專利名稱：快速eeprom單元及其制造方法
技術領域：
本發明涉及一種快速EEPROM(電可擦可編程只讀存儲器〕單元及其制造方法，特別是有一個向浮動柵極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構和分離柵結構。現參照附圖加以說明.說明書附
圖1A到1C表示習用的具有疊柵結構的單元的制造方法。
圖1A到1C是一個習用的具有疊柵結構的快速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場區和一個有源區的硅基片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。再將介質薄膜4和第二多晶硅膜5置于所成形的結構上，介質薄膜4是由順序沉積氧化膜和氮化膜所形成。
參考圖1B，在成形結構上涂上光致抗蝕劑膜(未表示)后，對于一個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節蝕刻工藝，將第二多晶硅膜5、介質薄膜4、第一多晶硅膜3、溝道氧化膜2順序蝕刻，形成存儲單元的柵極，在此單元中溝道氧化膜2、浮動柵極3A、介質薄膜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上注入雜質離子形成源區和漏區(6和7)。界層介質薄膜8沉積于成形結構上。然后，界層介質薄膜8形成露出硅基片的圖形，因此形成一個接觸洞9。圖2中的標號10表示場區隔離。
如上所詳細描述，因為現有技術中的EEPROM單元，每兩個單元需要一個接觸洞，這就限制了單元面積的減。此外，硅基片(圖2中的″s區)可能會下陷，而第一多晶片已通過圖1B的自調節蝕刻工藝在此被蝕刻。這會使得源線的連續性變壞而導致可靠性問題。為了解決此類問題，可使用埋結工藝使場區氧化膜形成之前源線就已形成。即使在這種情況下，也會由于雜質離子的橫向擴散，使單元面積的縮小受到另一限制。
本發明的一個目的是提供一種快速EEPROM單元和制造這種單元的一種方法，它能解決以上缺點和減小單元面積。本發明的另一個目的是提供一種有一個向浮動柵極的溝道方向伸展的控制柵極的快速EEPROM單元。
為了達到上述目的，按照本發明的一個快速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柵極；許多按行的方式連續沉積于浮動柵極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柵極之間的隔離區；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柵極之間的源線和漏線。
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、介質薄膜；
順序在介質薄膜、第一多晶硅膜、溝道氧化膜上形成圖形；注入第一雜質離子形成一個源區和一個漏區；用氧化的方法在源區和漏區形成一個氧化膜；將第二多晶硅膜沉積于上述成形結構上；順序在第二多晶硅膜的選擇區、已成圖形的介質薄膜、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，以便形成具有浮動柵極和控制柵極疊加結構的單元陣列，控制柵極向源區和漏區的垂直方向延伸；通過選擇區域將第二雜質離子注入到硅基片形成一個單元隔離區。
為了充分理解本發明的本質和目的，下面結合附圖對發明進行詳細描述圖1A到1C是用于解釋按現有技術制造一個具有疊柵結構的EEPROM單元的制造方法的剖面圖。
圖2是一個用于解釋圖1A到1C的草圖；圖3A到3C是用于解釋按本發明制造一個具有疊柵結構的EEPROM單元的方法的剖面圖；和圖4是表示按本發明制造一個EEPROM單元的方法的草圖。
相似的參考特征在幾個附圖中代表相似部分。
圖3A到3C是剖面圖，用于解釋按本發明制造具有疊柵結構的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形成介質薄膜14〕在硅基片上順序形成，整個區域是一個有源區。在成形結構上涂上光致抗蝕劑膜11，對浮動柵極用使用掩模的照相工藝將光致抗蝕劑膜11形成圖形，將介質薄膜14的暴露區形成圖形，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，將第一雜質離子注入到暴露的硅基片1中，一個源區6A和一個漏區7A就形成了。
在上述工藝中，當硅基片1是p-型時，第一雜質離子是n-型。當硅基片1是n-型時，第一雜質離子是p-型。當硅基片1是p-型時，高濃度注入象砷一樣的n-型雜質離子形成源區和漏區。
圖3B表示在去掉光致抗蝕劑膜11后經過氧化工一后，第二氧化膜16便厚厚地生成在源區和漏區(6A和7A〕上，然后將第二多晶硅膜15沉積于成形結構上。在上述氧化工藝過程中，在源區和漏區(6A和7A〕形成第二厚氧化膜16，它的形成是由于注入雜質離子提高了氧化膜的生長率所致。
在圖3C中，在成形結構上涂上光致抗蝕劑膜11，對于一個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作為掩模用自調節蝕刻工藝加工已成圖形的介質薄膜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。結果，就生成了具有重疊的浮動柵極3B和控制柵極15A結構的單元陣列，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，由于注入雜質離子所引起生成的很厚的第二氧化膜16在上述自調節蝕刻工藝(圖3C未表示〕過程中能防止硅基片1被暴露，硅基片1下陷現象就不會發生。此外，因為圖3B(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(即，在單元陣列內不必有接觸點〕，它能使單元面積小型化。
通過對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F被暴露，通過選擇區F將第二雜質離子注入硅基片中形成單元隔離區18。單元隔離區18防止在溝道之間產生穿通現象。因為注入雜質離子形成單元隔離區18時沒有附加掩模工序，所以它能避免習用的隔離工藝中出現的需要調節容許間隙所引起的增加單元面積的情況。
在上文所述中，當硅基片1是p-型時，第二雜質離子是p-型。當硅基片1是n-型時，第二雜質離子是n-型。當硅基片1是p-型時，高濃度注入象硼一樣的p-型雜質離子形成單元隔離區18。
按本發明形成單元陣列，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柵極；許多按行的方式連續沉積于浮動柵極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柵極之間的隔離區；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柵極之間的源線和漏線。
當硅基片是p-型摻雜時這里的源線和漏線是n-型摻雜，隔離區是p-型摻雜。當硅基片是n-型摻雜時源線和漏線是p-型摻雜，隔離區是n-型摻雜。而且，源線和漏線在單元陣列區沒有接觸。
如上所述，按本發明，對于一個浮動柵極用使用掩模的蝕刻工藝將第一多晶硅膜形成圖形，通過注入雜質離子形成源區和漏區，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節蝕刻工藝中下陷，本發明在器件可靠性方面有顯著的效應。
上文盡管用最佳實施例在一定程度上對本發明進行了描述，但也只是描述了本發明的原理。需要明確的是本發明不僅僅限于這里所述和圖示的最佳實施例。因此，在本發明的范圍和精神內可以產生各種變化，而且它們都包括在本發明的更進一步的實施例中。
權利要求
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柵極；許多按行的方式連續沉積于所說浮動柵極和所說硅基片上的控制柵極；許多形成在所說硅基片上，按列方向排列在所說浮動柵極之間的隔離區；以及許多形成在所說硅基片上，按行方向沉積在所說控制柵極之下并位于所說浮動柵極之間的源線和漏線。
2.根據權利要求1所說的快速EEPROM單元陣列，其特征在于當所說硅基片是p-型雜質時，所說源線和漏線是n-型雜質，所說隔離區是p-型雜質。
3.根據權利要求1所說的快速EEPROM單元陣列，其特征在于當所說硅基片是n-型雜質時，所說源線和漏線是p-型雜質，所說隔離區是n-型雜質。
4.根據權利要求1所說的快速EEPROM單元陣列，其特征在于所說源線和漏線在所說單元陣列區沒有接觸。
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、介質薄膜；順序在所說介質薄膜、所說第一多晶硅膜、和所說溝道氧化膜上形成圖形；注入第一雜質離子形成一個源區和一個漏區；用氧化的方法在所說源區和所說漏區形成一個氧化膜；雜質離子形成源區和漏區(6和7)。界層介質薄膜8沉積于成形結構上。然后，界層介質薄膜8形成露出硅基片的圖形，因此形成一個接觸洞9。圖2中的標號10表示場區隔離。如上所詳細描述，因為現有技術中的EEPROM單元，每兩個單元需要一個接觸洞，這就限制了單元面積的減。此外，硅基片(圖2中的“s”區)可能會下陷。而第一多晶片已通過圖1B的自調節蝕刻工藝在此被蝕刻。這會使得源線的連續性變壞而導致可靠性問題。為了解決此類問題，可使用埋結工藝使場區氧化膜形成之前源線就已形成。即使在這種情況下，也會由于雜質離子的橫向擴散，使單元面積的縮小受到另一限制。本發明的一個目的是提供一種快速EEPROM單元和制造這種單元的一種方法，它能解決以上缺點和減小單元面積。本發明的另一個目的是提供一種有一個向浮動柵極的溝道方向伸展的控制柵極的快速EEPROM單元。為了達到上述目的，按照本發明的一個快速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柵極；許多按行的方式連續沉積于浮動柵極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柵極之間的隔離區；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柵極之間的源線和漏線。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、介質薄膜；
全文摘要
本發明揭示一種快速EEPROM單元，特別是一種對于一個浮動柵極用使用掩模的蝕刻工藝將第一多晶硅膜形成圖形，注入雜質離子形成一個源區和漏區，形成一個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，本發明提供一種獨特的結構防止在自調節蝕刻過程中硅基片下陷，因此改善器件的可靠性。
文檔編號H01L21/8247GK1143815SQ9610730
公開日1997年2月26日 申請日期1996年4月25日 優先權日1995年4月25日
發明者安在春 申請人:現代電子產業株式會社