一有源區(qū)，且提供擦除電壓至該第二有源區(qū)以擦除所寫入的數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供一種寫數(shù)據(jù)到電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)的方法，其中該EEPROM包括讀取晶體管，包括連接到位線的漏區(qū)、連接到源線的源區(qū)、以及浮置柵極；控制MOS電容器，具有共用該浮置柵極的第一電極、和連接到字線的第二電極；以及擦除MOS電容器，具有共用該浮置柵極的第一電極、和連接到擦除線的第二電極。該方法包括提供編程電壓至該字線和提供接地電壓至該擦除線。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種擦除電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)的數(shù)據(jù)的方法，其中該EEPROM包括讀取晶體管，包括連接到位線的漏區(qū)、連接到源線的源區(qū)、以及浮置柵極；控制MOS電容器，具有共用該浮置柵極的第一電極、和連接到字線的第二電極；以及擦除MOS電容器，具有共用該浮置柵極的第一電極、和連接到擦除線的第二電極。該方法包括提供接地電壓至該字線和提供擦除電壓至該擦除線。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種制造電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)的方法。該方法包括在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成器件隔離層以定義彼此間隔開的第一有源區(qū)、第二有源區(qū)和第三有源區(qū)；形成橫跨該第一至第三有源區(qū)的公共浮置柵極；形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第三有源區(qū)中的源/漏區(qū)；形成連接到該第一有源區(qū)的第一互連；形成連接到該第二有源區(qū)的第二互連；以及形成連接到該源/漏區(qū)之一的第三互連。


參照附圖，本發(fā)明的上述和其他特征將從下面的詳細描述變得顯然，附圖中圖1A和1B示出根據(jù)常規(guī)技術(shù)的具有單柵極結(jié)構(gòu)的EEPROM的數(shù)據(jù)寫入和擦除；圖2是等效電路圖，示出根據(jù)本發(fā)明的示范性公開的實施例的EEPROM的單位單元；
圖3是布局圖，示出根據(jù)本發(fā)明的示范性公開的實施例的EEPROM的單位單元；圖4是剖視圖，示出沿圖3的線I-I′、II-II′和III-III′取得的剖面；圖5A示出根據(jù)本發(fā)明的示范性公開實施例向EEPROM寫入數(shù)據(jù)；圖5B示出根據(jù)本發(fā)明的示范性公開實施例讀取EEPROM的數(shù)據(jù)；以及圖5C示出根據(jù)本發(fā)明的示范性公開實施例從EEPROM擦除數(shù)據(jù)。
具體實施例方式
現(xiàn)在將通過優(yōu)選的但并非限制性的本發(fā)明的實施例來描述本發(fā)明的方面和特征。圖2是等效電路圖，示出根據(jù)示范性公開實施例的EEPROM的單位單元。
參照圖2，EEPROM的單位單元包括讀取晶體管Tr、控制MOS電容器Cc、和擦除MOS電容器Ce。讀取晶體管Tr的漏區(qū)連接到位線B/L。此外，讀取晶體管Tr的源區(qū)連接到源線S/L。此外，讀取晶體管Tr的柵極連接到控制MOS電容器Cc的一個電極和擦除MOS電容器Ce的一個電極。具體地，讀取晶體管Tr的柵極、控制MOS電容器Cc的一個電極、和擦除MOS電容器Ce的一個電極通常共用單浮置柵極FG。另外，控制MOS電容器Cc的另一電極連接到字線W/L，擦除MOS電容器Ce的另一電極連接到擦除線E/L。
圖3是布局圖，示出根據(jù)示范性公開實施例的EEPROM的單位單元，圖4是剖視圖，顯示沿圖3的線I-I′、II-II′和III-III′取得的部分。
參照圖3和4，半導(dǎo)體襯底10包括通過器件隔離區(qū)10a分隔和定義的第一有源區(qū)、第二有源區(qū)和第三有源區(qū)。第一有源區(qū)可以是控制有源區(qū)11，第二有源區(qū)可以是擦除有源區(qū)15，第三有源區(qū)可以是讀取有源區(qū)13。有源區(qū)可以以擦除有源區(qū)15、讀取有源區(qū)13和控制有源區(qū)11的順序定位，其不限于此。
該單位單元還包括公共浮置柵極30。特別地，公共浮置柵極30橫跨有源區(qū)11、13和15，且設(shè)置在有源區(qū)11、13和15上。在示范的實施例中，浮置柵極30可具有線性形式。這樣做，可以減小單位單元的面積。此外，浮置柵極30可以是N型柵極，更具體地，摻雜N型雜質(zhì)的多晶硅層。
浮置柵極30包括控制柵極部分31、讀取柵極部分33和擦除柵極部分35。具體地，控制柵極部分31與控制有源區(qū)11交迭。讀取柵極部分33與讀取有源區(qū)13交迭。類似地，擦除柵極部分35與擦除有源區(qū)15交迭。浮置柵極30與控制有源區(qū)11交迭的面積可大于浮置柵極30與擦除有源區(qū)15和讀取有源區(qū)13交迭的面積。這樣做，可以容易地實現(xiàn)控制有源區(qū)11和浮置柵極30之間的電容性耦合。
第一阱即控制阱1形成在控制有源區(qū)11的半導(dǎo)體襯底10內(nèi)。此外，一對第一雜質(zhì)區(qū)域，即一對控制雜質(zhì)區(qū)域11a設(shè)置在浮置柵極30即控制柵極部分31的相對兩側(cè)在控制有源區(qū)11內(nèi)?？刂齐s質(zhì)區(qū)域11a具有與控制阱1的導(dǎo)電類型相反的導(dǎo)電類型。此外，與浮置柵極30間隔開且鄰近控制雜質(zhì)區(qū)域11a的任一個的控制阱接觸區(qū)11w設(shè)置在控制在有源區(qū)11中?？刂期褰佑|區(qū)11w具有與控制阱1一致的導(dǎo)電類型。此外，控制阱接觸區(qū)具有高雜質(zhì)密度。雖然公開的實施例包括控制雜質(zhì)區(qū)域，但是控制雜質(zhì)區(qū)域可以不形成在另外的示范性實施例中。
第二阱即擦除阱5形成在擦除有源區(qū)15的半導(dǎo)體襯底10內(nèi)。此外，一對第二雜質(zhì)區(qū)域，即一對擦除雜質(zhì)區(qū)域15a設(shè)置在浮置柵極30即擦除柵極部分35的相對兩側(cè)在擦除有源區(qū)15中。擦除雜質(zhì)區(qū)域15a具有與擦除阱5相反的導(dǎo)電類型。此外，與浮置柵極30間隔開且鄰近擦除雜質(zhì)區(qū)域15a的任一個的擦除阱接觸區(qū)15w設(shè)置在擦除有源區(qū)15中。擦除阱接觸區(qū)15w具有與擦除阱5一致的導(dǎo)電類型。此外，擦除阱接觸區(qū)具有高雜質(zhì)密度。雖然公開的實施例包括擦除雜質(zhì)區(qū)域，但是擦除雜質(zhì)區(qū)域可以不形成在另外的示范性實施例中。
控制阱1和擦除阱5可以具有相同的導(dǎo)電類型。特別地，當(dāng)半導(dǎo)體襯底10具有第一導(dǎo)電類型，即P型襯底時，控制阱1和擦除阱5具有第二導(dǎo)電類型，即具有N型導(dǎo)電性的N阱。在這種情況下，控制雜質(zhì)區(qū)域11a和擦除雜質(zhì)區(qū)域15a是P型雜質(zhì)區(qū)。
第三阱，即讀取阱3設(shè)置在讀取有源區(qū)13的半導(dǎo)體襯底10內(nèi)。此外，具有與讀取阱3相反的導(dǎo)電類型的源區(qū)13s和漏區(qū)13d設(shè)置在浮置柵極30即讀取柵極部分33的相對兩側(cè)在讀取有源區(qū)13中。這樣做，讀取阱3圍繞源/漏區(qū)13s和13d。另外，與浮置柵極30間隔開且鄰近源區(qū)13s的讀取阱接觸區(qū)13w設(shè)置在讀取有源區(qū)13中。讀取阱接觸區(qū)13w具有與讀取阱3一致的導(dǎo)電類型。此外，讀取阱接觸區(qū)13w具有高雜質(zhì)密度。
EEPROM單位單元還可包括第四阱。具體地，圍繞讀取阱3且具有與讀取阱3相反的導(dǎo)電類型的第四阱，即深阱4設(shè)置在讀取有源區(qū)13的半導(dǎo)體襯底10內(nèi)。讀取阱3和深阱4可防止源/漏區(qū)13s和13d被可施加到半導(dǎo)體襯底10的反偏置(back bias)影響。另外，深阱4可延伸以圍繞控制阱1。更具體地，當(dāng)半導(dǎo)體襯底10是P型襯底時，讀取阱3可以是P阱，深阱4可以是深N阱。在這種情況下，源/漏區(qū)13s和13d是N型雜質(zhì)區(qū)。應(yīng)當(dāng)注意，讀取阱3和深阱4可以不形成在另外的示范性實施例中。
EEPROM單位單元還可包括柵極絕緣層20。在一示范性實施例中，柵極絕緣層20置于浮置柵極30與各有源區(qū)11、13和15之間。柵極絕緣層20可具有約150的厚度。
浮置柵極30的控制部分即控制柵極部分31、控制有源區(qū)11、和插入的柵極絕緣層20構(gòu)成控制MOS電容器Cc。這樣，控制MOS電容器Cc的一個電極是控制柵極部分31且其另一電極是控制有源區(qū)11。類似地，浮置柵極30的擦除部分即擦除柵極部分35、擦除有源區(qū)15、和插入的柵極絕緣層20構(gòu)成擦除MOS電容器Ce。這樣，擦除MOS電容器Ce的一個電極是擦除柵極部分35且其另一電極是擦除有源區(qū)15。
如上所述，控制有源區(qū)11包括在控制柵極部分31相對兩側(cè)的控制雜質(zhì)區(qū)域11a和在控制柵極部分31之下的控制阱1。類似地，如上所述，擦除有源區(qū)15包括在擦除柵極部分35相對兩側(cè)的擦除雜質(zhì)區(qū)域15a、和在擦除部分35之下的擦除阱5。此外，也如上所述，EEPROM單位存儲單元包括讀取晶體管Tr。在一示范性實施例中，讀取柵極部分33、源/漏區(qū)13s和13d、和柵極絕緣層20構(gòu)成讀取晶體管Tr。
EEPROM單位單元還可以包括層間絕緣層40。具體地，在一示范性實施例中，覆蓋浮置柵極30以及有源區(qū)11、13和15的層間絕緣層40可設(shè)置在浮置柵極30以及有源區(qū)11、13和15上。
EEPROM單位單元還可以包括可連接到單位單元的有源區(qū)的一個或多個互連。例如，彼此間隔開的第一互連51、第二互連55、第三互連53d、和第四互連53s可以設(shè)置在層間絕緣層40上。具體地，第一互連51穿過層間絕緣層40從而連接到控制有源區(qū)11。更詳細地，第一互連51公共地連接到控制阱1，即控制阱接觸區(qū)11w，和控制雜質(zhì)區(qū)域11a。類似地，第二互連55穿過層間絕緣層40從而連接到擦除有源區(qū)15。更詳細地，第二互連55公共地連接到擦除阱5，即擦除阱接觸區(qū)15w、和擦除雜質(zhì)區(qū)域15a。另外，第三互連53d穿過層間絕緣層40從而連接到漏區(qū)13d。另外，第四互連53s穿過層間絕緣層40從而公共地連接到讀取阱接觸區(qū)13w和源區(qū)13s。在示范性實施例中，第一互連51是字線(圖2的W/L)，第二互連55是擦除線(圖2的E/L)，第三互連53d是位線(圖2的B/L)，第四互連是源線(圖2的S/L)。
下文中，將描述根據(jù)示范性公開實施例的EEPROM的制造方法。
參照圖4，在半導(dǎo)體襯底10中形成器件隔離層10a。器件隔離層10a可以通過淺溝槽隔離(STI)形成。另外，還可以使用形成器件隔離層的其他方法來形成器件隔離層10a。此外，通過器件隔離層10a分隔開且定義第一有源區(qū)、第二有源區(qū)和第三有源區(qū)。特別地，第一有源區(qū)是控制有源區(qū)(圖3的11)，第二有源區(qū)是擦除有源區(qū)(圖3的15)，第三有源區(qū)是讀取有源區(qū)(圖3的13)。在一示范性實施例中，半導(dǎo)體襯底10可以是P型襯底。
然后，形成光致抗蝕劑圖案(未顯示)以部分地暴露包括控制有源區(qū)(圖3的11)的半導(dǎo)體襯底10且還部分地暴露包括擦除有源區(qū)(圖3的15)的半導(dǎo)體襯底10。另外，使用光致抗蝕劑圖案作為掩模，將雜質(zhì)例如N型雜質(zhì)以低密度注入到半導(dǎo)體襯底10中。因此，在控制有源區(qū)(圖3的11)的半導(dǎo)體襯底10中形成第一阱，即控制阱1。另外，在擦除有源區(qū)(圖3的15)的半導(dǎo)體襯底10內(nèi)形成第二阱，即擦除阱5。供選地，可以利用分別進行的光刻法形成控制阱1和擦除阱5。
類似地，形成光致抗蝕劑圖案(未顯示)以部分地暴露包括讀取有源區(qū)(圖3的13)的半導(dǎo)體襯底10。此外，使用光致抗蝕劑圖案作為掩模，將雜質(zhì)例如P型雜質(zhì)以低密度注入半導(dǎo)體襯底10。這樣做，在讀取有源區(qū)(圖3的13)的半導(dǎo)體襯底10中形成第三阱，即讀取阱3。
隨后，形成光致抗蝕劑圖案(未顯示)以部分地暴露包括控制有源區(qū)(圖3的11)和讀取有源區(qū)(圖3的13)的半導(dǎo)體襯底10。然后，使用光致抗蝕劑圖案作為掩模，用比形成讀取阱3和控制阱1的雜質(zhì)注入更大的能量將雜質(zhì)例如N型雜質(zhì)以低密度注入到暴露的半導(dǎo)體襯底10。這樣做，在控制有源區(qū)(圖3的11)和讀取有源區(qū)(圖3的13)的半導(dǎo)體襯底10中形成第四阱，即深阱4。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，形成控制阱1、形成擦除阱5、形成讀取阱3、和形成深阱4的順序不限于此。此外，可以在其他實施例中不進行讀取阱3的形成和深阱4的形成。
在形成阱1、3、4和5的半導(dǎo)體襯底10上形成柵極絕緣層20。然而，可以在形成阱1、3、4和5之前形成柵極絕緣層20。柵極絕緣層20可以是熱氧化物層或沉積氧化物層。
柵極導(dǎo)電層堆疊在柵極絕緣層20上，且然后被構(gòu)圖以形成橫跨有源區(qū)(圖3的11、13和15)的浮置柵極30。浮置柵極30可以具有線性形式。另外，浮置柵極30可以是N型雜質(zhì)摻雜的多晶硅層。另外，如上所述，浮置柵極30包括與控制有源區(qū)11交迭的控制柵極部分31、與讀取有源區(qū)13交迭的讀取柵極部分33、和與擦除有源區(qū)15交迭的擦除柵極部分35。
形成光致抗蝕劑圖案(未顯示)以暴露鄰近控制柵極部分31的控制有源區(qū)(圖3的11)、與讀取柵極部分33間隔開的讀取有源區(qū)(圖3的13)、和鄰近擦除柵極部分35的擦除有源區(qū)(圖3的15)。使用光致抗蝕劑圖案作為掩模，將雜質(zhì)例如P型雜質(zhì)以高密度注入到暴露的有源區(qū)(圖3的11、13和15)中。這樣做，在控制柵極部分31相對兩側(cè)在控制有源區(qū)(圖3的11)中形成一對第一雜質(zhì)區(qū)域，即一對控制雜質(zhì)區(qū)域11a。類似地，在擦除柵極部分35相對兩側(cè)在擦除有源區(qū)15中形成一對第二雜質(zhì)區(qū)域，即一對擦除雜質(zhì)區(qū)域15a。另外，與讀取柵極部分33間隔開的讀取阱接觸區(qū)13w以類似方式形成在讀取有源區(qū)13中。雖然公開的示范性實施例提出使用一個公共光刻工藝形成雜質(zhì)區(qū)域，但是在其他實施例中可以通過分別進行的光刻形成控制雜質(zhì)區(qū)域11a、擦除雜質(zhì)區(qū)域15a、和讀取阱接觸區(qū)13w。
類似工藝可用來在EEPROM單位單元的半導(dǎo)體襯底上形成阱接觸區(qū)以及源和漏區(qū)。例如，形成光致抗蝕劑圖案(未顯示)以暴露與控制柵極部分31間隔開且鄰近控制雜質(zhì)區(qū)域11a的任一個的控制有源區(qū)(圖3的11)、鄰近讀取柵極部分33的讀取有源區(qū)(圖3的13)、以及與擦除柵極部分35間隔開且鄰近擦除雜質(zhì)區(qū)域15a的任一個的擦除有源區(qū)(圖3的15)。此外，使用光致抗蝕劑圖案作為掩模，將雜質(zhì)例如N型雜質(zhì)以高密度注入到暴露的有源區(qū)(圖3的11、13和15)。這樣做，在控制有源區(qū)11中形成控制阱接觸區(qū)11w。另外，在讀取柵極部分33相對兩側(cè)在讀取有源區(qū)13中形成源區(qū)13s和漏區(qū)13d，在擦除有源區(qū)15中形成擦除阱接觸區(qū)15w。
另一方面，代替使用一個公共光刻工藝的工藝，在其他示范性實施例中可以通過分別進行的光刻形成控制阱接觸區(qū)11w、源/漏區(qū)13s和13d、以及擦除阱接觸區(qū)15w。隨后，形成層間絕緣層40以覆蓋浮置柵極30和有源區(qū)(圖3的11、13和15)。
EEPROM單位單元還可包括接觸孔。接觸孔可以執(zhí)行各種功能。例如，在層間絕緣層40中形成接觸孔以暴露控制有源區(qū)11，更具體地，控制雜質(zhì)區(qū)域11a和控制阱接觸區(qū)11w。類似地，可以形成接觸孔以暴露擦除有源區(qū)15，更具體地，擦除雜質(zhì)區(qū)域15a和擦除阱接觸區(qū)15w。另外，可以形成接觸孔以暴露漏區(qū)13d、源區(qū)13s、和讀取阱接觸區(qū)13w。
之后，在其中具有接觸孔的半導(dǎo)體襯底10上堆疊互連導(dǎo)電層。構(gòu)圖該堆疊的互連導(dǎo)電層以形成第一互連、第二互連、第三互連、和第四互連。具體地，第一互連是字線51，第二互連是擦除線55，第三互連是位線53d，第四互連是源線53s。字線51公共地連接到控制有源區(qū)(圖3的11)，更具體地，連接到控制雜質(zhì)區(qū)域11a和控制阱接觸區(qū)11w。擦除線55公共地連接到擦除有源區(qū)(圖3的15)，更具體地，連接到擦除雜質(zhì)區(qū)域15a和擦除阱接觸區(qū)15w。另外，位線53d連接到漏區(qū)13d，源線53s公共地連接到源區(qū)13s和讀取阱接觸區(qū)13w。
下文中，將參照圖5A至5C描述根據(jù)示范性公開實施例操作EEPROM的方法。具體地，參照圖5A，現(xiàn)在將描述寫入數(shù)據(jù)的方法。是正高壓的編程電壓Vp經(jīng)字線51施加于控制有源區(qū)(圖3的11)。此外，經(jīng)擦除線55將接地電壓提供給擦除有源區(qū)(圖3的15)。另外，半導(dǎo)體襯底10接地。
更詳細地，編程電壓Vp經(jīng)控制阱接觸區(qū)11w施加到控制阱1，且如果形成控制雜質(zhì)區(qū)域11a則施加到控制雜質(zhì)區(qū)域11a。地電壓經(jīng)擦除阱接觸區(qū)15w施加到擦除阱5，且如果形成擦除雜質(zhì)區(qū)15a則施加到擦除雜質(zhì)區(qū)15a。此外，當(dāng)深阱4形成得圍繞控制阱1時，也向深阱4提供編程電壓Vp。
在這種情況下，浮置柵極(圖3的30)，即控制柵極部分31與控制有源區(qū)(圖3的11)交迭的面積大于浮置柵極(圖3的30)，即擦除柵極部分35與擦除有源區(qū)(圖3的15)交迭的面積。因此，提供給控制有源區(qū)(圖3的11)的編程電壓Vp可以電容性耦合到浮置柵極(圖3的30)。結(jié)果，在擦除柵極部分35和擦除有源區(qū)(圖3的15)之間形成高電場。因此，擦除阱5的電子相關(guān)于擦除柵極部分35經(jīng)歷F-N隧穿且然后存儲在浮置柵極中。這里，編程電壓Vp具有一范圍以便實現(xiàn)擦除有源區(qū)(圖3的15)的電子相關(guān)于擦除柵極部分35的F-N隧穿。例如，編程電壓Vp可以是約15V。同時，控制雜質(zhì)區(qū)域11a促進了電容性耦合。
此外，位線53d和源線53s可被浮置。這樣做，源/漏區(qū)13s和13d以及讀取阱3被浮置。當(dāng)源/漏區(qū)13s和13d以及讀取阱3被浮置時，數(shù)據(jù)通過擦除柵極部分35和擦除阱5之間的電子F-N隧穿被寫入。因此，不需要經(jīng)讀取晶體管Tr的柵極絕緣層20的電子的隧穿。因此，可以減小讀取晶體管Tr的老化。
在供選的示范性實施例中，可以向位線53d和源線53s提供接地電壓。在這種情況下，經(jīng)讀取阱接觸區(qū)13w將接地電壓提供給讀取阱3，從而在浮置柵極30，即讀取柵極部分33和讀取阱3之間形成高電場。因此，讀取阱3的電子可相關(guān)于讀取柵極部分33經(jīng)歷F-N隧穿，且可以貯存在浮置柵極30中。
當(dāng)如上所述地寫入數(shù)據(jù)時，編程電壓Vp公共地提供給控制阱1和控制雜質(zhì)區(qū)域11a。編程電壓Vp的該公共供給可防止控制阱1和控制雜質(zhì)區(qū)域11a之間的結(jié)的擊穿。另外，接地電壓公共地提供給擦除阱5和擦除雜質(zhì)區(qū)域15a。接地電壓的該公共供給可防止擦除阱5和擦除雜質(zhì)區(qū)域15a之間的結(jié)的擊穿。類似地，接地電壓公共地提供給讀取阱3以及源/漏區(qū)13s和13d以防止讀取阱3與源/漏區(qū)13s和13d之間的結(jié)的擊穿。
可以在深阱4和讀取阱3之間以及在深阱4和半導(dǎo)體襯底10之間施加反向偏置(backward bias)。然而，因為阱3和4具有比雜質(zhì)區(qū)域11a、13s、13d和15a低的雜質(zhì)密度，所以深阱4和讀取阱3之間，以及深阱4和半導(dǎo)體襯底10之間的結(jié)擊穿電壓可高于編程電壓Vp。因此，當(dāng)寫數(shù)據(jù)時不會發(fā)生結(jié)擊穿。
參照圖5B，現(xiàn)在將描述讀出數(shù)據(jù)的方法。經(jīng)字線51將讀取電壓Vr提供給控制有源區(qū)(圖3的11)。此外，經(jīng)位線53d將電源電壓Vdd提供給漏區(qū)13d。另外，經(jīng)源線53s將接地電壓提供給源區(qū)13s和讀取阱3。另外，半導(dǎo)體襯底10接地。
更具體地，讀取電壓Vr經(jīng)控制阱接觸區(qū)11w提供到控制阱1，且如果形成控制雜質(zhì)區(qū)域11a則提供給控制雜質(zhì)區(qū)域11a。另外，當(dāng)深阱4形成得圍繞控制阱1時，將讀取電壓Vr提供給深阱4。在示范性實施例中，讀取電壓Vr為約5V，電源電壓Vdd是約3V。
另外，在示范性實施例中，提供給控制有源區(qū)(圖3的11)的讀取電壓Vr電容性耦合到浮置柵極(圖3的30)。因此，如果沒有電子存儲在浮置柵極30中，則電容性耦合到浮置柵極30的電壓形成讀取柵極部分33之下讀取有源區(qū)13中的溝道。因此，讀取晶體管Tr導(dǎo)通。相反，當(dāng)電子存儲在浮置柵極30中時，沒有溝道形成在讀取柵極部分33之下在讀取有源區(qū)13中。因此，讀取晶體管Tr截止。此時，經(jīng)位線53d監(jiān)視讀取晶體管Tr的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)，從而完成讀取操作。
此外，接地電壓可以經(jīng)擦除線55提供到擦除有源區(qū)(圖3的15)。更詳細地，接地電壓經(jīng)擦除阱接觸區(qū)15w提供到擦除阱5，且如果形成擦除雜質(zhì)區(qū)域則提供給擦除雜質(zhì)區(qū)域15a。
參照圖5C，現(xiàn)在將描述擦除數(shù)據(jù)的方法。經(jīng)字線51將接地電壓提供給控制有源區(qū)(圖3的11)。另外，是正高壓的擦除電壓Ve經(jīng)擦除線55提供到擦除有源區(qū)(圖3的15)。此外，半導(dǎo)體襯底10接地。
具體地，提供到控制有源區(qū)(圖3的11)的接地電壓經(jīng)控制阱接觸區(qū)11w提供到控制阱1，且當(dāng)形成控制雜質(zhì)區(qū)域11a時提供到控制雜質(zhì)區(qū)域11a。另外，如果深阱4形成得圍繞控制阱1，則也向深阱4提供接地電壓。此外，擦除電壓Ve經(jīng)擦除阱接觸區(qū)域15w提供到擦除阱5，且當(dāng)形成擦除雜質(zhì)區(qū)域15a時提供到擦除雜質(zhì)區(qū)域15a。
提供給控制有源區(qū)(圖3的11)的接地電壓電容性耦合到浮置柵極(圖3的30)。結(jié)果，在擦除柵極部分35和擦除有源區(qū)(圖3的15)之間形成高電場。因此，擦除柵極部分35的電子相關(guān)于擦除阱5經(jīng)歷F-N隧穿，從而消除了儲存在浮置柵極中的電荷。此時，擦除電壓Ve具有一范圍以便實現(xiàn)擦除柵極部分35的電子相關(guān)于擦除阱5的F-N隧穿。例如，擦除電壓Ve可以是約15V。
另外，可以向位線53d和源線53s提供接地電壓。這樣做，接地電壓可以提供到源/漏區(qū)13s和13d以及讀取阱3。
當(dāng)如上所述地擦除數(shù)據(jù)時，接地電壓公共地提供到控制阱1和控制雜質(zhì)區(qū)域11a。接地電壓的該公共供給可以防止控制阱1和控制雜質(zhì)區(qū)域11a之間的結(jié)的擊穿。此外，擦除電壓Ve公共地提供到擦除阱5和擦除雜質(zhì)區(qū)15a。擦除電壓的該公共供給可以防止擦除阱5和擦除雜質(zhì)區(qū)域15a之間的結(jié)的擊穿。另外，接地電壓還公共地提供到讀取阱3以及源/漏區(qū)13s和13d以防止讀取阱3與源/漏區(qū)13s和13d之間的結(jié)的擊穿。
另外，反向偏置可以施加在擦除阱5和半導(dǎo)體襯底10之間。然而，因為擦除阱5具有比擦除雜質(zhì)區(qū)域15a低的雜質(zhì)濃度，所以擦除阱5和半導(dǎo)體襯底10之間的結(jié)擊穿電壓比擦除電壓Ve高。因此，當(dāng)如上所述地擦除數(shù)據(jù)時，不會發(fā)生結(jié)擊穿。
此外，因為前述數(shù)據(jù)擦除通過擦除柵極部分35與擦除阱5之間的電子F-N隧穿進行，所以不需要經(jīng)讀取晶體管Tr的柵極絕緣層20的電子隧穿。因此，可以減小讀取晶體管Tr的老化。
上述EEPROM單位單元可以用于任何半導(dǎo)體存儲器件。如上所述，讀取有源區(qū)和擦除有源區(qū)形成為半導(dǎo)體襯底上分隔的區(qū)域。此外，公開的單位單元中數(shù)據(jù)的寫入和擦除通過擦除有源區(qū)與擦除柵極部分之間的電子隧穿進行，從而防止讀取晶體管的老化。另外，可以防止數(shù)據(jù)的寫入和擦除期間包括在EEPROM單位單元中的全部結(jié)的擊穿。結(jié)果，可以保證EEPROM的可靠性。
雖然參照其示范性實施例特別顯示和描述了所公開的EEPROM器件，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，可以進行形式和細節(jié)上的各種改變而不偏離所附權(quán)利要求及其等價物定義的本公開的思想和范圍。
本申請要求2005年12月22日提交的韓國專利申請No.10-2005-0127770的優(yōu)先權(quán)，并在此引入其全部內(nèi)容作為參考。
權(quán)利要求
1.一種電可擦除可編程只讀存儲器，包括半導(dǎo)體襯底，包括間隔開的第一、第二和第三有源區(qū)；公共浮置柵極，橫跨該第一至第三有源區(qū)；源/漏區(qū)，形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第三有源區(qū)中；第一互連，連接到該第一有源區(qū)；第二互連，連接到該第二有源區(qū)；以及第三互連，連接到該源/漏區(qū)的任一個。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電可擦除可編程只讀存儲器，還包括第一阱，設(shè)置在該第一有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)；以及第一雜質(zhì)區(qū)域，形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第一有源區(qū)中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的電可擦除可編程只讀存儲器，其中該第一互連公共連接到該第一阱和該第一雜質(zhì)區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的電可擦除可編程只讀存儲器，還包括第二阱，設(shè)置在該第二有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)；以及第二雜質(zhì)區(qū)域，形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第二有源區(qū)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的電可擦除可編程只讀存儲器，其中該第二互連公共連接到該第二阱和該第二雜質(zhì)區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的電可擦除可編程只讀存儲器，還包括第一阱，設(shè)置在該第一有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)；以及第二阱，設(shè)置在該第二有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)，其中該第二阱的導(dǎo)電類型與該第一阱的導(dǎo)電類型相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的電可擦除可編程只讀存儲器，其中該半導(dǎo)體襯底是P型襯底，該第一阱和該第二阱是N阱。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的電可擦除可編程只讀存儲器，還包括設(shè)置在該第三有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底中且圍繞該源/漏區(qū)的第三阱。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的電可擦除可編程只讀存儲器，還包括公共連接到該源/漏區(qū)之一和該第三阱的第四互連。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的電可擦除可編程只讀存儲器，其中該半導(dǎo)體襯底是P型襯底，該第三阱是P阱。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的電可擦除可編程只讀存儲器，還包括圍繞該第三阱的深N阱。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的電可擦除可編程只讀存儲器，其中交迭該第一有源區(qū)的該浮置柵極的面積大于交迭該第二有源區(qū)的該浮置柵極的面積，且大于交迭該第三有源區(qū)的該浮置柵極的面積。
13.一種電可擦除可編程只讀存儲器，包括第一導(dǎo)電類型的半導(dǎo)體襯底；在該半導(dǎo)體襯底中彼此間隔開的讀取有源區(qū)、控制有源區(qū)、以及擦除有源區(qū)；第二導(dǎo)電類型的控制阱，設(shè)置在該控制有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)；第二導(dǎo)電類型的擦除阱，設(shè)置在該擦除有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)；公共浮置柵極，橫跨該讀取有源區(qū)、該控制有源區(qū)、以及該擦除有源區(qū)；第二導(dǎo)電類型的源/漏區(qū)，形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該讀取有源區(qū)中；第一導(dǎo)電類型的控制雜質(zhì)區(qū)域，形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該控制有源區(qū)中；第一導(dǎo)電類型的擦除雜質(zhì)區(qū)域，形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該擦除有源區(qū)中；字線，公共連接到該控制阱和該控制雜質(zhì)區(qū)域；以及擦除線，公共連接到該擦除阱和該擦除雜質(zhì)區(qū)域。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的電可擦除可編程只讀存儲器，其中該浮置柵極伸長且長度方向上橫跨該讀取有源區(qū)、該控制有源區(qū)、以及該擦除有源區(qū)。
15.根據(jù)權(quán)利要求13的電可擦除可編程只讀存儲器，還包括連接到該源/漏區(qū)之一的位線。
16.根據(jù)權(quán)利要求13的電可擦除可編程只讀存儲器，還包括第一導(dǎo)電類型的讀取阱，設(shè)置在該讀取有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底中并圍繞該源/漏區(qū)；以及第二導(dǎo)電類型的深阱，設(shè)置在該讀取阱之下并圍繞該讀取阱。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的電可擦除可編程只讀存儲器，還包括公共連接到該源/漏區(qū)的任一個和該讀取阱的源線。
18.根據(jù)權(quán)利要求13的電可擦除可編程只讀存儲器，其中該第一導(dǎo)電類型是P型，該第二導(dǎo)電類型是N型。
19.一種電可擦除可編程只讀存儲器，包括讀取晶體管，包括連接到位線的漏區(qū)、連接到源線的源區(qū)、以及浮置柵極；控制MOS電容器，具有共用該浮置柵極的第一電極、以及連接到字線的第二電極；以及擦除MOS電容器，具有共用該浮置柵極的第一電極、以及連接到擦除線的第二電極。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的電可擦除可編程只讀存儲器，其中該控制MOS電容器的第二電極是設(shè)置在該半導(dǎo)體襯底中的控制有源區(qū)，該控制有源區(qū)包括在該浮置柵極相對兩側(cè)的控制雜質(zhì)區(qū)域和在該浮置柵極之下的控制阱；以及其中該字線公共連接到該控制阱和該控制雜質(zhì)區(qū)域。
21.根據(jù)權(quán)利要求19的電可擦除可編程只讀存儲器，其中該擦除MOS電容器的第二電極是設(shè)置在該半導(dǎo)體襯底中的擦除有源區(qū)，該擦除有源區(qū)包括在該浮置柵極相對兩側(cè)的擦除雜質(zhì)區(qū)域和在該浮置柵極之下的擦除阱；且其中該擦除線公共連接到該擦除阱和該擦除雜質(zhì)區(qū)域。
22.一種寫數(shù)據(jù)到電可擦除可編程只讀存儲器的方法，該電可擦除可編程只讀存儲器包括半導(dǎo)體襯底，包括間隔開的第一、第二和第三有源區(qū)；公共浮置柵極，橫跨該第一至第三有源區(qū)；以及源/漏區(qū)，形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第三有源區(qū)中，所述方法包括提供編程電壓至該第一有源區(qū)和提供接地電壓至該第二有源區(qū)。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中該編程電壓導(dǎo)致該第二有源區(qū)的電子經(jīng)歷Fowler-Nordheim隧穿到該浮置柵極中。
24.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中該電可擦除可編程只讀存儲器還包括設(shè)置在該第一有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的第一阱、以及形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第一有源區(qū)中的第一雜質(zhì)區(qū)域，其中提供該編程電壓至該第一有源區(qū)包括提供該編程電壓至該第一阱和該第一雜質(zhì)區(qū)域。
25.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，其中該電可擦除可編程只讀存儲器還包括設(shè)置在該第二有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的第二阱、以及形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第二有源區(qū)中的第二雜質(zhì)區(qū)域，其中提供該接地電壓至該第二有源區(qū)包括提供該接地電壓至該第二阱和該第二雜質(zhì)區(qū)域。
26.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，另外其中該源/漏區(qū)處于浮置電壓狀態(tài)。
27.根據(jù)權(quán)利要求22的方法，還包括提供該接地電壓至該源/漏區(qū)。
28.根據(jù)權(quán)利要求27的方法，其中該電可擦除可編程只讀存儲器還包括設(shè)置在該第三有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)且圍繞該源/漏區(qū)的第三阱，且其中該方法還包括提供該接地電壓至該第三阱。
29.一種擦除電可擦除可編程只讀存儲器的數(shù)據(jù)的方法，該電可擦除可編程只讀存儲器包括半導(dǎo)體襯底，包括間隔開的第一、第二和第三有源區(qū)；公共浮置柵極，橫跨該第一至第三有源區(qū)；以及源/漏區(qū)，形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第三有源區(qū)中，所述方法包括提供接地電壓至該第一有源區(qū)，提供擦除電壓至該第二有源區(qū)。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中該擦除電壓導(dǎo)致該浮置柵極的電子經(jīng)歷Fowler-Nordheim隧穿到該第二有源區(qū)中。
31.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中該電可擦除可編程只讀存儲器還包括設(shè)置在該第一有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的第一阱、以及形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第一有源區(qū)中的第一雜質(zhì)區(qū)域，其中提供該接地電壓至該第一有源區(qū)包括提供該接地電壓至該第一阱和該第一雜質(zhì)區(qū)域。
32.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，其中該電可擦除可編程只讀存儲器還包括設(shè)置在該第二有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的第二阱、以及形成在該浮置柵極相對兩例在該第二有源區(qū)中的第二雜質(zhì)區(qū)域，其中提供該擦除電壓至該第二有源區(qū)包括提供該擦除電壓至該第二阱和該第二雜質(zhì)區(qū)域。
33.根據(jù)權(quán)利要求29的方法，還包括提供該接地電壓至該源/漏區(qū)。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的方法，其中該電可擦除可編程只讀存儲器還包括設(shè)置在該第三有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)且圍繞該源/漏區(qū)的第三阱，且其中該方法還包括提供該接地電壓至該第三阱。
35.一種讀取電可擦除可編程只讀存儲器的數(shù)據(jù)的方法，該電可擦除可編程只讀存儲器包括半導(dǎo)體襯底，包括間隔開的第一、第二和第三有源區(qū)；公共浮置柵極，橫跨該第一至第三有源區(qū)；以及源/漏區(qū)，形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第三有源區(qū)中，所述方法包括提供讀取電壓至該第一有源區(qū)，提供電源電壓至該漏區(qū)，以及提供接地電壓至該源區(qū)。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中該電可擦除可編程只讀存儲器還包括設(shè)置在該第一有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的第一阱、以及形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第一有源區(qū)中的第一雜質(zhì)區(qū)域，其中提供該讀取電壓至該第一有源區(qū)包括提供該讀取電壓至該第一阱和該第一雜質(zhì)區(qū)域。
37.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，還包括提供接地電壓至該第二有源區(qū)。
38.根據(jù)權(quán)利要求37的方法，其中該電可擦除可編程只讀存儲器還包括設(shè)置在該第二有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的第二阱、以及形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第二有源區(qū)中的第二雜質(zhì)區(qū)域，且其中提供該接地電壓至該第二有源區(qū)包括提供該接地電壓至該第二阱和該第二雜質(zhì)區(qū)域。
39.根據(jù)權(quán)利要求35的方法，其中該電可擦除可編程只讀存儲器還包括設(shè)置在該第三有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)且圍繞該源/漏區(qū)的第三阱，且其中該方法還包括提供接地電壓至該第三阱。
40.一種操作電可擦除可編程只讀存儲器的方法，該電可擦除可編程只讀存儲器包括半導(dǎo)體襯底，包括間隔開的第一、第二和第三有源區(qū)；公共浮置柵極，橫跨該第一至第三有源區(qū)；以及源/漏區(qū)，形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第三有源區(qū)中，所述方法包括提供編程電壓至該第一有源區(qū)，提供接地電壓至該第二有源區(qū)以寫入數(shù)據(jù)；提供讀取電壓至該第一有源區(qū)，提供電源電壓至該漏區(qū)，且提供接地電壓至該源區(qū)以讀取所寫入的數(shù)據(jù)；以及提供接地電壓至該第一有源區(qū)，提供擦除電壓至該第二有源區(qū)以擦除所寫入的數(shù)據(jù)。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其中該編程電壓導(dǎo)致該第二有源區(qū)的電子經(jīng)歷Fowler-Nordheim隧穿到該浮置柵極中；且其中該擦除電壓導(dǎo)致該浮置柵極的電子經(jīng)歷Fowler-Nordheim隧穿到該第二有源區(qū)中。
42.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其中該電可擦除可編程只讀存儲器還包括設(shè)置在該第一有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的第一阱、以及形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第一有源區(qū)中的第一雜質(zhì)區(qū)，該方法還包括當(dāng)寫入數(shù)據(jù)時，提供編程電壓至該第一阱和該第一雜質(zhì)區(qū)域；當(dāng)讀取數(shù)據(jù)時，提供讀取電壓至該第一阱和該第一雜質(zhì)區(qū)域；以及當(dāng)擦除數(shù)據(jù)時，將提供給該第一有源區(qū)的擦除電壓提供到該第一阱和該第一雜質(zhì)區(qū)域。
43.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，其中該電可擦除可編程只讀存儲器還包括設(shè)置在該第二有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)的第二阱、以及形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第二有源區(qū)中的第二雜質(zhì)區(qū)，且其中該方法還包括當(dāng)寫入數(shù)據(jù)時，將提供給該第二有源區(qū)的接地電壓提供到該第二阱和該第二雜質(zhì)區(qū)；當(dāng)讀取所寫入的數(shù)據(jù)時，提供接地電壓至該第二阱和該第二雜質(zhì)區(qū)；以及當(dāng)擦除所寫入的數(shù)據(jù)時，提供擦除電壓至該第二阱和該第二雜質(zhì)區(qū)。
44.根據(jù)權(quán)利要求40的方法，還包括當(dāng)寫入和擦除數(shù)據(jù)時提供接地電壓至該源/漏區(qū)。
45.根據(jù)權(quán)利要求44的方法，其中該電可擦除可編程只讀存儲器還包括設(shè)置在該第三有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)且圍繞該源/漏區(qū)的第三阱，且其中該方法還包括當(dāng)寫入、讀取和擦除數(shù)據(jù)時提供接地電壓至該第三阱。
46.一種寫數(shù)據(jù)到電可擦除可編程只讀存儲器的方法，該電可擦除可編程只讀存儲器包括讀取晶體管，包括連接到位線的漏區(qū)、連接到源線的源區(qū)、以及浮置柵極；控制MOS電容器，具有共用該浮置柵極的第一電極、以及連接到字線的第二電極；以及擦除MOS電容器，具有共用該浮置柵極的第一電極、以及連接到擦除線的第二電極，所述方法包括提供編程電壓至該字線和提供接地電壓至該擦除線。
47.根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中該位線和該源線處于浮置電壓狀態(tài)。
48.根據(jù)權(quán)利要求46的方法，還包括提供接地電壓至該位線和該源線。
49.根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中該控制MOS電容器的第二電極是設(shè)置在該半導(dǎo)體襯底中的控制有源區(qū)，該控制有源區(qū)包括在該浮置柵極相對兩側(cè)的控制雜質(zhì)區(qū)域和在該浮置柵極之下的控制阱，且其中該方法還包括公共地連接該字線至該控制阱和該控制雜質(zhì)區(qū)域。
50.根據(jù)權(quán)利要求46的方法，其中該擦除MOS電容器的第二電極是設(shè)置在該半導(dǎo)體襯底中的擦除有源區(qū)，該擦除有源區(qū)包括在該浮置柵極相對兩側(cè)的擦除雜質(zhì)區(qū)域和在該浮置柵極之下的擦除阱，且其中該方法還包括公共地連接該擦除線至該擦除阱和該擦除雜質(zhì)區(qū)域。
51.一種擦除電可擦除可編程只讀存儲器的數(shù)據(jù)的方法，該電可擦除可編程只讀存儲器包括讀取晶體管，包括連接到位線的漏區(qū)、連接到源線的源區(qū)、以及浮置柵極；控制MOS電容器，包括共用該浮置柵極的第一電極、以及連接到字線的第二電極；以及擦除MOS電容器，包括共用該浮置柵極的第一電極、以及連接到擦除線的第二電極，所述方法包括提供接地電壓至該字線和提供擦除電壓至該擦除線。
52.根據(jù)權(quán)利要求51的方法，還包括提供接地電壓至該位線和該源線。
53.根據(jù)權(quán)利要求51的方法，其中該控制MOS電容器的第二電極是設(shè)置在該半導(dǎo)體襯底中的控制有源區(qū)，該控制有源區(qū)包括在該浮置柵極相對兩側(cè)的控制雜質(zhì)區(qū)域和在該浮置柵極之下的控制阱，且其中該方法還包括公共地連接該字線至該控制阱和該控制雜質(zhì)區(qū)域。
54.根據(jù)權(quán)利要求51的方法，其中該擦除MOS電容器的第二電極是設(shè)置在該半導(dǎo)體襯底中的擦除有源區(qū)，該擦除有源區(qū)包括在該浮置柵極相對兩側(cè)的擦除雜質(zhì)區(qū)域和在該浮置柵極之下的擦除阱，且其中該方法還包括公共地連接該擦除線至該擦除阱和該擦除雜質(zhì)區(qū)域。
55.一種制造電可擦除可編程只讀存儲器的方法，所述方法包括在半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成器件隔離層以定義彼此間隔開的第一有源區(qū)、第二有源區(qū)和第三有源區(qū)；形成橫跨該第一至第三有源區(qū)的公共浮置柵極；在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第三有源區(qū)中形成源/漏區(qū)；形成連接到該第一有源區(qū)的第一互連；形成連接到該第二有源區(qū)的第二互連；以及形成連接到該源/漏區(qū)的任一個的第三互連。
56.根據(jù)權(quán)利要求55的方法，還包括在形成該浮置柵極之前，在該第一有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第一阱且在該第二有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第二阱；以及在形成該互連之前，在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第一有源區(qū)中形成第一雜質(zhì)區(qū)域，在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第二有源區(qū)中形成第二雜質(zhì)區(qū)域。
57.根據(jù)權(quán)利要求56的方法，還包括，在形成該浮置柵極之前，在該第三有源區(qū)的半導(dǎo)體襯底內(nèi)形成第三阱。
58.根據(jù)權(quán)利要求57的方法，還包括公共地連接該第二互連至該第二阱和該第二雜質(zhì)區(qū)域；在該第三阱中形成第三雜質(zhì)區(qū)域；以及公共地連接該第三互連至該第三阱和該第三雜質(zhì)區(qū)域。
59.根據(jù)權(quán)利要求57的方法，其中該第二阱和該第三阱具有相同導(dǎo)電類型。
全文摘要
本發(fā)明在一方面提供一種電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM)。該EEPROM包括半導(dǎo)體襯底，包括間隔開的第一、第二和第三有源區(qū)；公共浮置柵極，橫跨該第一至第三有源區(qū)；源/漏區(qū)，形成在該浮置柵極相對兩側(cè)在該第三有源區(qū)中；第一互連，連接到該第一有源區(qū)；第二互連，連接到該第二有源區(qū)；以及第三互連，連接到該源/漏區(qū)的任一個。
文檔編號G11C16/10GK101013701SQ20061006439
公開日2007年8月8日 申請日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月22日
發(fā)明者樸根淑, 李相培, 李受哲, 黃晧益, 李泰政 申請人:三星電子株式會社