本发明专利技术提供了一种具有非易失性存储器单元的ＥＥＰＲＯＭ。该非易失性存储器单元具有：第一阱（１１），其形成在基底（１）中；浮置栅（４０），其通过栅绝缘膜形成在基底（１）上，以与第一阱（１１）的第一区域（１５）重叠；以及第一和第二扩散层（１２、１３），它们形成在第一阱（１１）中，以与第一区域（１５）接触。通过第一区域（１５）与浮置栅（４０）之间的栅绝缘膜，将电荷提供至浮置栅（４０）。该第一扩散层（１２）和第二扩散层（１３）具有相反的导电类型，并且这样设置第一扩散层（１２）和第二扩散层（１３），使得分别从第一扩散层（１２）和第二扩散层（１３）提供给浮置栅（４０）的电荷的效率彼此相等。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种非易失性存储器，并且特别地涉及一种EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)。
技术介绍
EEPROM就是一种通常所说的非易失性存储器，其能够电气地对数据进行编程和擦除。“单层多晶硅EEPROM”是这样一种EEPROM，其不具有多层栅而是具有单层栅。在例如下面的专利文献中就公开了这种单层多晶硅EEPROM。在日本特开专利申请JP-H06-334190中描述的EEPROM具有形成在P型基底上的NMOS晶体管；形成在P型基底的N阱中的PMOS晶体管；以及单层多晶硅(浮置栅)，其通过栅绝缘膜形成在P型基底上。该单层多晶硅不仅是NMOS晶体管的栅电极，也是PMOS晶体管的栅电极。其上形成有PMOS晶体管的N阱起到控制栅的作用。电荷通过NMOS晶体管的栅绝缘膜被注入到浮置栅中或从浮置栅中被驱逐。在日本特开专利申请JP-P2000-340773中描述的EEPROM中，在半导体基底的表面部分中形成的N+扩散层起到控制栅的作用。该N+扩散层与半导体基底上形成的单层栅(浮置栅)重叠。该单层栅也与半导体基底中的隧道区重叠，并且电荷从隧道区注入到该单层栅中。此外，该EEPROM具有MOS晶体管，该MOS晶体管使用单层栅作为栅电极。上面提到的隧道区作为该MOS晶体管的一部分源极或漏极。日本特开专利申请JP-P2001-185633中描述的EEPROM具有形成在基底中的第一N阱和第二N阱；形成在基底上的单层栅(浮置栅)；以及读取晶体管。该第一N阱和单层栅通过栅绝缘膜相互重叠，以形成第一电容器。该第二N阱和单层栅通过栅绝缘膜相互重叠，以形成第二电容器。在每个第一和第二N阱中都形成有P型扩散层和N型扩散层。该P型扩散层形成在单层栅周围，而N型扩散层形成在远离单层栅的位置。电荷通过位于第一电容器或第二电容器处的栅绝缘膜被注入到单层栅中。图1说明了美国专利第6788574号中描述的EEPROM。在图1中，通过栅绝缘膜形成在基底上的单层多晶栅(polygate)354(浮置栅360)被耦合电容器308、隧道电容器326以及读取晶体管320共同使用。该耦合电容器308由在基底中形成的单层多晶栅354和N阱334构成。在耦合电容器308的N阱334中形成P型扩散层310和N型扩散层318。形成P型扩散层310和N型扩散层318，使其在N阱334中彼此相邻。另一方面，该隧道电容器326由在基底中形成的单层多晶栅354和N阱334组成。在隧道电容器326的N阱334中形成P型扩散层322和N型扩散层324。形成P型扩散层322和N型扩散层324，使其在N阱334中彼此相邻。电荷通过隧道电容器326的栅绝缘膜被注入到浮置栅360中。
技术实现思路
本申请的专利技术人已经首先认识到如下几点。在图1中，被注入到浮置栅360中的电子主要是从隧道电容器326的N+扩散层324中提供的。另一方面，被注入到浮置栅360中的空穴主要是从隧道电容器326的P+扩散层322中提供的。但是，如图1中所示，P+扩散层322相对于隧道区的接触宽度与N+扩散层324相对于隧道区的接触宽度不同，其中在该隧道区中传输电荷。因此，编程时提供空穴供应源的效率与擦除时提供电子的效率不同。这种提供电荷效率的不均衡导致了编程所需时间与擦除所需时间之间的差异。编程时间与擦除时间中的一个变得比另外一个长，这将使EEPROM的编程/擦除特性恶化。在本专利技术的一个方面中，提供了一种具有非易失性存储器单元的EEPROM。根据本专利技术的非易失性存储器单元具有形成在基底中的第一阱；以及浮置栅，其通过栅绝缘膜形成在该基底上。形成该浮置栅，使其与第一阱中的隧道区重叠。该浮置栅和第一阱形成了隧道电容器，且通过该隧道区与浮置栅之间的栅绝缘膜，相对于浮置栅发生电荷的注入和被驱逐。并且，在第一阱中形成第一扩散层和第二扩散层，以便于与隧道区接触。该第一扩散层和第二扩散层具有相反的导电类型，并且这样设置第一扩散层和第二扩散层，使得分别从第一扩散层和第二扩散层提供给浮置栅的电荷的效率大体上彼此相同。例如，形成该第一扩散层和第二扩散层，以使它们与隧道区的接触长度相同。在这样构成的EEPROM中，例如，该第一扩散层是作为电子供应源的N+扩散层，而第二扩散层是作为空穴供应源的P+扩散层。该N+扩散层和P+扩散层作为供应源没有远离隧道区，而是配置地与隧道区相接触。因此，提高了编程/擦除时提供空穴/电子的效率。此外，N+扩散层相对于隧道区的接触宽度基本上与P+扩散层相对于隧道区的接触宽度相同。结果，消除了编程和擦除之间电荷提供效率的不均衡。换句话说，减小了编程时间和擦除时间之间的差异。由于防止了编程时间或擦除时间的急剧增加，因此提升了EEPROM的编程/擦除特性。在单独提供P+扩散层和N+扩散层以使其相对第一区域彼此面对的情况下，可以很容易地使得上面提到的接触宽度彼此相等，而这从制造工艺的角度来看这是优选的。根据本专利技术的非易失性存储器单元(EEPROM)，消除了编程和擦除之间电荷提供效率的不均衡，并且减小了编程时间和擦除时间之间的差异。由于防止了编程时间或擦除时间的急剧增加，因此改进了EEPROM的编程/擦除特性。附图说明通过下面参照附图的说明，本专利技术的上述和其他目的、优点以及特征将变得更加清晰，其中图1示意性地示出了传统的单层多晶硅EEPROM结构的平面图；图2示出了根据本专利技术第一实施例的非易失性存储器单元(EEPROM)的结构的平面图；图3A示出了沿着图2中线A-A’的结构的截面图；图3B示出了沿着图2中线B-B’的结构的截面图；图3C示出了沿着图2中线C-C’的结构的截面图；图3D示出了沿着图2中线D-D’的结构的截面图；图4详细地示出了根据本专利技术的隧道电容器的结构的平面图；图5示出了根据本专利技术的隧道电容器的修改例子的平面图；图6示出了根据第一实施例的数据擦除操作(擦除)的示意图；图7示出了根据第一实施例的数据编程操作(编程)的示意图；图8示出了根据本专利技术第二实施例的非易失性存储器单元(EEPROM)的结构平面图；图9示出了根据第二实施例的数据编程操作(编程)的示意图；图10是解释了第二实施例的效果的示意图；以及图11示出了根据本专利技术第三实施例的非易失性存储器单元(EEPROM)的结构平面图。具体实施例方式下面将参照说明性实施例对本专利技术进行描述。本领域内的技术人员可以认识到，使用本专利技术的教导能够实现许多可选择实施例，并且本专利技术并不限于用于说明目的的实施例。下面将参照附图对根据本专利技术实施例的非易失性存储器进行描述。根据本专利技术的非易失性存储器是具有多个非易失性存储器单元的EEPROM。1.第一实施例1.1结构和原理图2示出了根据本专利技术第一实施例的非易失性存储器单元(EEPROM)的结构平面图。图2中沿着线A-A’、线B-B’、C-C’以及D-D’的截面结构分别在图3A，图3B，图3C以及图3D中示出。如图2所示，根据本实施例的非易失性存储器单元具有隧道电容器10、读取晶体管20以及阱电容器30。并且，为隧道电容器10、读取晶体管20以及阱电容器30配置了浮置栅40。参看图2，该隧道电容器10由P阱11和浮置栅40构成。该浮置栅40与P阱11重叠的区域在下文中被称为“隧道区15”。在P阱11中形成N+扩散层1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有非易失性存储器单元的ＥＥＰＲＯＭ，所述非易失性存储器单元包括：第一阱，其形成在基底中；浮置栅，其通过栅绝缘膜形成在所述基底上，从而与所述第一阱的第一区域重叠；以及第一和第二扩散层，其形成在所述第一阱中，以与所 述第一区域接触，其中通过所述第一区域与所述浮置栅之间的所述栅绝缘膜，电荷相对于所述浮置栅发生注入和驱逐，其中所述第一扩散层和所述第二扩散层具有相反的导电类型，并且与所述第一区域接触的长度相同。
【技术特征摘要】
JP 2005-11-28 2005-3420791.一种具有非易失性存储器单元的EEPROM，所述非易失性存储器单元包括第一阱，其形成在基底中；浮置栅，其通过栅绝缘膜形成在所述基底上，从而与所述第一阱的第一区域重叠；以及第一和第二扩散层，其形成在所述第一阱中，以与所述第一区域接触，其中通过所述第一区域与所述浮置栅之间的所述栅绝缘膜，电荷相对于所述浮置栅发生注入和驱逐，其中所述第一扩散层和所述第二扩散层具有相反的导电类型，并且与所述第一区域接触的长度相同。2.根据权利要求1的EEPROM，其中形成所述第一扩散层和所述第二扩散层，使它们彼此分离。3.根据权利要求2的EEPROM，其中形成所述第一扩散层和所述第二扩散层，使它们相对所述第一区域相互面对。4.根据权利要求1的EEPROM，其中所述非易失性存储器单元进一步包括晶体管，该晶体管的栅电极是所述浮置栅，其中在数据读取中，通过使用所述晶体管来检测所述浮置栅的电位状态。5.根据权利要求4的EEPROM，其中在数据编程和擦除中，将第一电位施加到所述第一阱，并且将与所述第一电位相差预定电位差的第二电位施加到所述晶体管的扩散层。6.根据权利要求1至5中任何一个的EEPROM，其中所述非...
【专利技术属性】
技术研发人员：田中浩治，
申请(专利权)人：恩益禧电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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