KR19990082845A - Single poly-eeprom cell that is programmable and erasable in a low-voltage environment and methods of programming, erasing and reading the same - Google Patents

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KR19990082845A
KR19990082845A KR1019990011463A KR19990011463A KR19990082845A KR 19990082845 A KR19990082845 A KR 19990082845A KR 1019990011463 A KR1019990011463 A KR 1019990011463A KR 19990011463 A KR19990011463 A KR 19990011463A KR 19990082845 A KR19990082845 A KR 19990082845A
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지민-화
베르쥬몽알베르
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클라크 3세 존 엠.
내셔널 세미콘덕터 코포레이션
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Abstract

베이스 영역 및 터널 산화물의 박막층에 형성된 간격을 둔 반대 도전형 영역을 가지는 단일 폴리 EPROM 셀은 3중 웰 CMOS 호환 공정에서 형성된다. 3중 웰 구조 및 터널 산화물의 박막층을 사용하여, 본 발명의 셀은 +3.3V의 저전압 환경에서 전기적으로 프로그램 가능 및 소거 가능하다.A single poly EPROM cell with spaced opposite conductive regions formed in the base region and thin film layer of tunnel oxide is formed in a triple well CMOS compatible process. Using a triple well structure and a thin layer of tunnel oxide, the cell of the present invention is electrically programmable and erasable in a low voltage environment of + 3.3V.

Description

저전압 환경에서 프로그램 가능 및 소거 가능한 단일 폴리 EEPROM 셀 및 그 프로그래밍, 소거, 판독 방법{SINGLE POLY-EEPROM CELL THAT IS PROGRAMMABLE AND ERASABLE IN A LOW-VOLTAGE ENVIRONMENT AND METHODS OF PROGRAMMING, ERASING AND READING THE SAME}SINGLE POLY-EEPROM CELL THAT IS PROGRAMMABLE AND ERASABLE IN A LOW-VOLTAGE ENVIRONMENT AND METHODS OF PROGRAMMING, ERASING AND READING THE SAME}

본 발명은 단일 폴리 EEPROM (electrically-erasable programmable read-only-memory) 셀에 관한 것이며, 특히, 저전압 환경에서 프로그램 가능 및 소거 가능한 단일 폴리 EEPROM 셀에 관한 것이다.The present invention relates to a single poly electrically-erasable programmable read-only-memory cell, and more particularly to a single poly EEPROM cell programmable and erasable in a low voltage environment.

단일 폴리 EPROM (electrically-programmable read-only-memory) 셀은 종래의 단일 폴리 CMOS 제조 공정 단계와 완전히 호환 가능한 공정 단계를 사용하여 제조되는 비휘발성 기억 장치이다. 그 결과로써, 단일 폴리 EPROM 셀은 CMOS 논리 및 혼합 신호 회로에 자주 혼재 (embedded) 된다.A single poly electrically-programmable read-only-memory (EPROM) cell is a nonvolatile memory device fabricated using a process step that is fully compatible with conventional single poly CMOS fabrication process steps. As a result, single poly EPROM cells are often embedded in CMOS logic and mixed signal circuits.

도 1a 내지 1c 는 종래의 단일 폴리 EPROM 셀 (100)을 도시하는 일련의 도면이다. 도 1a 는 셀 (100)의 평면도이며, 도 1b 는 도 1a의 라인 (1B-1B)을 따라 취한 종단면도이며, 그리고 도 1c 는 도면 1a의 라인 (1C-1C)을 따라 취한 종단면도이다.1A-1C are a series of diagrams illustrating a conventional single poly EPROM cell 100. FIG. 1A is a top view of the cell 100, FIG. 1B is a longitudinal cross-sectional view taken along line 1B-1B in FIG. 1A, and FIG. 1C is a longitudinal cross-sectional view taken along line 1C-1C in FIG. 1A.

도 1a 내지 1c에 도시된 바와 같이, EPROM 셀 (100)은 그 각각이 웰 또는 기판과 같은 p 형 반도체 재료 (112)에 형성된, 간격을 두고 배열된 소스 및 드레인 영역 (114 및 116)과 소스 및 드레인 영역 (114 및 116) 사이에 정의된 채널 영역을 포함한다.As shown in FIGS. 1A-1C, the EPROM cell 100 includes a source and drain region 114 and 116 and a spaced apart source, each of which is formed in a p-type semiconductor material 112 such as a well or a substrate. And a channel region defined between the drain regions 114 and 116.

도 1a 내지 1c에 추가적으로 도시된 바와 같이, 셀 (100)은 p 형 재료 (112)에 형성된 n 웰 (120)과 p 형 재료 (112)에 형성되어 n 웰 (120)로부터 소스 영역 (114), 드레인 영역 (116) 및 채널 영역 (118)을 분리하는 필드 산화물 영역 (FOX)을 포함한다.As further shown in FIGS. 1A-1C, cell 100 is formed in n well 120 and p-type material 112 formed in p-type material 112 to form source region 114 from n well 120. And a field oxide region (FOX) separating the drain region 116 and the channel region 118.

또한, 셀 (100)은 인접한 p+ 및 n+ 콘택트 영역 (122 및 124)을 더 포함하며, 그 각각은 n 웰 영역 (120)에 형성된다. 전류 발생 셀 (current generation cell)은 또한 p+ 콘택트 영역 (122)에 인접한 p 형의 저농도로 도핑된 드레인 (PLDD) 영역 (126)을 포함한다.In addition, cell 100 further includes adjacent p + and n + contact regions 122 and 124, each of which is formed in n well region 120. The current generation cell also includes a p-type lightly doped drain (PLDD) region 126 adjacent to the p + contact region 122.

또한, 제어 게이트 영역 (128)은 소스 영역 (114), 드레인 영역 (116) 및 채널 영역 (118)으로부터 n 웰 (120)을 분리하는 필드 산화물 영역 (FOX)과 PLDD 영역 (126)사이에 정의된다. 또한, 게이트 산화물층 (130)은 채널 영역 (118)상에 형성되며, 제어 게이트 산화물층 (132)은 게이트 영역 (128)상에 형성되며, 플로팅 게이트 (134)는 게이트 산화물층 (130), 제어 게이트 산화물층 (132), 및 필드 산화물 영역 (FOX)의 일부 상에 형성된다.Further, control gate region 128 is defined between field oxide region (FOX) and PLDD region 126 that separate n well 120 from source region 114, drain region 116, and channel region 118. do. In addition, the gate oxide layer 130 is formed on the channel region 118, the control gate oxide layer 132 is formed on the gate region 128, and the floating gate 134 is formed on the gate oxide layer 130, Control gate oxide layer 132 and a portion of field oxide region FOX.

셀 (100)의 제조 중에, 게이트 산화물층 (130) 및 제어 게이트 산화물층 (132)은 전형적으로 동시에 성장하며, 그 결과로써 예를 들어 0.5 마이크론 공정에서는 약 120 Å 그리고, 0.35 마이크론 공정에서는 약 70 Å의 실질적으로 동일한 두께를 가진다.During fabrication of cell 100, gate oxide layer 130 and control gate oxide layer 132 typically grow simultaneously, resulting in, for example, about 120 microseconds in a 0.5 micron process and about 70 in a 0.35 micron process. Have substantially the same thickness of.

동작에 있어서, 셀 (100)은 콘택트 영역 (122 및 124)에 약 12 볼트를 인가하여 함께 단락시키고 드레인 영역 (116)에 약 6 내지 7 볼트를 인가함으로써 프로그램된다. 또한, p 형 재료 (112) 및 소스 영역 (114)은 접지된다.In operation, cell 100 is programmed by applying about 12 volts to contact regions 122 and 124 to short together and about 6 to 7 volts to drain region 116. In addition, the p-type material 112 and the source region 114 are grounded.

양 (positive)의 전압이 콘택트 (122 및 124)에 인가되는 경우, 양의 전위는 플로팅 게이트 (134)상에 유도된다. 구체적으로는, 플로팅 게이트 (134)의 전위와 공동으로 n+ 콘택트 영역 (124)에 인가된 양의 전압은 제어 게이트 영역 (128)의 표면에 깊은 공핍 영역 (depletion region)을 형성하여, 제어 게이트 영역 (128)의 표면에서의 전위를 감소시킨다.When a positive voltage is applied to contacts 122 and 124, a positive potential is induced on floating gate 134. Specifically, the positive voltage applied to the n + contact region 124 jointly with the potential of the floating gate 134 forms a deep depletion region on the surface of the control gate region 128, such that the control gate region Reduce the potential at the surface of 128.

p+ 콘택트 영역에 인가된 양의 전압은 제어 게이트 영역 (128)에서 p+ 콘택트 영역을 n 웰 접합 (junction)으로 약간 정방향 바이어스 (forward-bias)시킨다. 그 결과로써, 정공 (hole)은 제어 게이트 영역 (128)의 표면 영역에 주입되어, 제어 게이트 영역 (128)의 표면을 반전시킨다.The positive voltage applied to the p + contact region slightly forward-biass the p + contact region to the n well junction in the control gate region 128. As a result, holes are injected into the surface region of the control gate region 128, inverting the surface of the control gate region 128.

주입된 정공은 신속하게 (picosecond 정도로) 제어 게이트 영역 (128)의 표면에서 공핍 영역의 깊이를 감소시키며, 제어 게이트 산화물층 (132)에 걸친 실질적으로 콘택트 영역 (124)에 인가된 모든 전압을 콘택트 영역 (124)에 가한다. 그 결과로써, 플로팅 게이트 (134)에 유도된 초기 전위는 콘택트 영역 (122 및 124)에 인가된 전압과 (n 웰 (120) 및 플로팅 게이트 (134) 사이에 커플링 비율을 정의하는) 제어 게이트 산화물층 (132)의 두께에 의하여 정의된다.The injected holes quickly reduce the depth of the depletion region at the surface of the control gate region 128 (by picoseconds), and contact substantially all of the voltage applied to the contact region 124 across the control gate oxide layer 132. To area 124. As a result, the initial potential induced in the floating gate 134 is the control gate (which defines the coupling ratio between the n well 120 and the floating gate 134) and the voltage applied to the contact regions 122 and 124. It is defined by the thickness of the oxide layer 132.

p+ 콘택트 영역 (122)이 존재하지 않으면, n 웰 (120)이 상대적으로 적은 정공을 포함하기 때문에 표면이 초기에 공핍되는 경우, 정공은 제어 게이트 영역 (128)의 표면에 거의 축적되지 않을 것이다. 따라서, 열 발생 정공은 제어 게이트 영역 (128)의 표면까지 드리프트 (drift)함에 따라 공핍 영역의 깊이는 크기 면에서 천천히 감소될 수 있다.If the p + contact region 122 is not present, holes will hardly accumulate on the surface of the control gate region 128 if the surface is initially depleted because the n well 120 contains relatively few holes. Thus, as the heat generating holes drift to the surface of the control gate region 128, the depth of the depletion region can be slowly reduced in size.

공핍 영역의 깊이가 초기에 깊고 콘택트 (124)에 인가되는 전압은 제어 게이트 산화물층 (132) 및 상대적으로 큰 공핍 영역에 걸쳐서 배치되기 때문에, 플로팅 게이트 (134)에 유도된 초기 전위는 실질적으로 작다. 따라서, p+ 영역 (122)은 제어 게이트 영역 (128)의 표면이 공핍되어, 플로팅 게이트 (134)에 초기에 유도된 전위를 증가시킨 후에 공핍 영역의 깊이를 신속하게 감소시키는 방법을 제공한다.Since the depth of the depletion region is initially deep and the voltage applied to the contact 124 is disposed over the control gate oxide layer 132 and the relatively large depletion region, the initial potential induced in the floating gate 134 is substantially small. . Thus, the p + region 122 provides a method for rapidly decreasing the depth of the depletion region after the surface of the control gate region 128 is depleted to increase the potential initially induced in the floating gate 134.

전술한 바와 같이, 전류 발생 셀은 또한 PLDD 영역 (126)의 사용을 필요로 한다. 공지된 바와 같이, p+ 콘택트 영역 (122)의 영역에 인접한 층의 엣지에서의 제어 게이트 산화물층 (132)의 두께는 폴리 게이트가 식각된 후에 재산화 (re-oxidation)의 공지된 공정 단계로 인하여 층의 중앙부보다 약간 두껍다. 그 결과로써, 엣지에 형성된 공핍 영역은 너무 작아서 표면을 충분히 반전시키지 못하며, p+ 콘택트 영역 (122)의 기능을 제한하여 정공을 제어 게이트 영역 (128)의 표면에 주입한다.As mentioned above, the current generating cell also requires the use of the PLDD region 126. As is known, the thickness of the control gate oxide layer 132 at the edge of the layer adjacent to the region of p + contact region 122 is due to a known process step of re-oxidation after the poly gate is etched. Slightly thicker than the middle of the layer. As a result, the depletion regions formed at the edges are too small to sufficiently invert the surface, limiting the function of the p + contact region 122 to inject holes into the surface of the control gate region 128.

따라서, 전류 발생 셀 (current generation cell)은 PLDD 영역 (126)을 사용하여 엣지로부터 거리를 두고 제어 게이트 영역 (128)의 표면 영역에 인접하는 정공 주입 영역을 형성한다. 이러한 셀의 제조 중에 사용된 열처리 단계는 p+ 콘택트 영역 (122)의 충분한 측면 확산 (lateral diffusion)을 허용했기 때문에, 종전의 전류 발생 셀은 PLDD 영역을 필요로 하지 않는다.Thus, the current generation cell uses the PLDD region 126 to form a hole injection region adjacent to the surface region of the control gate region 128 at a distance from the edge. Since the heat treatment step used during the fabrication of such cells allowed sufficient lateral diffusion of the p + contact region 122, conventional current generating cells do not require a PLDD region.

셀 (100)의 동작을 다시 참조하면, 콘택트 영역 (122 및 124)에 양의 전압을 인가함으로써 플로팅 게이트 (134)에 유도되는 양의 전위는 채널 영역 (118)내에 공핍 영역을 형성하여 채널 영역 (118)의 표면에서의 전위를 증가시킨다. 소스 영역 (114)이 채널 영역 (118)의 표면으로 전자를 주입하여, 이동 전자의 채널을 형성한다.Referring back to the operation of the cell 100, the positive potential induced in the floating gate 134 by applying a positive voltage to the contact regions 122 and 124 forms a depletion region in the channel region 118 to form a channel region. Increase the potential at the surface of 118. Source region 114 injects electrons into the surface of channel region 118 to form a channel of mobile electrons.

드레인 영역 (116)에 인가된 양의 전압은 소스 및 드레인 영역 (114 및 116) 사이의 전기장을 형성하여 채널에서 전자를 가속시킨다. 가속된 전자는 이온화 충돌을 가져서 "채널 고온 전자 (channel hot electrons)"를 형성한다. 플로팅 게이트 (134)의 양의 전위는 게이트 산화물층 (130)을 관통하며 플로팅 게이트 (134)상에서 축적을 시작하여 셀 (100)의 임계 전압을 상승시키는 채널 고온 전자를 끌어당긴다.The positive voltage applied to drain region 116 forms an electric field between source and drain regions 114 and 116 to accelerate electrons in the channel. Accelerated electrons have ionization collisions to form "channel hot electrons". The positive potential of the floating gate 134 penetrates the gate oxide layer 130 and attracts channel hot electrons that begin to accumulate on the floating gate 134 and raise the threshold voltage of the cell 100.

셀 (100)은 콘택트 영역 (122 및 124)에 약 5 볼트 및 드레인 영역 (116)에 약 1 내지 2 볼트를 인가함으로써 판독된다. 또한, p 형 재료 (112) 및 소스 영역 (114) 양자는 접지된다.Cell 100 is read by applying about 5 volts to contact regions 122 and 124 and about 1 to 2 volts to drain region 116. In addition, both the p-type material 112 and the source region 114 are grounded.

이러한 바이어스 조건하에서, 셀 (100)이 프로그램되지 않은 경우 드레인 영역 (116)으로부터 소스 영역 (114)으로 흐르는 채널 전류를 생성하기에 충분하고, 즉 셀의 임계 전압보다 크고, 셀 (100)이 프로그램된 경우 채널 전류를 생성하기에 불충분한, 즉 셀의 임계 전압보다 작은 전술한 메카니즘에 의하여 양의 전위가 플로팅 게이트 (134)상에 유도된다. 셀 (100)의 논리 상태는 드레인 영역 (116)으로 흐르는 채널 전류의 크기를 기준 전류와 비교하여 결정된다.Under these bias conditions, if the cell 100 is not programmed, it is sufficient to generate a channel current flowing from the drain region 116 to the source region 114, i.e., greater than the threshold voltage of the cell, and the cell 100 is programmed. In this case, a positive potential is induced on the floating gate 134 by the aforementioned mechanism which is insufficient to generate a channel current, i.e., smaller than the cell's threshold voltage. The logic state of the cell 100 is determined by comparing the magnitude of the channel current flowing into the drain region 116 with the reference current.

셀 (100)을 자외선 (UV) 광으로 조사하여 전자를 제거함으로써 EPROM 셀 (100)은 소거된다. UV 광은 전자의 에너지를 증가시켜서, 전자가 산화물의 주변층을 관통하도록 한다.The EPROM cell 100 is erased by irradiating the cell 100 with ultraviolet (UV) light to remove electrons. UV light increases the energy of the electrons, allowing them to penetrate the surrounding layer of oxide.

CMOS 논리 및 혼합 신호 회로에 혼재된 단일 폴리 EPROM 셀에서의 문제는 셀이 저전압 및 저전력 응용에 적합하지 않다는 것이다. 따라서, 기본적인 회로가 저전력 응용을 위해 축소된 경우에도 단일 폴리 EPROM 셀은 역시 필요한 프로그래밍 전압을 공급하기 위해 고전압 회로를 필요로 한다.The problem with a single poly EPROM cell mixed in CMOS logic and mixed signal circuits is that the cell is not suitable for low voltage and low power applications. Thus, even if the basic circuit is scaled down for low power applications, a single poly EPROM cell also needs a high voltage circuit to supply the necessary programming voltage.

또한, 종래의 단일 폴리 EPROM 셀의 프로그래밍 중에 채널 고온 전자의 형성은 저전력 응용을 위하여 상대적으로 큰 전류를 유도한다. 따라서, 저전압 환경에서 동작하는 단일 폴리 EPROM에 대한 요구가 있다.In addition, the formation of channel high temperature electrons during the programming of a conventional single poly EPROM cell leads to a relatively large current for low power applications. Thus, there is a need for a single poly EPROM operating in a low voltage environment.

본 모출원의 발명은 저전압 환경에서 프로그램 가능한 단일 폴리 EPROM 셀을 제공하였다. 하지만, 저전압 환경에서 프로그램 및 소거의 양자 모두 가능한 단일 폴리 EEPROM에 대한 요구가 남아 있었다.The present invention provides a single poly EPROM cell programmable in a low voltage environment. However, there remains a need for a single poly EEPROM capable of both program and erase in low voltage environments.

종래의 단일 폴리 EPROM 셀은 상대적으로 높은 전압, 예를 들면 +12V를 사용하여 셀을 프로그램한다. 본 발명은 저전압, 예를 들면 +3.3V에서 프로그램 가능 및 소거 가능한 단일 폴리 EEPROM을 제공하는 것이다.Conventional single poly EPROM cells program the cells using a relatively high voltage, for example + 12V. The present invention provides a single poly EEPROM that is programmable and erasable at low voltage, for example + 3.3V.

제 1 도전형의 반도체 재료에 형성된 본 발명의 단일 폴리 EEPROM 셀은 상기 반도체 재료에 형성된 제 2 도전형의 제 1 웰 및 상기 제 1 웰내에 형성된 제 1 도전형의 제 2 웰을 포함한다.A single poly EEPROM cell of the present invention formed in a semiconductor material of a first conductivity type comprises a first well of a second conductivity type formed in the semiconductor material and a second well of a first conductivity type formed in the first well.

또한, 본 발명의 단일 폴리 EEPROM 셀은 제 2 웰내에 간격을 두고 배치된 제 2 도전형의 소스 및 드레인 영역과 소스 및 드레인 영역 사이에 정의된 채널 영역을 포함한다.In addition, the single poly EEPROM cell of the present invention includes a source and drain region of a second conductivity type and a channel region defined between the source and drain regions spaced in the second well.

또한, 본 발명의 셀은 상기 제 2 웰내에 형성된 제 2 도전형의 베이스 영역과 상기 제 2 웰내에 형성되어 상기 베이스 영역으로부터 상기 소스 영역, 상기 드레인 영역, 및 상기 채널 영역을 분리시키는 분리 영역을 포함한다.In addition, the cell of the present invention includes a base region of a second conductivity type formed in the second well and a separation region formed in the second well to separate the source region, the drain region, and the channel region from the base region. Include.

또한, 간격을 두고 배치된 제 1 및 제 2 콘택트 영역은 상기 베이스 영역에 형성되어, 상기 제 1 콘택트 영역은 제 1 도전형을 가지며, 상기 제 2 콘택트 영역은 제 2 도전형을 가진다.The first and second contact regions spaced apart from each other are formed in the base region so that the first contact region has a first conductivity type and the second contact region has a second conductivity type.

또한, 제 2 도전형의 저농도로 도핑된 영역은 상기 반도체 재료에 형성되어 상기 제 1 콘택트 영역에 인접하는 한편, 저농도로 도핑된 영역과 분리 영역 사이에 제어 게이트 영역이 정의된다. 본 발명의 셀은 채널 영역 상에 형성된 게이트 산화물층, 상기 제어 게이트 영역 상에 형성된 터널 산화물층, 및 상기 게이트 산화물층, 상기 터널 산화물층 및 상기 분리 영역의 일부 상에 형성된 플로팅 게이트를 더 포함한다.In addition, a lightly doped region of the second conductivity type is formed in the semiconductor material adjacent to the first contact region, while a control gate region is defined between the lightly doped region and the isolation region. The cell of the present invention further includes a gate oxide layer formed on the channel region, a tunnel oxide layer formed on the control gate region, and a floating gate formed on part of the gate oxide layer, the tunnel oxide layer, and the isolation region. .

본 발명의 셀은 상기 제 1 콘택트 영역에 -3.3V의 음의 전압을 인가하고, 상기 제 2 콘택트 영역에 +3.3V의 양의 전압을 인가하며, 상기 제 2 웰을 접지시킴으로써, 프로그램된다.The cell of the present invention is programmed by applying a negative voltage of -3.3V to the first contact region, a positive voltage of + 3.3V to the second contact region, and grounding the second well.

동작에 있어서, 열 발생된 캐리어와 함께 고온 전하 캐리어를 형성하는 이온화 충돌을 가지도록 가속화되는 상기 제 1 콘택트 영역에서, 프로그래밍 바이어스 전압은 상기 제 2 도전형의 전하 캐리어의 밴드 대 밴드 터널링 (band-to-band tunneling)을 트리거한다. 상기 베이스 영역에서 다수 캐리어로 정의되는 고온 전하 캐리어는 터널 산화물층을 관통하고, 플로팅 게이트 상에 축적된다.In operation, in the first contact region accelerated to have an ionization collision that forms a high temperature charge carrier with a heat generated carrier, a programming bias voltage is band-to-band tunneling of the charge carrier of the second conductivity type. triggers to-band tunneling Hot charge carriers, defined as majority carriers in the base region, pass through the tunnel oxide layer and accumulate on the floating gate.

상기 제 1 콘택트 영역, 상기 제 2 콘택트 영역, 및 상기 제 2 웰에 -3.3V의 음의 전압을 인가함으로써 본 발명의 셀은 소거된다. 또한, 드레인이 플로팅되거나 접지되는 한편, +Vcc 이상의 제 2 전압이 소스 영역에 인가된다.The cell of the present invention is erased by applying a negative voltage of -3.3V to the first contact region, the second contact region, and the second well. Also, while the drain is floating or grounded, a second voltage of + Vcc or higher is applied to the source region.

동작에 있어서, 소거 바이어스 전압은 상기 베이스 영역에서 다수 캐리어로서 정의되는 전하 캐리어를 파울러-노드하임 (Fowler-Nordheim) 터널링을 통하여 플로팅 게이트로부터 소스 영역으로 흐르도록 한다.In operation, an erase bias voltage causes charge carriers, which are defined as majority carriers in the base region, to flow from the floating gate to the source region through Fowler-Nordheim tunneling.

본 발명의 특징과 장점을 본 발명의 원리가 사용된 예시적인 실시예를 나타내는 이하의 상세한 설명과 첨부 도면을 참조하면서 더욱 상세하게 설명한다.The features and advantages of the present invention will be described in more detail with reference to the following detailed description and accompanying drawings, which illustrate exemplary embodiments in which the principles of the invention are used.

도 1a 내지 1c 는 종래의 단일 폴리 EPROM 셀 (100)을 도시하는 일련의 도면으로, 도 1a 는 셀 (100)의 평면도이며, 도 1b 는 도 1a의 라인 (1B-1B)을 따라 취한 종단면도이며, 그리고 도 1c 는 도면 1a의 라인 (1C-1C)을 따라 취한 종단면도.1A-1C are a series of diagrams illustrating a conventional single poly EPROM cell 100, FIG. 1A is a plan view of the cell 100, and FIG. 1B is a longitudinal cross-sectional view taken along line 1B-1B of FIG. 1A. 1C is a longitudinal cross-sectional view taken along line 1C-1C in FIG. 1A.

도 2a 내지 2c 는 모발명 (parent invention)에 따른 단일 폴리 EPROM 셀 (200)을 도시하는 일련의 도면으로, 도 2a 는 셀 (200)의 평면도이며, 도 2b 는 도 2a의 라인 (2B-2B)을 따라 취한 종단면도이며, 그리고 도 2c 는 도면 2a의 라인 (2C-2C)을 따라 취한 종단면도.2A-2C are a series of diagrams illustrating a single poly EPROM cell 200 according to a parent invention, FIG. 2A is a top view of the cell 200, and FIG. 2B is a line 2B-2B of FIG. 2A. Is a longitudinal cross-sectional view taken along line), and FIG. 2C is a longitudinal cross-sectional view taken along line 2C-2C of FIG. 2A.

도 3a 내지 3d 는 모발명의 제 1 대체예에 따른 단일 폴리 EPROM 셀 (300)을 도시하는 일련의 도면으로, 도 3a 는 셀 (300)의 평면도이며, 도 3b 는 도 3a의 라인 (3B-3B)을 따라 취한 종단면도이며, 도 3c 는 도면 3a의 라인 (3C-3C)을 따라 취한 종단면도이며, 그리고 도 3d 는 도 3a의 라인 (3D-3D)을 따라 취한 종단면도.3A-3D are a series of diagrams illustrating a single poly EPROM cell 300 according to a first alternative of hair name, FIG. 3A is a top view of the cell 300, and FIG. 3B is a line 3B-3B of FIG. 3A. 3C is a longitudinal cross-sectional view taken along line 3C-3C of FIG. 3A, and FIG. 3D is a longitudinal cross-sectional view taken along line 3D-3D of FIG. 3A.

도 4a 내지 4c 는 모발명의 제 2 대체예에 따른 단일 폴리 EPROM 셀 (400)을 도시하는 일련의 도면으로, 도 4a 는 셀 (400)의 평면도이며, 도 4b 는 도 4a의 라인 (4B-4B)을 따라 취한 종단면도이며, 그리고 도 4c 는 도면 4a의 라인 (4C-4C)을 따라 취한 종단면도.4A-4C are a series of diagrams illustrating a single poly EPROM cell 400 according to a second alternative of hair name, FIG. 4A is a top view of the cell 400, and FIG. 4B is a line 4B-4B of FIG. 4A. Is a longitudinal cross-sectional view taken along line), and FIG. 4C is a longitudinal cross-sectional view taken along line 4C-4C in FIG. 4A.

도 5a 내지 5d 는 모발명의 제 3 대체예에 따른 단일 폴리 EPROM 셀 (500)을 도시하는 일련의 도면으로, 도 5a 는 셀 (500)의 평면도이며, 도 5b 는 도 5a의 라인 (5B-5B)을 따라 취한 종단면도이며, 도 5c 는 도면 5a의 라인 (5C-5C)을 따라 취한 종단면도이며, 그리고 도 5d 는 도 5a의 라인 (5D-5D)을 따라 취한 종단면도.5A-5D are a series of diagrams illustrating a single poly EPROM cell 500 according to a third alternative of hair name, FIG. 5A is a top view of the cell 500, and FIG. 5B is a line 5B-5B of FIG. 5A. 5C is a longitudinal cross-sectional view taken along line 5C-5C of FIG. 5A, and FIG. 5D is a longitudinal cross-sectional view taken along line 5D-5D of FIG. 5A.

도 6a 내지 6d 는 본 발명에 따른 단일 폴리 EEPROM (electrically-erasable programmable read-only-memory) 셀 (600)을 도시하는 일련의 도면으로, 도 6a 는 셀 (600)의 평면도이며, 도 6b 는 도 6a의 라인 (6B-6B)을 따라 취한 종단면도이며, 도 6c 는 도면 6a의 라인 (6C-6C)을 따라 취한 종단면도이며, 그리고 도 6d 는 도 6a의 라인 (6D-6D)을 따라 취한 종단면도.6A-6D are a series of diagrams illustrating a single poly electrically-erasable programmable read-only-memory cell 600 in accordance with the present invention, FIG. 6A is a plan view of the cell 600, and FIG. 6A is a longitudinal cross-sectional view taken along line 6B-6B in FIG. 6A, FIG. 6C is a longitudinal cross-sectional view taken along line 6C-6C in FIG. 6A, and FIG. 6D is taken along line 6D-6D in FIG. 6A. Longitudinal section view.

도 7 은 본 발명에 다른 셀 (600)의 평면도.7 is a plan view of a cell 600 according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100, 200, 300, 400, 및 500 : 단일 폴리 EPROM 셀Single Poly EPROM Cells: 100, 200, 300, 400, and 500

112 : P형 반도체 재료 114 : 소스 영역112: P-type semiconductor material 114: source region

116 : 드레인 영역 118 : 채널 영역116: drain region 118: channel region

120, 614 : n 웰 122 : p+ 콘택트 영역120, 614: n well 122: p + contact region

124, , 410 : n+ 콘택트 영역124,, 410: n + contact area

126 : p형 저농도로 도핑된 드레인 (PLDD)126 p-type lightly doped drain (PLDD)

128 : 제어 게이트 영역 130 : 게이트 산화물층128: control gate region 130: gate oxide layer

132 : 제어 게이트 산화물층132: control gate oxide layer

134 : 플로팅 게이트 212 : PLDD 영역134: floating gate 212: PLDD region

310 : NLDD 영역 600 : 단일 폴리 EEPROM 셀310: NLDD region 600: single poly EEPROM cell

610 : n 베이스 612 : p 웰610: n base 612: p well

도 2a 내지 2c 는 모발명에 따른 단일 폴리 EPROM 셀 (200)을 도시하는 일련의 도면이다. 도 2a 는 셀 (200)의 평면도이며, 도 2b 는 도 2a의 라인 (2B-2B)을 따라 취한 종단면도이며, 그리고 도 2c 는 도면 2a의 라인 (2C-2C)을 따라 취한 종단면도이다.2A-2C are a series of diagrams illustrating a single poly EPROM cell 200 according to hair name. FIG. 2A is a top view of the cell 200, FIG. 2B is a longitudinal cross-sectional view taken along line 2B-2B in FIG. 2A, and FIG. 2C is a longitudinal cross-sectional view taken along line 2C-2C in FIG. 2A.

도 2a 내지 c에 도시된 바와 같이, EPROM 셀 (200)은 구조적으로 도 1의 EPROM 셀 (100)에 유사하며, 그 결과로써 동일한 참조 번호를 사용하여 양 셀에 공통인 구조를 명시한다.As shown in FIGS. 2A-C, the EPROM cell 200 is structurally similar to the EPROM cell 100 of FIG. 1, and as a result, designates a structure common to both cells using the same reference numerals.

EPROM 셀 (200)은 EPROM 셀 (200)이 n+ 콘택트 영역 (124)을 위한 필요를 제거했다는 점에서 EPROM 셀 (100)과 주요하게 다르다. 또한, 셀 (200)은 또한 셀 (200)이 보다 작은 PLDD 영역 (212)을 사용한다는 점에서 셀 (100)과 다르다. 도 2a에 도시된 바와 같이, p+ 콘택트 영역 (122)의 표면은 PLDD 영역 (212)과 n 웰 (120)의 표면의 양자에 접한다.EPROM cell 200 differs significantly from EPROM cell 100 in that EPROM cell 200 eliminates the need for n + contact region 124. In addition, cell 200 is also different from cell 100 in that cell 200 uses a smaller PLDD region 212. As shown in FIG. 2A, the surface of p + contact region 122 abuts both the PLDD region 212 and the surface of n well 120.

또한, 셀 (200)은 예를 들어 각각 120 Å 및 70 Å의 두께인 제어 게이트 산화물 (132)의 더 두꺼운 층 대신에 예를 들어 0.5 마이크론 공정에서 약 70 Å 및 0.35 마이크론 공정에서 약 55 Å의 두께인 터널 산화물 (210)의 실질적으로 더 박막층을 추가적으로 사용한다. 대체적으로, 산화물층 (132 및 210)이 형성되어 실질적으로 동일한 두께를 가질 수 있다.In addition, the cell 200 may be, for example, about 70 GPa in a 0.5 micron process and about 55 GPa in a 0.35 micron process, instead of a thicker layer of control gate oxide 132, for example, 120 GPa and 70 GPa thick, respectively. An additional substantially thinner layer of tunnel oxide 210 is used. Alternatively, oxide layers 132 and 210 may be formed to have substantially the same thickness.

상대적으로 얇은 터널 산화물층을 사용하는 결과로서, 셀 (200)은 약 0.8 이상의 플로팅 게이트에 대한 n 웰의 커플링 비율을 제공한다. 또한, 플로팅 게이트 (134)에 대한 p+ 콘택트 영역 (122)의 위치로 인하여, 셀 (200)은 또한 약 0.05 이하의 아주 낮은 플로팅 게이트에 대한 커플링 비율의 p+ 접합 모서리를 제공한다.As a result of using a relatively thin tunnel oxide layer, cell 200 provides a coupling ratio of n wells to a floating gate of about 0.8 or greater. In addition, due to the position of the p + contact region 122 relative to the floating gate 134, the cell 200 also provides a p + junction edge of the coupling ratio for very low floating gates of about 0.05 or less.

동작에서, 셀 (200)은 p+ 콘택트 영역에 약 -6 내지 -7 볼트를 인가하고, p 형 재료 (112)를 접지함으로써 프로그램된다. 또한, 소스 및 드레인 영역 (114 및 116)의 양자는 접지되거나 플로팅된다.In operation, cell 200 is programmed by applying about −6 to −7 volts to the p + contact region and grounding p-type material 112. Also, both the source and drain regions 114 and 116 are grounded or floated.

그 결과로써, n 웰 (120)의 전위는 n 웰 (120)에 p 형 재료 (112)를 약간 정방향 바이어스하고, p+ 콘택트 접합에 n 웰을 역방향 바이어스하는 약 -0.5 볼트에 고정된다 (p+ 콘택트 영역 (122), n 웰 (120), 및 p 형 재료 (112)가 기생 양극 트랜지스터 (parasitic bipolar transistor)를 형성하여도 p 형 재료 (112)의 저농도 도핑으로 인하여 양극 작용은 미약하다). 또한, n 웰 (120)은 접지에 가까우며 플로팅 게이트에 대한 n 웰의 커플링 비율은 약 0.8 이기 때문에, 플로팅 게이트 (134)상에서의 전압은 또한 접지에 가깝다.As a result, the potential of n well 120 is fixed at about −0.5 volts which slightly biases p-type material 112 to n well 120 and reverse biases n well to the p + contact junction (p + contact Even if region 122, n well 120, and p-type material 112 form parasitic bipolar transistors, the anodic action is weak due to low concentration doping of p-type material 112). In addition, since n well 120 is close to ground and the coupling ratio of n well to floating gate is about 0.8, the voltage on floating gate 134 is also close to ground.

이러한 바이어스 조건하에서, 터널 산화물층 (210)에 걸친 수직 전기장은 공핍 영역이 p+ 콘택트 영역 (122) 및 PLDD 영역 (212)의 표면에 전위를 증가시키는 p+ 콘택트 영역 (122) 및 PLDD 영역 (212)에 형성되도록 한다.Under these bias conditions, the vertical electric field across the tunnel oxide layer 210 results in p + contact regions 122 and PLDD regions 212 where depletion regions increase the potential on the surfaces of p + contact regions 122 and PLDD regions 212. To form.

또한, 수직 전기장은 또한 전자의 밴드 대 밴드 터널링을 조정하기에 충분히 커서 p+ 영역 (122)의 표면상에서 축적되는 p+ 콘택트 영역 (122)에서 밸런스 밴드 (valence band)로부터 전도 밴드로 터널링하도록 한다. PLDD 영역 (212)에서 상당한 밴드 대 밴드 터널링이 발생하지 않더라도, 열 발생한 전자는 PLDD 영역 (212)의 표면상에 축적된다.In addition, the vertical electric field is also large enough to adjust the band-to-band tunneling of the electrons to allow tunneling from the balance band to the conduction band in the p + contact region 122 that accumulates on the surface of the p + region 122. Although significant band-to-band tunneling does not occur in the PLDD region 212, heat-generating electrons accumulate on the surface of the PLDD region 212.

밴드 대 밴드 전자는 공핍 영역에 걸친 측면 전기장이 밴드 대 밴드 고온 전자를 형성하는 이온화 충돌하도록 전자를 가속화하는 p+ 콘택트 접합에 대한 역방향 바이어스된 n 웰의 공핍 영역으로 드리프트한다.The band-to-band electrons drift into the depletion region of the n well reversed to the p + contact junction, which accelerates the electrons such that the lateral electric field across the depletion region forms ionization collisions forming band-to-band hot electrons.

또한, 공핍 영역에서 열 발생된 전자는 열 고온 전자를 형성하는 이온화 충돌을 가지도록 측면 전기장에 의해 가속화된다. 밴드 대 밴드 및 열 고온 전자는 다수의 고온 전자를 발생시키는 애벌런치 (avalanche) 공정을 개시한다. p+ 콘택트 영역 (122) 및 PLDD 영역 (212)에 대하여, 플로팅 게이트 (134)의 더 큰 양의 전위는 터널 산화물층 (210)을 관통하고 플로팅 게이트 (134)상에 축적되기 시작하는 고온 전자를 끌어당긴다.In addition, electrons generated in the depletion region are accelerated by the lateral electric field to have ionization collisions that form thermal high temperature electrons. Band-to-band and thermal high temperature electrons disclose an avalanche process that generates a number of high temperature electrons. For the p + contact region 122 and the PLDD region 212, the larger positive potential of the floating gate 134 penetrates the tunnel oxide layer 210 and begins to accumulate hot electrons that begin to accumulate on the floating gate 134. Pulls.

따라서, PLDD 영역 (212)을 형성하여 p+ 콘택트 영역 (122)의 표면이 PLDD 영역 (212) 및 n 웰 (120)의 표면 양자에 접함으로써, 밴드 대 밴드 및 열 고온 전자는 터널링이 가장 발생할 것 같은 제어 게이트 영역 (128)의 표면에 형성된다.Thus, by forming the PLDD region 212 so that the surface of the p + contact region 122 is in contact with both the surface of the PLDD region 212 and the n well 120, band-to-band and thermal high temperature electrons will most likely cause tunneling. The same is formed on the surface of the control gate region 128.

대체적으로, PLDD 영역 (212)은 형성되어 제어 게이트 영역 (128)에 근접한 p+ 콘택트 영역 (122)의 표면이 n 웰 (120)의 표면에 접하지 않는다. 하지만, 이 경우, PLDD에 연관된 n 웰에 대하여 낮은 측면 전기장 때문에, 낮은 주입 효율이 얻어진다. 또한, p+ 콘택트에서 PLDD 영역의 하부에 형성되는 n 웰 접합으로의 고온 전자는 PLDD 영역을 통과하여 터널 산화물층 (210)을 관통해야 한다.In general, the PLDD region 212 is formed such that the surface of the p + contact region 122 proximate the control gate region 128 does not contact the surface of the n well 120. However, in this case, because of the low lateral electric field for the n well associated with PLDD, low implantation efficiency is obtained. In addition, hot electrons from the p + contacts to the n well junction formed under the PLDD region must pass through the PLDD region and penetrate the tunnel oxide layer 210.

고온 전자의 형성에 추가하여, p+ 콘택트 영역 (122)의 표면에서의 밴드 대 밴드 전자 및 PLDD 영역 (212)의 표면에서의 열 발생된 전자는 또한 파울러-노드하임 터널링에 의하여 플로팅 게이트 (134)상에 주입된다.In addition to the formation of high temperature electrons, band-to-band electrons at the surface of the p + contact region 122 and heat generated electrons at the surface of the PLDD region 212 are also formed by the floating gate 134 by Fowler-Nordheim tunneling. Is injected into the phase.

예를 들어, -7 볼트가 p+ 콘택트 영역 (122)에 인가된 경우, 터널 산화물 (210)이 70 Å 두께라면, PLDD 영역 (212)상의 산화물층 (210)에 걸친 전기장은 약 10.0 MV/cm 이다. 약간 작은 전기장은 p+ 콘택트 영역 (122) 상에 형성된다. p+ 콘택트 영역 (122)에 인가된 전압을 증가시킴으로써, 또는 터널 산화물층 (210)의 두께를 감소시킴으로써 높은 산화물 필드가 얻어질 수 있다.For example, when -7 volts is applied to the p + contact region 122, if the tunnel oxide 210 is 70 kW thick, the electric field across the oxide layer 210 on the PLDD region 212 is about 10.0 MV / cm. to be. A slightly smaller electric field is formed on the p + contact region 122. A high oxide field can be obtained by increasing the voltage applied to the p + contact region 122, or by reducing the thickness of the tunnel oxide layer 210.

셀 (200)은 p+ 콘택트 영역 (122)에 약 5 볼트, 그리고 드레인 영역 (116)에 약 1 내지 2 볼트를 인가함으로써 판독된다. 또한 p 형 재료 (122) 및 소스 영역 (114)의 양자는 접지된다.The cell 200 is read by applying about 5 volts to the p + contact region 122 and about 1 to 2 volts to the drain region 116. In addition, both the p-type material 122 and the source region 114 are grounded.

양의 전압이 p+ 콘택트 영역 (122)에 인가된 경우, 양의 전위는 플로팅 게이트 (134)상에 유도된다. 구체적으로, p+ 콘택트 영역 (122)에 인가된 양의 전압은 플로팅 게이트 (134)의 전위와 연계하여, 제어 게이트 영역 (128)의 표면에서 전위를 감소하는 제어 게이트 영역 (128)의 표면에 공핍 영역을 형성하는 p+ 콘택트 영역 (122)에 인가된 전압으로 n 웰 (120)의 전위를 고정시킨다.When a positive voltage is applied to the p + contact region 122, a positive potential is induced on the floating gate 134. Specifically, the positive voltage applied to the p + contact region 122 is depleted to the surface of the control gate region 128, which decreases the potential at the surface of the control gate region 128, in conjunction with the potential of the floating gate 134. The potential of the n well 120 is fixed to the voltage applied to the p + contact region 122 forming the region.

p+ 콘택트 영역 (122)에 인가된 양의 전압은 정공을 제어 게이트 영역 (128)의 표면 영역으로 주입되도록 하는 표면에서 n 웰 접합으로 PLDD 영역을 미세하게 정방향 바이어스한다.The positive voltage applied to the p + contact region 122 slightly finely biases the PLDD region with an n well junction at the surface that causes holes to be injected into the surface region of the control gate region 128.

셀 (100)을 가지고, 주입된 정공은 신속하게 (picosecond 정도로) 터널 산화물층 (210)에 걸친 콘택트 영역 (122)에 인가된 모든 전압을 실질적으로 가하는 제어 게이트 영역 (128)의 표면에서 공핍 영역의 깊이를 감소시킨다. 따라서, 셀 (200)이 판독될 경우, PLDD 영역 (212)의 주요 기능은 정공의 소스이다.With the cell 100, the injected holes deplete at the surface of the control gate region 128 which rapidly applies (approximately picoseconds) substantially all the voltage applied to the contact region 122 across the tunnel oxide layer 210. Reduces the depth of the. Thus, when cell 200 is read, the main function of PLDD region 212 is the source of holes.

따라서, 판독 전압이 p+ 콘택트 영역 (122)에 인가된 경우, 셀 (200)이 프로그램되지 않은 경우, 드레인 영역 (116)으로부터 소스 영역 (114)으로 흐르는 채널 전류를 생성하기에 충분하거나, 셀 (200)이 프로그램된 경우, 채널 전류를 생성하기에 불충분한 전술한 작용에 의하여, 양의 전위는 플로팅 게이트 (134)상에 유도된다.Thus, when a read voltage is applied to the p + contact region 122, when the cell 200 is not programmed, it is sufficient to generate a channel current flowing from the drain region 116 to the source region 114, or When 200 is programmed, a positive potential is induced on floating gate 134 by the aforementioned action, which is insufficient to generate channel current.

셀 (200)의 논리 상태는 드레인 영역 (116)으로 흘러가는 전류의 크기를 기준 전류와 비교함으로써 결정된다. 하지만, 기생 양극 트랜지스터, 즉, 각각 에미터, 베이스, 및 콜렉터인 p+ 콘택트 영역 (122), n 웰 (120), 및 p 형 재료 (112)의 양극 작용으로 인한 p+ 콘택트 영역 (122)으로부터 p 형 재료 (112)로 흐르는 n 웰 영역에 대한 p+ 콘택트 영역에서의 셀 (200)에 보다 큰 누수 전류 (leakage current)가 있을 것이다.The logic state of the cell 200 is determined by comparing the magnitude of the current flowing into the drain region 116 with a reference current. However, p from p + contact regions 122 due to the anodic action of parasitic bipolar transistors, i.e., p + contact regions 122, n well 120, and p-type material 112, which are emitters, bases, and collectors, respectively, There will be a greater leakage current in the cell 200 in the p + contact region for the n well region flowing into the mold material 112.

따라서, 단일 폴리 EPROM 셀은 종래의 단일 폴리 EPROM 셀에서 필요하던 전압 약 절반 (크기 면에서)의 예를 들어 -6 내지 -7 볼트 대 +12 볼트 전압으로 프로그램될 수 있도록 공개되었다.Thus, a single poly EPROM cell has been published that can be programmed, for example, between -6 and -7 volts to +12 volts, of about half the voltage (in terms of size) required in conventional single poly EPROM cells.

모발명의 주요 장점중의 1개는 고온 전자 주입을 유도하는 밴드 대 밴드 터널링이 종전에 단일 폴리 EPROM 셀을 프로그램하는데 사용되는 채널 고온 전자 프로그래밍보다 적어도 100배 더 효율적이다.One of the main advantages of hair invention is that band-to-band tunneling leading to high temperature electron injection is at least 100 times more efficient than channel high temperature electronic programming previously used to program a single poly EPROM cell.

따라서, 저진폭 바이어스 전압 및 보다 효율적인 고온 전자 주입 작용의 조합에 의하여 저전력 소비는 모발명의 프로그램 중에 이루어진다. 또한, 종래의 단일 폴리 EPROM 셀에 사용된 n+ 콘택트를 제거함으로써, 실질적으로 작은 셀 레이 아웃 (cell layout)이 얻어진다.Thus, low power consumption is achieved during the program of the invention by the combination of low amplitude bias voltage and more efficient high temperature electron injection action. In addition, by removing the n + contacts used in conventional single poly EPROM cells, a substantially small cell layout is obtained.

도 3a 내지 3d 는 모발명의 제 1 대체예에 따른 단일 폴리 EPROM 셀 (300)을 도시하는 일련의 도면이다. 도 3a 는 셀 (300)의 평면도이며, 도 3b 는 도 3a의 라인 (3B-3B)을 따라 취한 종단면도이며, 도 3c 는 도면 3a의 라인 (3C-3C)을 따라 취한 종단면도이며, 그리고 도 3d 는 도 3a의 라인 (3D-3D)을 따라 취한 종단면도이다.3A-3D are a series of diagrams illustrating a single poly EPROM cell 300 according to the first alternative of hair name. FIG. 3A is a top view of the cell 300, FIG. 3B is a longitudinal sectional view taken along line 3B-3B of FIG. 3A, FIG. 3C is a longitudinal sectional view taken along line 3C-3C of FIG. 3A, and 3D is a longitudinal cross-sectional view taken along the line 3D-3D in FIG. 3A.

도 3a 내지 3d에 도시된 바와 같이, EPROM 셀 (300)은 구조적으로 도 2a 내지 c의 EPROM 셀 (200)과 유사하며, 그 결과로써 동일한 참조 번호를 사용하여 양 셀에 공통인 구조를 명시한다. EPROM 셀 (300)은 EPROM 셀 (300)이 NLDD 영역 (310)을 사용한다는 점에서 EPROM 셀 (200)과 주요하게 다르다.As shown in FIGS. 3A-3D, the EPROM cell 300 is structurally similar to the EPROM cell 200 of FIGS. 2A-C, with the same reference numbers designating a structure common to both cells as a result. . EPROM cell 300 differs principally from EPROM cell 200 in that EPROM cell 300 uses NLDD region 310.

NLDD 접합에 대한 p+ 콘택트의 공핍 영역에 걸쳐 존재하는 보다 큰 측면 전기장으로 인하여 NLDD 영역 (310)이 고온 전자의 형성을 향상시키는 것을 제외하면 셀 (300)의 동작은 셀 (200)의 동작과 동일하다. 보다 큰 측면 전기장의 결과로서, 셀 (300)은 셀 (200)보다 실질적으로 보다 많은 유도된 밴드 대 밴드 터널링 및 열 고온 전자를 생성한다.The operation of cell 300 is the same as that of cell 200 except that NLDD region 310 enhances the formation of high temperature electrons due to the larger lateral electric field present across the depletion region of the p + contact for the NLDD junction. Do. As a result of the larger lateral electric field, cell 300 generates substantially more induced band-to-band tunneling and thermal hot electrons than cell 200.

도 4a 내지 4c 는 모발명의 제 2 대체예에 따른 단일 폴리 EPROM 셀 (400)을 도시하는 일련의 도면이다. 도 4a 는 셀 (400)의 평면도이며, 도 4b 는 도 4a의 라인 (4B-4B)을 따라 취한 종단면도이며, 그리고 도 4c 는 도면 4a의 라인 (4C-4C)을 따라 취한 종단면도이다.4A-4C are a series of diagrams illustrating a single poly EPROM cell 400 according to a second alternative of hair name. 4A is a top view of the cell 400, FIG. 4B is a longitudinal cross-sectional view taken along line 4B-4B in FIG. 4A, and FIG. 4C is a longitudinal cross-sectional view taken along line 4C-4C in FIG. 4A.

도 4a 내지 4c에 도시된 바와 같이, EPROM 셀 (400)은 구조적으로 도 2a 내지 c의 EPROM 셀 (200)과 유사하며, 그 결과로써, 동일한 참조 번호를 사용하여 양 셀에 공통인 구조를 명시한다. EPROM 셀 (400)은 주로 EPROM 셀 (400)이 종래의 셀과 달리, p+ 콘택트 영역 (122)으로부터 간격을 두고 배치된 n+ 콘택트 영역 (410)을 사용한다는 점에서 EPROM 셀 (200)과 다르다. 따라서, 다른 바이어스하는 전압은 p+ 콘택트 영역 (122) 및 n+ 콘택트 영역 (410)에 개별적으로 인가될 수 있다.As shown in FIGS. 4A-4C, the EPROM cell 400 is structurally similar to the EPROM cell 200 of FIGS. 2A-C, as a result of which the same reference numerals are used to specify structures common to both cells. do. EPROM cell 400 differs from EPROM cell 200 primarily in that EPROM cell 400 uses n + contact regions 410 spaced from p + contact regions 122, unlike conventional cells. Thus, other biasing voltages may be applied separately to the p + contact region 122 and the n + contact region 410.

동작에서, 셀 (400)은 p+ 콘택트 영역 (122)에 약 -4 볼트를 인가하며, p 형 재료 (112)를 접지하며, n+ 콘택트 영역 (410)에 약 +4 볼트를 인가함으로써 프로그램된다. 또한, 소스 및 드레인 영역 (114 및 116) 양자는 접지되거나 플로팅된다.In operation, cell 400 is programmed by applying about −4 volts to p + contact region 122, grounding p-type material 112, and applying about +4 volts to n + contact region 410. In addition, both source and drain regions 114 and 116 are grounded or floated.

그 결과로서, n+ 콘택트 영역에 인가된 전압은 p 형 재료 (112)를 n 웰 (120) 접합에, n 웰 (120)을 p+ 콘택트 접합에 모두 역방향 바이어스하는 n 웰 (120)에 가해진다.As a result, the voltage applied to the n + contact region is applied to n well 120, which biases both p-type material 112 to n well 120 junction and n well 120 to p + contact junction.

또한, n 웰 (120)상의 전위는 약 +4 볼트이며, 플로팅 게이트에 대한 n 웰의 커플링 비율은 약 0.8이상이기 때문에, 플로팅 게이트 (134)상의 전위는 또한 +4 볼트에 근접한다. 따라서, p+ 콘택트 영역 (122)상에만 -6 내지 -7 볼트를 인가함으로써 셀 (200)에 형성되는 바와 같이, n+ 콘택트 영역 (410)에 +4 볼트를 가하고 p+ 콘택트 영역 (122)에 -4 볼트를 가함으로써 실질적으로 동일한 수직 전기장이 셀 (400)에 형성된다.In addition, since the potential on the n well 120 is about +4 volts, and the coupling ratio of the n well to the floating gate is about 0.8 or more, the potential on the floating gate 134 is also close to +4 volts. Thus, +4 volts are applied to the n + contact region 410 and -4 to the p + contact region 122 as formed in the cell 200 by applying -6 to -7 volts only on the p + contact region 122. By applying a bolt, substantially the same vertical electric field is formed in the cell 400.

따라서, 셀 (400)의 터널 산화물층 (210)에 걸친 수직 전기장은 p+ 콘택트 영역 (122) 및 PLDD 영역 (212)의 표면에 전위를 증가시키는 p+ 콘택트 영역 및 PLDD 영역 (212)에 공핍 영역이 형성되게 한다.Thus, the vertical electric field across the tunnel oxide layer 210 of the cell 400 is depleted in the p + contact region and the PLDD region 212, which increases the potential on the surfaces of the p + contact region 122 and the PLDD region 212. To form.

또한, 수직 전기장은 충분히 커서 셀 (400)의 p+ 콘택트 영역 (122)에서 전자의 밴드 대 밴드 터널링을 조정하여, p+ 영역 (122)의 표면상에 축적한다. 셀 (200)로서 열 발생된 전자가 PLDD 영역 (212)의 표면상에 축적되더라도 주요한 밴드 대 밴드 터널링은 PLDD 영역 (212)에서 발생하지 않는다.In addition, the vertical electric field is sufficiently large to adjust the band-to-band tunneling of electrons in the p + contact region 122 of the cell 400 and accumulate on the surface of the p + region 122. Although band-generated electrons are accumulated on the surface of the PLDD region 212, the major band-to-band tunneling does not occur in the PLDD region 212.

하지만, 셀 (400) 및 셀 (200) 사이의 1개의 주요한 차이는 양극 및 음극 양자를 가진 작은 바이어스 전압을 사용함으로써 p+ 콘택트 영역에 걸쳐서 n 웰 접합에 셀 (400)이 실질적으로 큰 역방향 바이어스를 제공한다는 것이다.One major difference between cell 400 and cell 200, however, is that by using a small bias voltage with both positive and negative electrodes, cell 400 has a substantially large reverse bias in the n well junction across the p + contact region. Is to provide.

따라서, 밴드 대 밴드 전자가 p+ 콘택트 접합으로 역방향 바이어스된 n 웰의 공핍 영역으로 드리프트하는 경우, 셀 (400)의 더욱 강력한 측면 전기장은 더 많은 밴드 대 밴드 고온 전자를 형성하는 더 많은 이온화 충돌을 가지도록 전자를 가속화한다.Thus, when band-to-band electrons drift into depletion regions of n wells reversely biased with p + contact junctions, the more powerful lateral electric field of cell 400 has more ionization collisions to form more band-to-band hot electrons. To accelerate the electrons.

또한, p+ 콘택트 접합에 역방향 바이어스된 n 웰의 공핍 영역에서 열 발생된 전자는 더 많은 열 고온 전자를 형성하는 더 많은 이온화 충돌을 가지도록 더욱 강력한 측면 전기장에 의하여 가속화된다. 밴드 대 밴드 터널링 및 열 고온 전자는 애벌런치 공정을 개시하여 보다 많은 고온 전자를 발생시킨다. 셀 (200)을 가지고, 플로팅 게이트 (134)의 양의 전위는 밴드 대 밴드 및 열 고온 전자를 끌어 당겨서 터널 산화물층 (210)을 관통하고 플로팅 게이트 (134)상에 축적을 시작한다.In addition, electrons generated in the depletion region of the n well reversely biased to the p + contact junction are accelerated by a more powerful lateral electric field to have more ionization collisions to form more thermal hot electrons. Band-to-band tunneling and thermal hot electrons initiate the avalanche process to generate more hot electrons. With cell 200, the positive potential of floating gate 134 attracts band-to-band and thermal hot electrons to penetrate tunnel oxide layer 210 and begin to accumulate on floating gate 134.

또한, 셀 (200)을 가지고 p+ 콘택트 영역 (122)의 표면에서의 밴드 대 밴드 전자와 PLDD 영역 (212)의 표면에서의 열 발생된 전자는 파울러-노드하임 터널링에 의하여 플로팅 게이트 (134)상에 주입된다.In addition, band-to-band electrons at the surface of the p + contact region 122 and heat generated electrons at the surface of the PLDD region 212 with the cell 200 are formed on the floating gate 134 by Fowler-Nordheim tunneling. Is injected into.

셀 (400)은 도 1a 내지 1c의 셀 (100)과 동일한 방법에 의하여 판독되거나, 또는 대체적으로 도 2a 내지 c의 셀 (200)이 판독되는 동일한 방법으로 판독될 수 있다. 따라서, 셀 (400)은 p+ 콘택트 영역 (122) 및 n+ 콘택트 영역 (410)에, 예를 들어 5 볼트의 동일한 전압을 가하거나, p+ 콘택트 영역 (1222)에, 예를 들어 5 볼트의 양의 전압을 가하고 (예를 들어, 1 볼트의 양의 전압을 드레인 영역 (116)에 인가하고, 소스 영역 (114)을 접지하는 동안) n+ 콘택트 영역 (122)을 플로팅함으로써 판독될 수 있다.Cell 400 may be read by the same method as cell 100 of FIGS. 1A-1C, or alternatively in the same way that cell 200 of FIGS. 2A-C is read. Thus, cell 400 applies the same voltage, for example 5 volts, to p + contact region 122 and n + contact region 410, or positively, for example, 5 volts to p + contact region 1222. It can be read by applying a voltage (eg, while applying a positive voltage of 1 volt to drain region 116 and grounding source region 114) and plotting n + contact region 122.

도 5a 내지 5d 는 모발명의 제 3 대체예에 따른 단일 폴리 EPROM 셀 (500)을 도시하는 일련의 도면이다. 도 5a 는 셀 (500)의 평면도이며, 도 5b 는 도 5a의 라인 (5B-5B)을 따라 취한 종단면도이며, 도 5c 는 도면 5a의 라인 (5C-5C)을 따라 취한 종단면도이며, 그리고 도 5d 는 도 5a의 라인 (5D-5D)을 따라 취한 종단면도이다.5A-5D are a series of diagrams illustrating a single poly EPROM cell 500 in accordance with a third alternative of hair name. FIG. 5A is a top view of cell 500, FIG. 5B is a longitudinal sectional view taken along line 5B-5B in FIG. 5A, FIG. 5C is a longitudinal sectional view taken along line 5C-5C in FIG. 5A, and FIG. 5D is a longitudinal cross-sectional view taken along the line 5D-5D in FIG. 5A.

도5a 내지 5d에 도시된 바와 같이, EPROM 셀 (400)은 구조적으로 도 4a 내지 4c의 EPROM 셀 (400)에 유사하며, 그 결과로써, 동일한 참조 번호를 사용하여 양 셀에 공통인 구조를 명시한다. EPROM 셀 (500)은 EPROM 셀 (500)이 NLDD 영역 (510)을 사용한다는 점에서 EPROM 셀 (400)과 주로 다르다.As shown in FIGS. 5A-5D, the EPROM cell 400 is structurally similar to the EPROM cell 400 of FIGS. 4A-4C, as a result of which the same reference numerals are used to specify structures common to both cells. do. EPROM cell 500 differs primarily from EPROM cell 400 in that EPROM cell 500 uses NLDD region 510.

NLDD 및 혼합 신호 회로에 대한 p+ 콘택트의 공핍 영역에 걸쳐 존재하는 측면 전기장을 증가시킴으로써 NLDD 영역 (510)이 고온 전자의 형성을 향상시키는 것을 제외하면 셀 (500)의 동작은 셀 (400)의 동작과 동일하다.The operation of cell 500 is the operation of cell 400 except that NLDD region 510 enhances the formation of high temperature electrons by increasing the lateral electric field present across the depletion region of p + contacts for NLDD and mixed signal circuits. Is the same as

최근에, CMOS 혼합혼합 신호신호 회로의 경향은 3중 웰 (triple-well) 구조에 의하여 제공되는 보다 높은 노이즈 분리로 인한 3중 웰 구조를 사용하도록 하는 것이다.Recently, the trend of CMOS mixed mixed signal signal circuits has been to use triple well structures due to the higher noise separation provided by triple-well structures.

도 6a 내지 6d 는 본 발명에 따른 단일 폴리 EEPROM 셀 (600)을 도시하는을 도시하는이다. 도 6a 는 셀 (600)의 평면도이며, 도 6b 는 도 6a의 라인 (6B-6B)을 따라 취한 종단면도이며, 도 6c 는 도면 6a의 라인 (6C-6C)을 따라 취한 종단면도이며, 그리고 도 6d 는 도 6a의 라인 (6D-6D)을 따라 취한 종단면도이다.6A-6D are diagrams illustrating a single poly EEPROM cell 600 in accordance with the present invention. FIG. 6A is a top view of the cell 600, FIG. 6B is a longitudinal sectional view taken along line 6B-6B in FIG. 6A, FIG. 6C is a longitudinal sectional view taken along line 6C-6C in FIG. 6A, and FIG. 6D is a longitudinal cross-sectional view taken along the line 6D-6D in FIG. 6A.

도 6a 내지 6d에 도시된 바와 같이, EEPROM 셀 (600)은 구조적으로 도 4a 내지 c의 EPROM 셀 (400)과 유사하며, 그 결과로써, 동일한 참조 번호를 사용하여 양 셀에 공통인 구조를 명시한다.As shown in FIGS. 6A-6D, the EEPROM cell 600 is structurally similar to the EPROM cell 400 of FIGS. 4A-C, as a result of which the same reference numerals are used to specify structures common to both cells. do.

EEPROM 셀 (600)은 주로 EPROM 셀 (600)이 즉, n 웰 (120) 대신에 얕은 n 베이스 영역 (610)이 사용되며; n 베이스 영역 (610), 소스 영역 (114), 및 드레인 영역 (116)이 p 기판 (112)에 직접보다는 p 웰 (612)에 형성되며; p 웰 (612)은 깊은 n 웰 (614)에 형성되며; 그리고 n 웰 (614)은 p 기판 (112)에 형성되는 3중 웰 구조에 형성된 것을 사용한다는 점에서 EPROM 셀 (400)과 다르다.The EEPROM cell 600 mainly uses the EPROM cell 600, that is, the shallow n base region 610 instead of the n well 120; n base region 610, source region 114, and drain region 116 are formed in p well 612 rather than directly in p substrate 112; p well 612 is formed in deep n well 614; And the n well 614 is different from the EPROM cell 400 in that it uses what is formed in the triple well structure formed in the p substrate 112.

또한, NLDD 영역 (310)은 p+ 콘택트 영역 (122)에 인접하여 형성된다 (NLDD 영역 (310)은 보다 효율적인 고온 전자 생성 및 주입을 위한 전기장을 향상시킨다). 또한, PLDD 영역 (212)은 도 7에 도시된 바와 같이 NLDD 영역 (310) 대신에 또는 대체적으로 NLDD 영역 (310)으로 사용될 수 있다.In addition, NLDD region 310 is formed adjacent to p + contact region 122 (NLDD region 310 enhances the electric field for more efficient hot electron generation and injection). In addition, the PLDD region 212 may be used as the NLDD region 310 instead of or in place of the NLDD region 310 as shown in FIG. 7.

본 발명의 일 장점은 셀 (600)이 n 베이스 (610)를 형성하는데 종래의 3중 웰 CMOS 공정에 필요한 것 보다 1개의 추가적인 임플랜트 마스크를 사용함으로써 제작된다는 것이다. 그 결과로서, n 베이스 (610)에 대한 도핑 집중은 개별적으로 설정될 수 있다 (셀 (200, 300, 400 및 500)에서 n 웰 (120)의 도핑 집중은 추가적인 임플랜트 마스크를 사용하여 개별적으로 설정될 수 있다).One advantage of the present invention is that cell 600 is fabricated by using one additional implant mask to form the n base 610 than is required for conventional triple well CMOS processes. As a result, the doping concentration for n base 610 can be set individually (the doping concentration of n well 120 in cells 200, 300, 400, and 500 can be set individually using additional implant masks). Can be).

대체적으로, 셀 (600)이 혼합 신호 회로에서 사용되면, 동일한 n 베이스 임플랜트 마스크가 사용되어 수직 pnp 양극성 장치를 형성한다. 따라서, 수직 pnp 양극성 장치를 사용하는 혼합 신호 회로에서, 셀 (600)은 추가적인 제조 단계 없이 형성될 수 있다 (혼합 신호 회로만으로도, n 베이스 (610)에 대한 도핑 집중은 추가적인 임플랜트 마스크의 사용으로 독립적으로 설정될 수 있다).In general, if cell 600 is used in a mixed signal circuit, the same n base implant mask is used to form a vertical pnp bipolar device. Thus, in mixed signal circuits using vertical pnp bipolar devices, cells 600 can be formed without additional fabrication steps (with mixed signal circuits alone, doping concentration on n base 610 is independent with the use of additional implant masks). Can be set).

동작에서, 셀 (600)은 p+ 콘택트 영역 (122)에 음의 전원 전압 -Vcc를 인가하고; p 기판 (112), 소스 영역 (114), 드레인 영역 (116) 및 p 웰 (612)을 접지하고; n+ 콘택트 영역 (410) 및 깊은 n 웰 (614)에 양의 전원 전압 Vcc를 인가함으로써 프로그램된다. 소스 및 드레인 영역 (114 및 116)은 대체적으로 플로팅될 수 있다.In operation, cell 600 applies a negative supply voltage -Vcc to p + contact region 122; ground the p substrate 112, the source region 114, the drain region 116 and the p well 612; It is programmed by applying a positive supply voltage Vcc to the n + contact region 410 and the deep n well 614. Source and drain regions 114 and 116 may be generally floated.

n+ 콘택트 영역 (410)에 인가된 전압은 n 베이스 접합에 대한 p 웰 및 p+ 콘택트 접합에 대한 n 베이스 양자를 역방향 바이어스하는 n 베이스 (610)상에 가해진다. 따라서, 셀 (400 및 500)을 가지고, 셀 (600)은 또한 셀 (200 및 300)의 기생 양극 트랜지스터를 제거한다.The voltage applied to the n + contact region 410 is applied on n base 610 which reverse biases both the p well for the n base junction and the n base for the p + contact junction. Thus, with cells 400 and 500, cell 600 also eliminates parasitic bipolar transistors of cells 200 and 300.

또한, n 베이스 (610)에 대한 전위는 양의 전원 전압 (Vcc)과 동일하며 플로팅 게이트에 대한 n 베이스의 커플링 비율은 약 0.8이다. 그 결과로써, 플로팅 게이트 (134)에 대한 전위는 약 0.8Vcc이다. 따라서, 실질적으로 동일한 수직 전기장은 셀 (400 및 500)에 의하여 형성되는 바와 같이 셀 (600)에 형성된다.Also, the potential for n base 610 is equal to the positive supply voltage Vcc and the coupling ratio of n base to floating gate is about 0.8. As a result, the potential for the floating gate 134 is about 0.8 Vcc. Thus, substantially the same vertical electric field is formed in cell 600 as formed by cells 400 and 500.

그 결과로써, 셀 (600)의 터널 산화물층 (210)에 걸친 수직 전기장은 또한 공핍 영역이 p+ 콘택트 영역 (122)의 표면에 형성되도록 하여 p+ 콘택트 영역 (122)에 전위를 증가시킨다.As a result, the vertical electric field across the tunnel oxide layer 210 of the cell 600 also causes a depletion region to form on the surface of the p + contact region 122, increasing the potential at the p + contact region 122.

또한, 수직 전기장은 전자의 밴드 대 밴드 터널링을 조정하기에 충분히 커서 p+ 콘택트 영역 (122)이 p+ 영역 (122)의 표면상에서 축적한다.In addition, the vertical electric field is large enough to adjust the band-to-band tunneling of the electrons so that the p + contact region 122 accumulates on the surface of the p + region 122.

따라서, 밴드 대 밴드 전자가 p+ 콘택트 접합에 역방향 바이어스된 NLDD의 공핍 영역으로 드리프트하는 경우, 접합에 걸친 강한 측면 전기장은 밴드 대 밴드 고온 전자를 형성하는 이온화 충돌을 가지도록 전자를 가속화한다.Thus, when band-to-band electrons drift into the depletion region of the NLDD reverse biased to the p + contact junction, the strong lateral electric field across the junction accelerates the electrons to have ionization collisions to form band-to-band hot electrons.

또한, p+ 콘택트 접합에 대하여 (n 베이스를 통하여) 역방향 바이어스된 NLDD의 공핍 영역에서 열 발생된 전자는 열 고온 전자를 형성하는 이온화 충돌을 가지도록 접합에 걸친 강한 측면 전기장에 의해 가속화된다. 밴드 대 밴드 및 열 고온 전자의 양자는 애벌런치 (avalanche) 공정을 개시하여 다수의 고온 전자를 발생시킨다. 셀 (400 및 500)을 가지고, 플로팅 게이트 (134)의 양 전위는 고온 전자를 끌어당겨서 터널 산화물층 (210)을 관통하며 플로팅 게이트 (134)상에 축적을 시작한다.In addition, electrons generated in the depletion region of the NLDD reverse biased (via the n base) relative to the p + contact junction are accelerated by the strong side electric field across the junction to have ionization collisions to form thermal high temperature electrons. Both band-to-band and thermal hot electrons initiate an avalanche process to generate a large number of hot electrons. With cells 400 and 500, both potentials of floating gate 134 attract hot electrons to penetrate tunnel oxide layer 210 and begin to accumulate on floating gate 134.

또한, 셀 (400 및 500)을 가지고, p+ 콘택트 영역 (122)의 표면에서 밴드 대 밴드 전자 및 NLDD 영역 (310)의 표면에서의 열 발생된 전자는 또한 파울러-노드하임 터널링에 의하여 플로팅 게이트 (134)상에 주입된다.In addition, with cells 400 and 500, the band-to-band electrons at the surface of p + contact region 122 and the heat generated electrons at the surface of NLDD region 310 are also transferred to the floating gate (Fowler-Nordheim tunneling). 134).

NOR 배열에 형성될 경우, 프로그램 동작은 1열의 셀 또는 1열에서 선택된 셀에서 실시될 수 있다. 예를 들어, 복수의 셀 (600)이 1행의 p+ 콘택트 영역 내에서 각 p+ 콘택트 영역 (122)이 전기적으로 함께 접속되어 있는 NOR 배열에 배열되고, 1열의 n+ 콘택트 영역에서 각 n+ 콘택트 영역 (410)은 전기적으로 함께 접속되며, 1행의 드레인 영역에서 각 드레인 영역 (116)은 전기적으로 함께 접속되는 경우, 1행의 소스 영역에서 각 소스 영역 (116)은 전기적으로 함께 접속되는 경우, 1열의 셀에서 선택된 셀 (600)은 n+ 콘택트 영역에 +Vcc를 인가하고, 열에서 소스 영역을 접지시키거나; p+ 콘택트 영역에 -Vcc를 인가하고, 프로그램될 열에서 셀의 행에 해당하는 드레인 영역을 접지시키고, p 웰 (612)을 접지시킴으로써 동시에 프로그램된다 (접지와 +Vcc는 항상 기판 (112) 및 깊은 n 웰 (614)에 각각 인가된다). 배열의 선택되지 않은 열은 n+ 콘택트 영역에 인가된 접지를 가진다. 그 결과로서, 프로그램 방해는 무시될 수 있다.When formed in the NOR array, the program operation can be performed in cells in one column or cells selected in one column. For example, a plurality of cells 600 are arranged in a NOR array in which each p + contact region 122 is electrically connected together in a row of p + contact regions, and each n + contact region (in a row of n + contact regions) 410 are electrically connected together, where each drain region 116 is electrically connected together in one row of drain regions, and when each source region 116 is electrically connected together in one row of source regions, 1 Cell 600 selected in the cell of the column applies + Vcc to the n + contact region and grounds the source region in the column; It is programmed simultaneously by applying -Vcc to the p + contact region, grounding the drain region corresponding to the row of cells in the column to be programmed, and grounding the p well 612 (ground and + Vcc are always at the substrate 112 and deep). n well 614, respectively). Unselected columns of the array have a ground applied to the n + contact region. As a result, program disturb can be ignored.

셀 (600)은 드레인 영역 (116)에 (0.35 마이크론 공정 장치에서) 약 0.5 볼트를 인가하고; 기판 (112), 소스 영역 (114), p 웰 (612)을 접지하고; 그리고 전원 공급 전원 +Vcc를 깊은 n 웰 (614)에 인가함으로써 판독된다. 또한, 전원 공급 전압 +Vcc는 1) 종래 기술의 셀 (100)과 같이 p+ 및 n+ 콘택트 영역 (122 및 410) 양자 중 1개 또는, 2) 셀 (400)과 같이 플로팅되는 p+ 콘택트 영역 (122) (n+ 콘택트 영역 (410))에 인가된다.Cell 600 applies about 0.5 volts (in a 0.35 micron process apparatus) to drain region 116; Ground the substrate 112, the source region 114, the p well 612; Then, it is read by applying the power supply power supply + Vcc to the deep n well 614. In addition, the power supply voltage + Vcc is 1) either of the p + and n + contact regions 122 and 410, such as the cell 100 of the prior art, or 2) the p + contact region 122, which floats like the cell 400. (n + contact region 410).

또한, 예를 들어, 약 1x1019내지 1x1020원자/cm3으로 n 웰 (120)을 형성하기 위하여 사용되는 것에 걸쳐 n 베이스 (610)의 도핑 집중이 증가되면, 드레인 영역 (116)에 약 0.5 볼트를 인가하고; 기판 (112), 소스 영역 (114), p 웰 (614)을 접지하고; 깊은 n 웰 (614)에 전원 공급 전압 +Vcc를 인가하고; 그리고 p+ 콘택트 영역 (122)을 플로팅하는 동안; 셀 (600)은 또한 전원 공급 전압 +Vcc을 n+ 콘택트 영역 (410)에만 입력함으로써 판독될 수 있다 (대체적으로, 보론이 임플랜트되어 CMOS 트랜지스터의 임계 전압을 설정하는 경우, n 베이스 (610)가 마스크되면, 낮은 도핑 집중이 사용될 수도 있다).In addition, if the doping concentration of n base 610 is increased over that used to form n well 120 at, for example, about 1 × 10 19 to 1 × 10 20 atoms / cm 3 , about 0.5 to drain region 116. Applying a bolt; Ground the substrate 112, the source region 114, the p well 614; Applying a power supply voltage + Vcc to deep n well 614; And while plotting p + contact region 122; The cell 600 can also be read by inputting the power supply voltage + Vcc only to the n + contact region 410 (in general, when the boron is implanted to set the threshold voltage of the CMOS transistor, the n base 610 is masked). Low doping concentration may be used).

n 베이스 (610)의 표면에 도핑 집중이 높은 경우, 판독 전압이 n+ 콘택트 영역 (410)에만 인가되는 경우, 미세하게 공핍되거나, 또는 표면은 지속적으로 전자를 가지기만 한다. 그 결과로써, 커플링 비율은 높게 유지된다.When the doping concentration is high on the surface of the n base 610, when the read voltage is applied only to the n + contact region 410, it is finely depleted, or the surface only has electrons continuously. As a result, the coupling ratio is kept high.

하지만, n 베이스 (610)의 표면상에 불순물 집중이 감소하면서, n+ 콘택트 영역 (410)에만 인가되는 판독 전압은 공핍 영역이 증가되도록 하며 셀 (100)에 대하여 설명한 바와 같이 결국에는 반전한다. 그 결과로써, n 베이스 (610)의 표면상에서 감소하는 불순물의 집중은 커플링 비율의 감소를 야기한다.However, as the concentration of impurities on the surface of n base 610 decreases, the read voltage applied only to n + contact region 410 causes the depletion region to increase and eventually reverses as described for cell 100. As a result, the concentration of reducing impurities on the surface of the n base 610 causes a reduction in the coupling ratio.

앞서 설명한 바와 같이, NOR 배열에서 형성될 경우 셀의 선택된 열에서 셀 (600)의 각각은 +Vcc를 (높은 표면 불순물 집중이 존재하는 경우) 1) 선택된 열의 셀의 각 셀의 p+ 및 n+ 콘택트 영역 (122 및 410)의 양자에 인가하거나, 2) p+ 콘택트 영역 (122)에 인가하거나, 3) n+ 콘택트 영역에 인가함으로써 동시에 판독된다.As previously described, each of the cells 600 in the selected column of cells, when formed in a NOR array, has + Vcc (if high surface impurity concentrations are present). 1) p + and n + contact regions of each cell of the cells in the selected column. It is read simultaneously by applying to both of 122 and 410, 2) to the p + contact region 122, or 3) to the n + contact region.

또한, 접지는 셀의 선택된 열에서 각 셀의 소스 영역 (114)에 인가되며; 접지는 선택된 열의 각 행에서 p+ 콘택트 영역의 각각에 인가되며, +0.5V는 드레인 영역 (116)의 각각에 인가되며; 접지는 p 웰 (612)에 인가된다.In addition, ground is applied to the source region 114 of each cell in the selected column of cells; Ground is applied to each of the p + contact regions in each row of the selected column, and + 0.5V is applied to each of the drain regions 116; Ground is applied to the p well 612.

배열의 선택되지 않은 열은 선택된 면에서 Vcc가 p+ 및 n+ 콘택트 영역 (122 및 410)의 양자에 인가되는 경우, n+ 콘택트 영역 (410) 및 소스 영역 (114)의 양자를 플로팅시키고, 선택된 열에서 Vcc가 p+ 콘택트 영역 (122)에만 인가되는 경우, 소스 영역 (114)을 플로팅시키고, 선택된 열에서 Vcc가 n+ 콘택트 영역 (410)에만 인가되는 경우, n+ 콘택트 영역 (410) 및 소스 영역 (114)에 접지를 인가시킨다.The unselected column of the array plots both n + contact region 410 and source region 114 when Vcc is applied to both p + and n + contact regions 122 and 410 on the selected face, and in the selected column If Vcc is applied only to the p + contact region 122, the source region 114 is plotted, and if Vcc is applied only to the n + contact region 410 in the selected column, then n + contact region 410 and the source region 114 Apply ground to the

본 발명에 따르면, 셀 (600)은 -Vcc를 p+ 콘택트 영역 (122), n 베이스 (610) (n+ 콘택트 영역 (410)을 통하여), 및 p 웰 (612)에 인가하며; +Vcc를 깊은 n 웰 (614)에 인가하며; 기판 (112)을 접지하며; 드레인 영역 (116)을 접지 또는 플로팅시키거나; 그리고 +Vcc 이상의 양의 소스 전압을 소스 (114)로부터 플로팅 게이트 (134)에 파울러-노드하임 터널링을 유도하기에 충분한 소스 영역 (114)에 인가함으로써 에지 파울러-노드하임 터널링에 의하여 소거된다.According to the present invention, cell 600 applies -Vcc to p + contact region 122, n base 610 (via n + contact region 410), and p well 612; + Vcc is applied to deep n well 614; Ground the substrate 112; Ground or float drain region 116; And a positive source voltage of + Vcc or greater is erased by edge Fowler-Nordheim tunneling by applying from source 114 to source region 114 sufficient to induce Fowler-Nordheim tunneling from floating gate 134.

그 결과로써, 플로팅 게이트 (134)상의 전위가 -Vcc에 근접한 동안, 전체 n 베이스 및 p 웰은 약 -3.3V에 바이어스된다. (n 베이스 (610) 및 p 웰 (612)로부터 결합된 커플링을 고려하면, 약 -3.3V가 플로팅 게이트 상에 존재할 것이다. 플로팅 게이트상의 총 전자를 고려하는 것이 이 전압을 -Vcc보다 낮은 전압으로 낮춘다.) 따라서, 다른 소거 바이어스 전압에 추가하여 전하를 분출하는 +Vcc 이상의 양의 전압은 소스 영역 (114)에 인가되어 0.35 마이크론 공정 장치에서 에지 파울러-노드하임 터널링을 유도해야 한다.As a result, while the potential on the floating gate 134 is close to -Vcc, the entire n base and p wells are biased at about -3.3V. (Considering the coupled coupling from n base 610 and p well 612, about -3.3 V will be present on the floating gate. Considering the total electrons on the floating gate, this voltage is lower than -Vcc.) Therefore, a positive voltage of + Vcc or more, which ejects charge in addition to other erase bias voltages, must be applied to the source region 114 to induce edge Fowler-Nordheim tunneling in a 0.35 micron process device.

예를 들어, 셀 (600)이 0.35 마이크론 포토리소그라피 공정으로 제조되면 3.3볼트의 Vcc 전압 및 약 +4볼트의 소스 전압을 사용할 경우 약 7볼트 이상의 전체 전압이 파울러-노드하임 터널링을 유도하기에 충분한 게이트 산화물층 (130)에 걸쳐 인가된다.For example, if cell 600 is fabricated with a 0.35 micron photolithography process, a full voltage of at least about 7 volts is sufficient to induce Fowler-Nordheim tunneling using a Vcc voltage of 3.3 volts and a source voltage of about +4 volts. Is applied over the gate oxide layer 130.

전술한 바와 같이, 게이트 산화물층 (130)은 제어 게이트 산화물층 (210)보다 두껍다 (층 (210)에 대한 약 55 Å 두께에 비교하여 층 (130)에 대한 약 70 Å). 더 두꺼운 게이트 산화물층 (130)은 (더 두꺼운 산화물로 인한) 플로팅 게이트로부터 소스 에지에 더 작은 터널링 전류 (소거 중에)뿐만 아니라, n 베이스로부터 플로팅 게이트에 더 큰 커플링 비율과 소스로부터 플로팅 게이트에 더 작은 커플링 비율을 발생시킨다.As described above, the gate oxide layer 130 is thicker than the control gate oxide layer 210 (about 70 GPa for layer 130 as compared to about 55 GPa thick for layer 210). Thicker gate oxide layer 130 not only has a smaller tunneling current from the floating gate (due to the thicker oxide) to the source edge (during erasure), but also a larger coupling ratio from the n base to the floating gate and from the source to the floating gate. Produces a smaller coupling ratio.

또한, 소스 접합에 걸친 전체 전압 강하는 약 -2Vcc이며, 절연파괴 (breakdown) 전압보다 낮아서 고온 캐리어 발생을 최소화시켜야 한다. 따라서, LDD 구조 (618)는 소스에 인접하여 사용된다.In addition, the total voltage drop across the source junction is about -2 Vcc and lower than the breakdown voltage to minimize hot carrier generation. Thus, LDD structure 618 is used adjacent to the source.

NOR 배열에 형성될 경우, 전술한 바와 같이, 소거 동작은 전체 배열, 1 블록의 셀, 또는 배열의 선택된 열 상에서 실시된다. 전체 배열보다 적게 소거할 경우, 선택되지 않는 열에서 셀의 p+ 및 n+ 콘택트 영역 (122 및 410)은 접지된다.When formed in a NOR array, as described above, the erase operation is performed on the entire array, one block of cells, or a selected column of the array. If less than the entire array is erased, the p + and n + contact regions 122 and 410 of the cell are grounded in the unselected column.

본원에서 기술한 발명의 실시예에 대한 다양한 다른 실시예는 본 발명을 실시하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 바이어스 전압이 비례하여 축소되어, 동일하게 0.25 및 0.18 마이크론 포토리소그라피 공정에 적용된다.Various other embodiments of the embodiments of the invention described herein can be used to practice the invention. For example, the present invention applies the same proportional to 0.25 and 0.18 micron photolithography processes where the bias voltage is scaled down.

따라서, 다음의 청구항은 본 발명의 범위를 정의하며, 그러므로 이들 청구항의 범위내의 구조 및 그 동등한 것도 보호된다.Accordingly, the following claims define the scope of the present invention, and therefore, structures within the scope of these claims and their equivalents are also protected.

본 발명은 고온 전자 주입을 유도하는 밴드 대 밴드 터널링이 종전에 단일 폴리 EPROM 셀을 프로그램하는데 사용되는 채널 고온 전자 프로그래밍보다 적어도 100배 더 효율적이며, 또한 셀 (600)이 n 베이스 (610)를 형성하는데 종래의 3중 웰 CMOS 공정에 필요한 것 보다 필요한 임플랜트 마스크를 단지 1개만 추가하여 제작며, 또한 셀 (600)이 n 베이스 (610)를 형성하는데 종래의 3중 웰 CMOS 공정에 필요한 것 보다 필요한 임플랜트 마스크를 단지 1개만 추가하여 제작한다. 따라서 저전압 환경에서 프로그램 및 소거의 양자 모두 가능한 단일 폴리 EEPROM을 제공할 수 있다.The present invention provides that band-to-band tunneling to induce hot electron injection is at least 100 times more efficient than channel hot electron programming previously used to program a single poly EPROM cell, and cell 600 forms an n base 610. Only one implant mask is needed, which is more than is needed for a conventional three well CMOS process, and the cell 600 is required to form an n base 610 than is needed for a conventional three well CMOS process. Create only one implant mask. Thus, it is possible to provide a single poly EEPROM capable of both program and erase in low voltage environments.

Claims (6)

제 1 도전형의 반도체 재료에 형성된 메모리 셀에 있어서,A memory cell formed of a semiconductor material of a first conductivity type, 상기 반도체 재료내에 형성된 제 2 도전형의 제 1 웰;A first well of a second conductivity type formed in said semiconductor material; 상기 제 1 웰내에 형성된 제 1 도전형의 제 2 웰;A second well of a first conductivity type formed in said first well; 상기 제 2 웰내에 형성된 제 2 도전형의 소스 영역;A source region of a second conductivity type formed in said second well; 상기 제 2 웰내에 형성된 제 2 도전형의 드레인 영역;A drain region of a second conductivity type formed in said second well; 상기 소스 및 드레인 영역 사이에 정의된 채널 영역;A channel region defined between the source and drain regions; 표면을 가지며, 상기 제 2 웰내에 형성된 제 2 도전형의 베이스 영역;A base region of a second conductivity type having a surface and formed in said second well; 상기 제 2 웰내에 형성되어 상기 베이스 영역으로부터 상기 소스 영역, 상기 드레인 영역, 및 상기 채널 영역을 분리하는 분리 영역;A separation region formed in the second well to separate the source region, the drain region, and the channel region from the base region; 표면을 가지며, 상기 베이스 영역내에 형성된 제 1 도전형의 제 1 콘택트 영역;A first contact region of a first conductivity type having a surface and formed in said base region; 상기 제 1 콘택트 영역으로부터 간격을 두고 배치되며, 상기 베이스 영역내에 형성된 제 2 도전형의 제 2 콘택트 영역;A second contact region of a second conductivity type disposed in the base region and spaced apart from the first contact region; 상기 제 1 콘택트 영역의 표면이 상기 베이스 영역의 표면 및 저농도로 도핑된 영역의 표면과 인접하도록 상기 제 1 콘택트 영역에 인접하여 형성된 제 2 도전형의 저농도로 도핑된 영역;A lightly doped region of a second conductivity type formed adjacent to the first contact region such that the surface of the first contact region is adjacent to the surface of the base region and the surface of the lightly doped region; 상기 저농도로 도핑된 영역과 상기 분리 영역 사이에 정의된 제어 게이트 영역;A control gate region defined between the lightly doped region and the isolation region; 두께를 가지며, 상기 채널 영역 상에 형성된 게이트 산화물층;A gate oxide layer having a thickness and formed on the channel region; 두께를 가지며, 상기 제어 게이트 영역 상에 형성된 터널 산화물층; 및A tunnel oxide layer having a thickness and formed on the control gate region; And 상기 게이트 산화물층, 상기 터널 산화물층 및 상기 분리 영역의 일부 상에 형성된 플로팅 게이트를 구비하는 것을 특징으로 하는 메모리 셀.And a floating gate formed on the gate oxide layer, the tunnel oxide layer, and a part of the isolation region. 제 1 도전형 반도체 재료에 형성된 메모리 셀을 프로그래밍하는 방법에 있어서,A method of programming a memory cell formed in a first conductivity type semiconductor material, the method comprising: 상기 반도체 재료내에 형성된 제 2 도전형의 제 1 웰;A first well of a second conductivity type formed in said semiconductor material; 상기 제 1 웰내에 형성된 제 1 도전형의 제 2 웰;A second well of a first conductivity type formed in said first well; 상기 제 2 웰내에 형성된 제 2 도전형의 소스 영역;A source region of a second conductivity type formed in said second well; 상기 제 2 웰내에 형성된 제 2 도전형의 드레인 영역;A drain region of a second conductivity type formed in said second well; 상기 소스 및 드레인 영역 사이에 정의된 채널 영역;A channel region defined between the source and drain regions; 표면을 가지며, 상기 제 2 웰내에 형성된 제 2 도전형의 베이스 영역;A base region of a second conductivity type having a surface and formed in said second well; 상기 제 2 웰내에 형성되어 상기 베이스 영역으로부터 상기 소스 영역, 상기 드레인 영역, 및 상기 채널 영역을 분리하는 분리 영역;A separation region formed in the second well to separate the source region, the drain region, and the channel region from the base region; 표면을 가지며, 상기 베이스 영역내에 형성된 제 1 도전형의 제 1 콘택트 영역;A first contact region of a first conductivity type having a surface and formed in said base region; 상기 제 1 콘택트 영역으로부터 간격을 두고 배치되며, 상기 베이스 영역내에 형성된 제 2 도전형의 제 2 콘택트 영역;A second contact region of a second conductivity type disposed in the base region and spaced apart from the first contact region; 상기 제 1 콘택트 영역의 표면이 상기 베이스 영역의 표면 및 저농도로 도핑된 영역의 표면과 인접하도록 상기 제 1 콘택트 영역에 인접하여 형성된 제 2 도전형의 저농도로 도핑된 영역;A lightly doped region of a second conductivity type formed adjacent to the first contact region such that the surface of the first contact region is adjacent to the surface of the base region and the surface of the lightly doped region; 상기 저농도로 도핑된 영역과 상기 분리 영역 사이에 정의된 제어 게이트 영역;A control gate region defined between the lightly doped region and the isolation region; 상기 채널 영역 상에 형성된 게이트 산화물층;A gate oxide layer formed on the channel region; 상기 제어 게이트 영역 상에 형성된 터널 산화물층; 및A tunnel oxide layer formed on the control gate region; And 상기 게이트 산화물층, 상기 터널 산화물층 및 상기 분리 영역의 일부 상에 형성된 플로팅 게이트를 구비하는 메모리 셀의 프로그래밍 바이어스 전압을 인가하는 방법은,A method of applying a programming bias voltage of a memory cell having the gate oxide layer, the tunnel oxide layer, and a floating gate formed on a portion of the isolation region may include: 상기 제 1 콘택트 영역에 음의 값인 제 1 전압을 인가하는 단계;Applying a first voltage having a negative value to the first contact region; 상기 제 2 콘택트 영역에 상기 제 1 전압보다 큰 제 2 전압을 인가하는 단계; 및Applying a second voltage greater than the first voltage to the second contact region; And 상기 제 2 셀을 접지하는 단계를 구비하며,Grounding the second cell; 상기 프로그래밍 바이어스 전압은 상기 베이스 영역에서 다수 캐리어로서 정의되는 전하 캐리어가 상기 플로팅 게이트 상에 축적되도록 하는 것을 특징으로 하는 메모리 셀을 프로그래밍 하는 방법.The programming bias voltage causes charge carriers, defined as majority carriers in the base region, to accumulate on the floating gate. 제 1 도전형 반도체 재료에 형성된 메모리 셀을 소거하는 방법에 있어서,A method for erasing memory cells formed in a first conductivity type semiconductor material, 상기 반도체 재료내에 형성된 제 2 도전형의 제 1 웰;A first well of a second conductivity type formed in said semiconductor material; 상기 제 1 웰내에 형성된 제 1 도전형의 제 2 웰;A second well of a first conductivity type formed in said first well; 상기 제 2 웰내에 형성된 제 2 도전형의 소스 영역;A source region of a second conductivity type formed in said second well; 상기 제 2 웰내에 형성된 제 2 도전형의 드레인 영역;A drain region of a second conductivity type formed in said second well; 상기 소스 및 드레인 영역 사이에 정의된 채널 영역;A channel region defined between the source and drain regions; 표면을 가지며, 상기 제 2 웰내에 형성된 제 2 도전형의 베이스 영역;A base region of a second conductivity type having a surface and formed in said second well; 상기 제 2 웰내에 형성되어 상기 베이스 영역으로부터 상기 소스 영역, 상기 드레인 영역, 및 상기 채널 영역을 분리하는 분리 영역;A separation region formed in the second well to separate the source region, the drain region, and the channel region from the base region; 표면을 가지며, 상기 베이스 영역내에 형성된 제 1 도전형의 제 1 콘택트 영역;A first contact region of a first conductivity type having a surface and formed in said base region; 상기 제 1 콘택트 영역으로부터 간격을 두고 배치되며, 상기 베이스 영역내에 형성된 제 2 도전형의 제 2 콘택트 영역;A second contact region of a second conductivity type disposed in the base region and spaced apart from the first contact region; 상기 제 1 콘택트 영역의 표면이 상기 베이스 영역의 표면 및 저농도로 도핑된 영역의 표면과 인접하도록 상기 제 1 콘택트 영역에 인접하여 형성된 제 2 도전형의 저농도로 도핑된 영역;A lightly doped region of a second conductivity type formed adjacent to the first contact region such that the surface of the first contact region is adjacent to the surface of the base region and the surface of the lightly doped region; 상기 저농도로 도핑된 영역과 상기 분리 영역 사이에 정의된 제어 게이트 영역;A control gate region defined between the lightly doped region and the isolation region; 상기 채널 영역 상에 형성된 게이트 산화물층;A gate oxide layer formed on the channel region; 상기 제어 게이트 영역 상에 형성된 터널 산화물층; 및A tunnel oxide layer formed on the control gate region; And 상기 게이트 산화물층, 상기 터널 산화물층 및 상기 분리 영역의 일부 상에 형성된 플로팅 게이트를 구비하는 메모리 셀의 소거 바이어스 전압을 인가하는 방법은,A method of applying an erase bias voltage of a memory cell having the gate oxide layer, the tunnel oxide layer, and a floating gate formed on a portion of the isolation region may include: 상기 제 1 콘택트 영역에 상기 제 1 전압을 인가하는 단계;Applying the first voltage to the first contact region; 상기 제 2 콘택트 영역에 상기 제 1 전압을 인가하는 단계;Applying the first voltage to the second contact region; 상기 제 2 웰에 상기 제 1 전압을 인가하는 단계; 및Applying the first voltage to the second well; And 상기 소스 영역에 상기 제 1 전압보다 큰 제 2 전압을 인가하는 단계를 구비하며,Applying a second voltage greater than the first voltage to the source region, 상기 소거 바이어스 전압은 상기 베이스 영역에서 다수 캐리어로서 정의된, 전하 캐리어가 상기 플로팅 게이트로부터 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 메모리 셀을 소거하는 방법.And wherein the erase bias voltage causes charge carriers to flow from the floating gate, defined as majority carriers in the base region. 제 1 도전형 반도체 재료에 형성된 메모리 셀을 판독하는 방법에 있어서,A method of reading a memory cell formed on a first conductivity type semiconductor material, 상기 반도체 재료내에 형성된 제 2 도전형의 제 1 웰;A first well of a second conductivity type formed in said semiconductor material; 상기 제 1 웰내에 형성된 제 1 도전형의 제 2 웰;A second well of a first conductivity type formed in said first well; 상기 제 2 웰내에 형성된 제 2 도전형의 소스 영역;A source region of a second conductivity type formed in said second well; 상기 제 2 웰내에 형성된 제 2 도전형의 드레인 영역;A drain region of a second conductivity type formed in said second well; 상기 소스 및 드레인 영역 사이에 정의된 채널 영역;A channel region defined between the source and drain regions; 표면을 가지며, 상기 제 2 웰내에 형성된 제 2 도전형의 베이스 영역;A base region of a second conductivity type having a surface and formed in said second well; 상기 제 2 웰내에 형성되어 상기 베이스 영역으로부터 상기 소스 영역, 상기 드레인 영역, 및 상기 채널 영역을 분리하는 분리 영역;A separation region formed in the second well to separate the source region, the drain region, and the channel region from the base region; 표면을 가지며, 상기 베이스 영역내에 형성된 제 1 도전형의 제 1 콘택트 영역;A first contact region of a first conductivity type having a surface and formed in said base region; 상기 제 1 콘택트 영역으로부터 간격을 두고 배치되며, 상기 베이스 영역내에 형성된 제 2 도전형의 제 2 콘택트 영역;A second contact region of a second conductivity type disposed in the base region and spaced apart from the first contact region; 상기 제 1 콘택트 영역의 표면이 상기 베이스 영역의 표면 및 저농도로 도핑된 영역의 표면과 인접하도록 상기 제 1 콘택트 영역에 인접하여 형성된 제 2 도전형의 저농도로 도핑된 영역;A lightly doped region of a second conductivity type formed adjacent to the first contact region such that the surface of the first contact region is adjacent to the surface of the base region and the surface of the lightly doped region; 상기 저농도로 도핑된 영역과 상기 분리 영역 사이에 정의된 제어 게이트 영역;A control gate region defined between the lightly doped region and the isolation region; 상기 채널 영역 상에 형성된 게이트 산화물층;A gate oxide layer formed on the channel region; 상기 제어 게이트 영역 상에 형성된 터널 산화물층; 및A tunnel oxide layer formed on the control gate region; And 상기 게이트 산화물층, 상기 터널 산화물층 및 상기 분리 영역의 일부 상에 형성된 플로팅 게이트를 구비하는 메모리 셀의 판독 바이어스 전압을 인가하는 방법은:A method of applying a read bias voltage of a memory cell having the gate oxide layer, the tunnel oxide layer, and a floating gate formed on a portion of the isolation region, includes: 상기 제 1 콘택트 영역에 제 1 전압을 인가하는 단계;Applying a first voltage to the first contact region; 상기 제 2 콘택트 영역을 플로팅하는 단계;Plotting the second contact region; 상기 제 2 웰에 제 3 전압을 인가하는 단계;Applying a third voltage to the second well; 상기 드레인 영역에 제 4 전압을 인가하는 단계; 및Applying a fourth voltage to the drain region; And 상기 소스 영역에 상기 제 3 전압을 인가하는 단계를 구비하며,Applying the third voltage to the source region; 상기 판독 바이어스 전압은 상기 셀이 프로그램되지 않은 경우, 전류가 상기 드레인 영역으로부터 상기 소스 영역으로 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 메모리 셀을 판독하는 방법.Said read bias voltage causes a current to flow from said drain region to said source region when said cell is not programmed. 제 1 도전형 반도체 재료에 형성된 메모리 셀을 판독하는 방법에 있어서,A method of reading a memory cell formed on a first conductivity type semiconductor material, 상기 반도체 재료내에 형성된 제 2 도전형의 제 1 웰;A first well of a second conductivity type formed in said semiconductor material; 상기 제 1 웰내에 형성된 제 1 도전형의 제 2 웰;A second well of a first conductivity type formed in said first well; 상기 제 2 웰내에 형성된 제 2 도전형의 소스 영역;A source region of a second conductivity type formed in said second well; 상기 제 2 웰내에 형성된 제 2 도전형의 드레인 영역;A drain region of a second conductivity type formed in said second well; 상기 소스 및 드레인 영역 사이에 정의된 채널 영역;A channel region defined between the source and drain regions; 표면을 가지며, 상기 제 2 웰내에 형성된 제 2 도전형의 베이스 영역;A base region of a second conductivity type having a surface and formed in said second well; 상기 제 2 웰내에 형성되어 상기 베이스 영역으로부터 상기 소스 영역, 상기 드레인 영역, 및 상기 채널 영역을 분리하는 분리 영역;A separation region formed in the second well to separate the source region, the drain region, and the channel region from the base region; 표면을 가지며, 상기 베이스 영역내에 형성된 제 1 도전형의 제 1 콘택트 영역;A first contact region of a first conductivity type having a surface and formed in said base region; 상기 제 1 콘택트 영역으로부터 간격을 두고 배치되며, 상기 베이스 영역내에 형성된 제 2 도전형의 제 2 콘택트 영역;A second contact region of a second conductivity type disposed in the base region and spaced apart from the first contact region; 상기 제 1 콘택트 영역의 표면이 상기 베이스 영역의 표면 및 저농도로 도핑된 영역의 표면과 인접하도록 상기 제 1 콘택트 영역에 인접하여 형성된 제 2 도전형의 저농도로 도핑된 영역;A lightly doped region of a second conductivity type formed adjacent to the first contact region such that the surface of the first contact region is adjacent to the surface of the base region and the surface of the lightly doped region; 상기 저농도로 도핑된 영역과 상기 분리 영역 사이에 정의된 제어 게이트 영역;A control gate region defined between the lightly doped region and the isolation region; 상기 채널 영역 상에 형성된 게이트 산화물층;A gate oxide layer formed on the channel region; 상기 제어 게이트 영역 상에 형성된 터널 산화물층; 및A tunnel oxide layer formed on the control gate region; And 상기 게이트 산화물층, 상기 터널 산화물층 및 상기 분리 영역의 일부 상에 형성된 플로팅 게이트를 구비하는 메모리 셀의 판독 바이어스 전압을 인가하는 방법은:A method of applying a read bias voltage of a memory cell having the gate oxide layer, the tunnel oxide layer, and a floating gate formed on a portion of the isolation region, includes: 상기 제 1 콘택트 영역을 플로팅하는 단계;Plotting the first contact region; 상기 제 2 콘택트 영역에 제 1 전압을 인가하는 단계;Applying a first voltage to the second contact region; 상기 제 2 콘택트 영역에 제 3 전압을 인가하는 단계;Applying a third voltage to the second contact region; 상기 드레인 영역에 제 4 전압을 인가하는 단계; 및Applying a fourth voltage to the drain region; And 상기 소스 영역에 상기 제 3 전압을 인가하는 단계들을 포함하며,Applying the third voltage to the source region; 상기 판독 바이어스 전압은 상기 셀이 프로그램되지 않은 경우, 전류가 상기 드레인 영역으로부터 상기 소스 영역에 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 메모리 셀을 판독하는 방법.The read bias voltage causes a current to flow from the drain region to the source region when the cell is not programmed. 제 1 도전형 반도체 재료에 형성된 메모리 셀을 판독하는 방법에 있어서,A method of reading a memory cell formed on a first conductivity type semiconductor material, 상기 반도체 재료내에 형성된 제 2 도전형의 제 1 웰;A first well of a second conductivity type formed in said semiconductor material; 상기 제 1 웰내에 형성된 제 1 도전형의 제 2 웰;A second well of a first conductivity type formed in said first well; 상기 제 2 웰내에 형성된 제 2 도전형의 소스 영역;A source region of a second conductivity type formed in said second well; 상기 제 2 웰내에 형성된 제 2 도전형의 드레인 영역;A drain region of a second conductivity type formed in said second well; 상기 소스 및 드레인 영역 사이에 정의된 채널 영역;A channel region defined between the source and drain regions; 표면을 가지며, 상기 제 2 웰내에 형성된 제 2 도전형의 베이스 영역;A base region of a second conductivity type having a surface and formed in said second well; 상기 제 2 웰내에 형성되어 상기 베이스 영역으로부터 상기 소스 영역, 상기 드레인 영역, 및 상기 채널 영역을 분리하는 분리 영역;A separation region formed in the second well to separate the source region, the drain region, and the channel region from the base region; 표면을 가지며, 상기 베이스 영역내에 형성된 제 1 도전형의 제 1 콘택트 영역;A first contact region of a first conductivity type having a surface and formed in said base region; 상기 제 1 콘택트 영역으로부터 간격을 두고 배치되며, 상기 베이스 영역내에 형성된 제 2 도전형의 제 2 콘택트 영역;A second contact region of a second conductivity type disposed in the base region and spaced apart from the first contact region; 상기 제 1 콘택트 영역의 표면이 상기 베이스 영역의 표면 및 저농도로 도핑된 영역의 표면과 인접하도록 상기 제 1 콘택트 영역에 인접하여 형성된 제 2 도전형의 저농도로 도핑된 영역;A lightly doped region of a second conductivity type formed adjacent to the first contact region such that the surface of the first contact region is adjacent to the surface of the base region and the surface of the lightly doped region; 상기 저농도로 도핑된 영역과 상기 분리 영역 사이에 정의된 제어 게이트 영역;A control gate region defined between the lightly doped region and the isolation region; 상기 채널 영역 상에 형성된 게이트 산화물층;A gate oxide layer formed on the channel region; 상기 제어 게이트 영역 상에 형성된 터널 산화물층; 및A tunnel oxide layer formed on the control gate region; And 상기 게이트 산화물층, 상기 터널 산화물층 및 상기 분리 영역의 일부 상에 형성된 플로팅 게이트를 구비하는 메모리 셀의 판독 바이어스 전압을 인가하는 방법은:A method of applying a read bias voltage of a memory cell having the gate oxide layer, the tunnel oxide layer, and a floating gate formed on a portion of the isolation region, includes: 상기 제 1 콘택트 영역에 제 1 전압을 인가하는 단계;Applying a first voltage to the first contact region; 상기 제 2 콘택트 영역에 제 1 전압을 인가하는 단계;Applying a first voltage to the second contact region; 상기 제 2 콘택트 영역에 제 3 전압을 인가하는 단계;Applying a third voltage to the second contact region; 상기 드레인 영역에 제 4 전압을 인가하는 단계; 및Applying a fourth voltage to the drain region; And 상기 소스 영역에 상기 제 3 전압을 인가하는 단계를 구비하며,Applying the third voltage to the source region; 상기 판독 바이어스 전압은 상기 셀이 프로그램되지 않은 경우, 전류가 상기 드레인 영역으로부터 상기 소스 영역에 흐르도록 하는 것을 특징으로 하는 메모리 셀을 판독하는 방법.The read bias voltage causes a current to flow from the drain region to the source region when the cell is not programmed.
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