只读存储器阵列及其制造方法技术

一种小型只读存储器阵列，包括一个或多个只读存储器库，每个包含许多成对的Ｎ＋型位线、许多在顶端和位线垂直的传导性字线及平行于字线的左选择线与右选择线。晶体管单元系由相互毗连的位线之邻接部分及伸于其间的字线部分所形成。当位线与字线制造完成后，在晶体管单元之间，经由植入低能量及低浓度的硼杂质于基体而形成绝缘区。接着，这些晶体管单元再藉由植入较高能量和较高浓度的硼杂质而被程序化为通道区。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种只读存储器(ROM)阵列以及制造该阵列之方法，可以使用在单一半导体圆片上与微处理器形成微控制器，或作为独立的存储器装置，亦能当作任何需要只读存储器之电子圆片的一部分。当使用只读存储器的电子装置和器具变成越来越复杂，以及为了使其有“使用者亲和性”，它们需要更大量的存储空间，以储存执行程序所必需的软件，因此，不是会增加某些特殊圆片上之只读存储器数目，使得圆片的成本提高，尺寸加大而造成利润降低，就是在装置本身需提供附加的存储器圆片。因此，我们需要一种存储器阵列，其结构可使由各个金属氧化物(MOS)晶体管所组成之存储器单元在阵列上的排列尽可能地紧密，以便在半导体圆片的有限区域内增加数据储存容量。目前已提出许多尝试增加只读存储器单元密度的解决方案。在1985年5月30日出版之第EP 0109853号欧洲专利申请中，描述了在有许多连续扩散线(位线)而这些扩散线交互被当作若干金属氧化物晶体管源极和漏极区域之半导体衬底上所形成的金属氧化物晶体管阵列。在扩散线上方形成与扩散线绝缘且垂直交叉之多个传导字线；每个传导字线被用做金属氧化物晶体管的栅极。因而在存储器阵列中之每一个晶体管均形成于具有二个连续扩散线和单一字线之区域中而与为每一扩散线所形成之位线有单一接点。为了要减少扩散线和传导(多晶硅)线之间的电容，在扩散线上产生一氧化场薄层以隔离扩散线和多晶硅线。此外，在相邻扩散线和相邻多晶硅线之间，一般需要一厚的氧化场层以隔离一存储器单元与其相邻的单元，使他们之间的电耦合减到最少。经由程序设计，使存储器阵列中的某些晶体管之阈值电压增加，所以当电压加在晶体管的栅极时，有较低阈值电压的晶体管将会接通，使其漏极与源极区域之间导电，显示出逻辑“1”，但有较高阈值电压的晶体管将不导电而显示出逻辑“0”。藉由在形成某一选定晶体管源极与漏极区域之扩散线之间的硅区域植入，及在形成已被植入之选定晶体管栅极区域之多晶硅线下方植入例如硼离子的杂质，而产生所需的阈值电压。在1995年9月12日出版之第5,449,633号美国专利中，揭露一种可以在P型硅的硅衬底上交互产生金属虚拟接地(AMG)之只读存储器阵列。此阵列包括许多行与许多列所组成的只读存储器数据储存单元。金属虚拟接地只读存储器阵列包括许多形成在硅衬底内平行且隔开之埋入N+型位线。交互且埋入的N+型位线，在阵列的某一片段中之两个接触区域由金属导线连接，而界定在只读存储器单元矩阵中接触的漏极位线。在相邻接触漏极位线间之每一埋入N+型位线并不接触，而每一不接触的位线被分成足够长度的片段，而为预定数目的只读存储器数据储存单元，例如32或64单元，形成分段源极位线，藉此界定在只读存储器片段中数据储存单元的一个行。也就是说，第一行只读记忆体资料储存格连接于分段源极位线与相邻最近漏极位线间。而第二行只读存储器数据储存单元连接于分段源极位线与相邻次近的接触漏极位线间。每个只读存储器片段均由32或64单元所组成，每个片段与其相邻片段之间被氧化场区域所隔离，而由一条片段选择线来选择某一特别只读存储器片段将被读取。在多晶硅传导线形成于N+型位线上方之前，只读存储器数据储存单元用以上所述之方式植入硼离子。因此，在上述两种情形中，为了制造只读存储器段，需要大量氧化场来隔离。而此种氧化场隔离区则为不愿有者，因为生成氧化场层时会使氧化场侵蚀到作用区而使作用区变小。为了避免这种情况，作用区之间必须间距最小，从而限制其密度。上述第一个阵列中，因每一位线须连接一导电金属接触线，因此在圆片上一定要有相当高密度的金属线。而增高单元之密度将会增加金属线的密度，如此在制造上很困难，因为所需的遮蔽和蚀刻步骤将需要产生非常细致的线。再者，在上述第二个阵列中，单元之程序设计步骤早在制造时即开始，因此，针对所需之每个不同程序设计，在知道程序后仍然需要大量的制造过程，因而在知道程序后生产成品所需之时间仍相当长。因此，为了生产较高密度的只读存储器阵列，最好减少读取数据单元所需金属接触线之数目及所需氧化场的数量。本专利技术旨在提供一种只读存储器阵列以克服或减少上述先前技术中之问题。首先，本专利技术提供一种形成在硅衬底上之只读存储器阵列，制作在衬底上由一个或数个绝缘区所包围的单一作用区内，该阵列由一个或数个只读存储器库所组成，每一只读存储器库包含多条在硅衬底上相互平行的第一导电型位线，以及许多排列在位线上面且与其垂直之相互平行导电层字线，其中，二相邻位线的邻近部分形成一个数据单元晶体管的源极与漏极部分，而在伸于两相邻位线之间的字线形成数据单元晶体管的栅极；该只读存储器阵列更包含与第一导电型相反的第二导电型绝缘区域，藉植入杂质而形成在相邻数据单元晶体管之间；藉由植入技术，可将选定的数据单元晶体管以程序规划为通道区域，该通道区域位于在被选定的数据单元晶体管字线下方的相邻位线之间。第一导电型最好是属于N+型，而第二导电型最好是属于P+型。在一实例中，这些为数众多的位线包括第一组及第二组位线，第一组与第二组位线交互置放，而该阵列更包含至少一列接点，第一组的每一位线直接或间接分别耦合到一接点，而第二组的位线可选择性地耦合到相邻两个接点，这两个接点也是第一组相邻位线所耦合者，第一及第二选择线延伸在该列位线之上，而平行于字线，以便把将被读入经由一位线从一接点所选定位于两相邻接点间一条路径内之晶体管单元及一相邻位线选择性地耦合至该相邻接点。本专利技术之第二方面是提供包含许多对位线及许多接点的只读存储器阵列，各对之第一位线分别耦合至个别接点，而各对之第二位线藉由一条第一选择线选择性地耦合到前述相同的个别接点；一字线大体上垂直于该许多对位线上面，在一对位线之间及二相邻位线对之间形成晶体管单元；第二选择线选择性地耦合相邻对的相邻位线，其中，在一特定对之第一及第二位线间之晶体管单元可被第一选择线读取，该第一选择线被控制使得该特定对之第二位线并不耦合至个别接点而第二选择线则被控制使得该特定对之第二位线耦合至相邻对之第一位线，以及其中，在第一对的第二位线及一相邻对的第一位线间之晶体管单元，可被第一选择线读取，第一选择线被控制能使第一对的第二位线分别耦合到相关接点，而第二选择线被控制使得第一对的第二位线并不经由第二选择线耦合到相邻对的第一位线。本专利技术之第三方面是提供一种只读存储器阵列至少有一列位线，该列位线包含第一组与第二组位线，第一组及第二组位线交互置放，并至少有一列接点，第一组的各位线直接或间接地分别耦合到一接点，而第二组的各位线可选择性地耦合到二相邻接点，此等接点即第一组相邻位线所耦合者；一字线垂直于该列位线之上，并且在二相邻位线之间形成晶体管单元；第一选择线与第二选择线亦延伸在该列位线之上，且平行于字线，以便把将被读入经由一位线从一接点所选定位于两相邻接点间一条路径内之晶体管单元及一相邻位线耦合至该相邻接点。根据一项实例，第一组位线直接连接到各接点，而第二组位线藉着延伸于第二组位线与该列接点上方之第一选择线所形成之选定晶体管，选择性地耦合到接点，第二组的每一位线经由选定的晶体管，亦被选择性地耦合到一相邻接点，该选定的晶体管，藉由第二选择线延伸部分，由延伸在第二组位线与一相邻第一组位线上方之第二选择线形成于该二线之间。根据另一实例，第一组的位线，藉本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成在具有一个或多个为一个或多个第一隔离区包围的作用区硅衬底上的只读存储器阵列，该阵列形成于单一作用区内而由一个或数个只读存储器库所组成，每一个只读存储器库包含多条在硅衬底上由相互平行的第一导电型区域形成的位线以及许多平行排列在位线上面且与位线垂直的导电层所形成的多条字线，其中相邻位线的相邻部分形成一个数据单元晶体管的源极与漏极，而延伸在位线相邻部分间字线之一部分形成数据单元晶体管的栅极，该只读存储器阵列更包含与第一导电型相反型的第二导电型隔离区，此区系由植入杂质而形成在相邻的数据单元晶体管间，其中选定的数据单元晶体管藉对选定的数据单元晶体管字线下方相邻位线间之通道区植入杂质而程序化。

【技术特征摘要】
SG 1996-11-29 9611480-61.一种形成在具有一个或多个为一个或多个第一隔离区包围的作用区硅衬底上的只读存储器阵列，该阵列形成于单一作用区内而由一个或数个只读存储器库所组成，每一个只读存储器库包含多条在硅衬底上由相互平行的第一导电型区域形成的位线以及许多平行排列在位线上面且与位线垂直的导电层所形成的多条字线，其中相邻位线的相邻部分形成一个数据单元晶体管的源极与漏极，而延伸在位线相邻部分间字线之一部分形成数据单元晶体管的栅极，该只读存储器阵列更包含与第一导电型相反型的第二导电型隔离区，此区系由植入杂质而形成在相邻的数据单元晶体管间，其中选定的数据单元晶体管藉对选定的数据单元晶体管字线下方相邻位线间之通道区植入杂质而程序化。2.根据权利要求1的只读存储器阵列，其中的第一导电型是属于N+型，而第二导电型是属于P+型。3.根据权利要求2的只读存储器阵列，其中的第二导电型是藉由植入硼离子而形成。4.根据以上任何一项权利要求的只读存储器阵列，其中包围一个或数个作用区的第一隔离区是由氧化场形成。5.根据以上任何一项权利要求的只读存储器阵列，其中的字线由多晶硅形成。6.根据以上任何一项权利要求的只读存储器阵列，其中形成字线的多晶硅淀积于生成在字线上方的硅衬底上的氧化栅层上。7.根据以上任何一项权利要求的只读存储器阵列，其中的第二型隔离区是藉由植入硼离子而形成。8.根据以上任何一项权利要求的只读存储器阵列，其中选定的数据单元晶体管藉由植入硼离子而被程序化。9.根据以上任何一项权利要求的只读存储器阵列，其中至少有些在阵列中形成的不必要的晶体管被植入硼离子而形成隔离区。10.根据以上任何一项权利要求的只读存储器阵列，其中的多条位线包括第一组及第二组位线，第一组与第二组位线交互置放，该阵列更包含至少一列接点，每一个第一组的位线直接或间接分别耦合一接点，而第二组的每一位线选择性地耦合到第一组相邻位线所耦合之接点中相邻的两个接点，第一选择线及第二选择线延伸在该列位线之上而平行于字线，以便将被读入经由一位线从一接点所选定位于两相邻接点间一条路径内之晶体管单元及一相邻位线选择性地耦合至该相邻接点。11.一种只读存储器阵列，包含许多对位线及许多接点，各对中之第一位线分别耦合至一接点，而各对中之第二位线藉由一条第一选择线选择性地耦合到相同的各接点，垂直于各对位线上面之字线在一对位线之间及相邻对的邻近位线之间均形成晶体管单元，第二选择线选择性地耦合到相邻对的相邻位线，其中在一特定对之第一与第二位线间形成之晶体管单元可被第一选择线读取，第一选择线被控制使得该特定对之第二位线并不耦合至各接点而第二选择线则被控制使得该特定对之第二位线耦合至相邻对之第一位线，以及其中，形成在第一对的第二位线及一相邻对的第一位线间之晶体管单元可被第一选择线读取，第一选择线被控制能使第一对的第二位线耦合到相关接点，而第二选择线被控制使得第一对的第二位线并不经由第二选择线耦合到相邻的第一位线。12.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：李梓聪，
申请(专利权)人：摩托罗拉公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]