[發(fā)明專利]一種EEPROM存儲陣列結構及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310060636.0
• 申請日: 2013-02-26
• 公開（公告）號: CN103151356B
• 公開（公告）日: 2017-08-25
• 發(fā)明（設計）人: 胡劍;楊光軍
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L27/11521
• 分類號: H01L27/11521;G11C16/04
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙)31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發(fā)明屬于半導體集成電路器件，尤其涉及一種EEPROM存儲陣列結構及其制造方法。

背景技術

電可擦除可編程非易失性存儲器(EEPROM)是非易失性存儲器的一種，它經常用在集成電路中，其優(yōu)點是即使在停止供電時也能夠保存數據。

如圖1，現有的EEPROM采用多晶硅浮柵存儲電荷，1為襯底，2為遂穿氧化層，3為浮柵，4為漏極，4’為源極，5為層間絕緣層，6為控制柵，7為左右兩個晶體管之間的場氧區(qū)。EEPROM的結構，是把其上累積電荷的浮柵3設置在控制柵6和遂穿氧化層2之間。如果在控制柵6和漏極4之間在正方向施加高電壓，則在漏極4周圍產生的高能電子，越過遂穿氧化層2的勢壘，通過熱載流子注入到浮柵3中。晶體管的閾值電壓隨注入電荷的數量，記錄數據變化。另一方面，如果控制柵6和漏極4之間在方向施加高電壓，則注入到浮柵3的得暗自穿過遂穿氧化層2進入襯底1中，擦出在浮柵3中記錄的數據。而控制柵6作為浮柵3和源極4’之間的選擇柵。

雖然，現有的EEPROM通過位于浮柵3下面的遂穿氧化層2起隧道氧化膜的作用，可使電子通過，而由它記錄和擦出數據。然而，電荷通過遂穿氧化層2在襯底1和浮柵3中進行遂穿，遂穿方式為F-N遂穿或熱電子遂穿，則對現有的EEPROM進行編程和擦除時需要大于11V的較高的電壓，在較高的操作電壓的控制下不斷反復進行編程和擦除動作，會對遂穿氧化層2產生損傷，降低了遂穿氧化層2的可靠性要求。

此外，在現有的EEPROM的存儲單元中，各源極均為橫向設置，而縱向設置的各漏極之間無隔離，當控制柵6和漏極4施加高電壓時，各漏極4之間會通過極間電容而產生耦合現象，耦合現象的出現會使流過漏極的電流不準確，從而進一步導致讀操作不準確。

另外，在現有的EEPROM的存儲單元中，各源極均為橫向設置，并在各橫向設置的源極上設置一與選擇柵平行的金屬層，金屬層將EEPROM的存儲單元中的源極4’連接。現有的EEPROM為了編程和擦除，需要提供一高于電源電壓的編程電壓。如一次擦寫數據較多或負載電流較大時，則選中的存儲單元較多，則選中的各存儲單元中的電流同時通過此金屬層輸出時，會產生很大的壓降，導致讀操作的電流減少，從而影響讀操作的速度，甚至導致讀操作不準確。

綜上所述可知，實有必要提出改進的技術手段，來解決現有的EEPROM所存在的上述問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種EEPROM存儲陣列結構，以實現在較低的各信號的控制下不斷反復進行編程和擦除動作時，降低對遂穿氧化層的損失，并解決各存儲陣列中的各漏極之間的耦合現象，以及選中的各存儲陣列中的源極輸出產生的壓降問題。

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種EEPROM存儲陣列結構，接收一供電信號，包括：

按行方向和列方向進行陣列分布的多個存儲單元，每個所述存儲單元包括N阱，位于N阱中的漏極、源極，由下至上依次位于漏極上的漏極浮柵和漏極控制柵，由下至上依次位于源極上的源極浮柵和源極控制柵，以及位于N阱上、漏極浮柵和源極浮柵之間的選擇柵，其中，N阱的底部接通到一阱端；

按列方向交替排列的漏極選擇線和源極選擇線，每個所述漏極選擇線和源極選擇線分別將列方向的每個所述存儲單元的漏極和源極連接，其中，所述漏極選擇線和源極選擇線分別接通到一漏信號和一源信號；

按行方向排列的字線選通信號線，每個所述字線選通信號線將行方向的每個所述存儲單元的選擇柵連接，其中，所述字線選通信號線接通到一字線選通信號；

按行方向排列的控制柵線，每個所述控制柵線將行方向的每個所述存儲單元的漏極控制柵和源極控制柵連接，其中，所述控制柵線接通到一控制柵信號。

進一步的，所述供電信號的電壓范圍為1～5V。

進一步的，所述漏信號和源信號的電壓范圍為-7V～供電信號，所述阱端的電壓范圍為0～供電信號，所述字線選通信號的電壓范圍為(供電信號-1.5)～8V，所述控制柵信號的電壓范圍為-7～8V。

進一步的，通過控制所述漏信號、源信號和控制柵信號的電壓大小，將選中的所述存儲單元執(zhí)行編程操作。

進一步的，通過控制所述字線選通信號和控制柵信號的電壓大小，將選中的同一行方向的所有存儲單元執(zhí)行擦除操作。

進一步的，執(zhí)行所述編程操作或擦除操作時，所述阱端的電壓為0V。

進一步的，通過控制所述源信號、漏信號、字線選通信號和控制柵信號的電壓大小，將選中的所述存儲單元執(zhí)行讀操作。