DE19638969A1 - EEPROM mit einem Polydistanz-Floating-Gate - Google Patents

EEPROM mit einem Polydistanz-Floating-Gate

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrisch löschbare, programmierbare nur-Lese-Speicherzelle (EEPROM) und insbesondere eine EEPROM-Zelle mit einem Polysilizium-Distanz-Floating-Gate.
Der Markt für löschbare, nicht flüchtige Speicher ist aus historischen Gründen in vier wesentlich unterscheidbare Produkt-Segmete unterteilt. Diese umfassen die EAROMs (electrically alterable ROMs; elektrisch löschbare ROMs) EEPROMs EEPROM-EAROMs und nicht-flüchtige SRAMs (static RAMs; statische RAMs). Unterschiedliche Typen von Vorrichtungen sind für spezifische Anwendungsanforderungen in jedem dieser Segmente entwickelt worden. Die EAROMs mit geringer Dichte (kleiner 8k) sind in solchen Anwendungen, wie z. B. Radio­ empfänger, automatischen Maschinenregelungseinrichtungen, usw. verwendet worden. EEPROMs mit mittlerer Dichte wurden oft für auf Mikroprozessor basierenden Anwendungen, wie z. B. verteilte Systeme oder für veränderbare Programmspeicher, verwendet. Diese Teile sind unter den Gesichtspunkten einer langan­ haltenden Beständigkeit und hohen Geschwindigkeitsanforderung entwickelt worden.
Gegenwärtig verwenden die vier grundlegenden Technologien, die zum Herstellen elektrisch wiederprogrammierbarer ROMs verwendet werden typischerweise in einem gewissen Ausmaß den Fowler-Nordheim-Tunneleffekt. Beim Fowler-Nordheim-Tunneleffekt tunneln kalte Elektronen durch eine Energiebarriere einer Silizium-Silziumdioxid-Zwischenschicht in ein Oxid-Leitungsband. Das erste elektrisch wiederprogrammierbare ROM-Verfahren in den frühen 70iger Jahren verwendet eine Metall-Nitrid-Oxid-Silizium-Zusammensetzung (MNOS) für den Elektrodenbereich einer P-Kanalspeicherzelle zur Herstellung von EAROMs.
Viele Speicherhersteller wählten ein Verfahren mit einem dünnen Oxid-Floating-Gate, um einen elektrisch löschbaren PROM herzu­ stellen. Die grundlegende Speicherzelle besteht aus einem Zugriffstransistor (access transistor) und einer Doppel­ polysilizium-Speicherzelle mit einem Floating-Polysiliziumgate, das in Siliziumdioxid isoliert ist und kapazitiv an eine zweite Polysilizium-Steuergate gekoppelt ist, die über ihr angeordnet ist.
Eine herkömmliche löschbare, programmierbare nur-Lesespeicher (EPROM)-Zelle ist in Fig. 1 gezeigt. Die Vorrichtung ist aus einem Halbleitersubstrat 1p ausgebildet und umfaßt ein Steuer­ gate 9p, ein Floating-gate 7p, eine Elektroden-Oxid-Lage 5p und Feldoxid-Bereiche 3p. Die Feldoxid-Bereiche 3p werden zur Isolation zwischen mehreren EPROM-Zellen verwendet.
Fig. 2 zeigt eine Querschnittsansicht einer bekannten elektrisch löschbaren, programmierbaren Floating-Gate-nur-lese-Speicherzelle (EEPROM). EEPROMs werden typischerweise in einem Programmiermodus, einem Löschmodus und einem Lesemodus be­ trieben. Im Programmiermodus wird der Source-Elektrodenbereich auf einem hohen positiven Potential gehalten und an das Steuergate 9p wird eine negative Spannung angelegt. Folglich wird die EEPROM-Zelle durch ein Fowler-Nordheim-Tunneln von Elektronen durch dünne Elektrodenoxidlage 5p zwischen dem Floating-Gate und dem Source-Elektrodenbereich der Zelle programmiert. Elektronen, die von dem Floating-Gate 7p zu dem Source-Elektrodenbereich tunneln, bewirken eine höhere, relative positive Aufladung des Floating-Gates 7p. Das positiv geladene Floating-Gate 7p verschiebt eine Schwellenwertspannung der Speicherzelle in die negative Richtung, so daß im Lesemodus der Transistor "ein"-geschaltet ist.
Im Löschmodus wird an die Steuerelektrode 9p eine hohe positive Spannung angelegt, während der Drain-Elektrodenbereich geerdet ist (d. h., daß er an Erdpotential gekoppelt ist). Elektronen tunneln durch das Floating-Gate 7p zu dem Drainbereich, wodurch die Schwellwertspannung in die positive Richtung verschoben wird, so daß die Zelle im Lesemodus ausgeschaltet ist. Im Lesemodus wird an die Steuerelektrode die Versorgungsspannung der integrierten Schaltung (VCC) angelegt, die geringer als die Schwellwertspannung nach dem Löschen der EEPROM-Zelle ist, aber größer als die Schwellwertspannung ist, nachdem die EEPROM-Zelle programmiert worden ist.
Wie in Fig. 2 gezeigt, ist die dünne Tunneloxidlage 11p, die im allgemeinen etwa 10 nm dünn ist, gewöhnlich in einem kleinen Bereich über dem Drain-Elektroden-Bereich isoliert, um ein Tunneln zu ermöglichen. Die Floating-Elektrode erstreckt sich über einen Teil dieses Drain-Elektroden-Bereichs und einen Teil des Kanals, wobei der übrige Teil des Kanals durch die Steuerelektrode abgedeckt ist. Eine Programmierung wird durch Anlagen einer hohen positiven Spannung an die Steuerelektrode und Erden des Source-Elektroden-Bereichs erreicht. Heiße Elektronen, die im Kanal erzeugt werden, werden in die Floating-Elektrode injiziert, wodurch die Schwellwertspannung nach oben verschoben wird. Ein Löschen wird durch eine Emission kalter Elektronen von Elektronen aus der Floating-Elektrode erreicht, wenn die Steuergate geerdet war und an die Source-Elektrode eine hohe positive Spannung angelegt wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine elektrisch löschbare, programmierbare nur-Lesespeicher-Zelle (EEPROM) mit einem Polysilizium-Distanz (Polydistanz)-Floating-Gate vorgesehen. In einem Ausführungsbespiel umfaßt die EEPROM-Zelle mit der Polydistanz-Floating-Elektrode bzw. dem Polydistanz-Floating-Gate auch einen Source-Elektrodenbereich, einen Drain-Elektrodenbereich, einen leicht dotierten Drain-Elektrodenbereich (LDD), eine Gate-Oxidlage, ein Select-Gate und ein Steuergate, eine erste Isolationslage und eine zweite Isolationslage. Der Source-Elektrodenbereich ist auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet, wobei der LDD-Bereich in dem Substrat beabstandet von dem Source-Elektrodenbereich ausgebildet ist. Der Drain-Elektrodenbereich ist angrenzend an den LDD-Bereich ausgebildet und die Gate-Oxidlage ist auf der oberen Oberfläche des Halbleitersubstrats zwischen dem Source-Elektrodenbereich und dem LDD-Bereich ausgebildet. Das Select-Gate ist auf einem Bereich der Gate-Oxidlage angrenzend zu dem Source-Elektrodenbereich ausgebildet und die erste Isolations­ lage ist auf der Seitenwand des Select-Gates ausgebildet. In einer Ausführungsform wird das Floating-Gate als ein Abstands­ element vorgesehen, das auf einer Seite des Select-Gates aus­ gebildet ist. Das Floating-Gate ist neben der ersten Isola­ tionslage und einem Bereich der Gate-Oxidlage ausgebildet. Das Floating-Gate wird verwendet, um eine Ladung zu speichern, um die Schwellwertspannung der EEPROM-Zelle zu verschieben. Die zweite Isolationslage ist auf dem Floating-Gate ausgebildet, einem Bereich des Select-Gates und der leicht dotierten Drain-Elektrode. Das Steuergate ist auf der zweiten Isolationslage ausgebildet.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher beschrieben, wobei weitere Vorteile der Erfindung verdeutlicht sind. Die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines Halbleiterwafers, die den Aufbau eines herkömmlichen EEPROMs darstellt,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines Halbleiterwafers, die den Aufbau eines herkömmlichen EEPROMs darstellt, mit einer dünnen Tunneloxidlage, die von einem kleinen Bereich des Drain-Elektrodenbereichs isoliert ist;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines Halbleiterwafers, die den Aufbau eines EEPROMs darstellt, der gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Halbleiterwafers, die die Schritte des Ausbildens einer Gate-Oxidlage und eines Select-Gates gemäß eines Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht eines Halbleiterwafers, die den Schritt des Ausbildens eines Floating-Gates gemäß eines Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 6 eine Querschnittsansicht eines Halbleiterwafers, die den Schritt des Ausbildens einer leicht dotierten Drain-Elektrode gemäß eines Ausführungsbeispieles der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht eines Halbleiterwafers, die den Schritt des Ausbildens einer dritten Silizium-Dioxidlage und einer dritten Polysiliziumlage auf dem Floating-Gate und auf dem Select-Gate gemäß einem Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt; und
Fig. 8 eine Querschnittsansicht eines Halbleiterwafers, die den Schritt des Ausbildens eines Source-Elektroden­ bereichs und eines Drain-Elektrodenbereichs einer Vorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispieles einer elektrisch löschbaren, program­ mierbaren nur-Lesespeicherzelle (EEPROM) mit einem Poly­ distanz-Floating-Gate gemäß der vorliegenden Erfindung. Wie Fig. 3 zeigt, umfaßt die EEPROM-Einrichtung Source- und Drain-Elektroden-Bereiche, die mit einem n⁺ gekennzeichnet sind, einen leicht dotierten Drain-Elektrodenbereich 13 (LDD), ein Halbleitersubstrat 1, eine Feldoxidlage 3, eine Gate-Oxidlage 5 und ein Polysilizium-Select-Gate 7.
Der LDD-Bereich 13 ist angrenzend zu dem Drain-Elektroden-Bereich und zwischen dem Drain-Elektrodenbereich und dem Kanal zum Zwecke der Verminderung heißer Ladungsträger nahe der Drain-Verbindung ausgebildet. Die Gate-Oxidlage 5 ist vorzugsweise aus einer Lage aus Silizium-Dioxid ausgebildet. Ein Polysilizium-Select-Gate 7 ist auf der Silizium-Dioxid-Lage 5 ausgebildet, wobei die Länge des Select-Gates 7 kürzer als die Kanallänge ist. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Länge des Select-Gates 7 etwa 0,2 Mikrometer. Eine Poly-Silizium-Abstandslage 11 ist angrenzend an das Select-Gate 5 ausgebildet. Die Polysilizium-Abstandslage 11 wird nachfolgend auch als Floating-Gate 11 bezeichnet. Zwischen dem Select-Gate 7 und dem Floating-Gate 11 ist eine Silizium-Dioxidlage 9 zum Zwecke der Isolierung das Floating-Gates 11 von dem Select-Gate 7 angeordnet. Das Floating-Gate 11 erstreckt sich über einen Bereich des Kanals, wobei der übrige Bereich des Kanals vom Select-Gate 9 abgedeckt ist. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt die Länge des Floating-Gates 11 etwa 0,1 Mikrometer. Sine Isolationslage 15, die etwa eine Länge von 300 Angström aufweist, ist oben auf dem Select-Gate 7 und dem Floating-Gate 11 ausgebildet. Die Isolationslage 15 kann ein geeignetes Isolierendes Material, wie z. B. Silizium-Dioxid sein. Ein Steuergate 17 ist auf der Isolationslage 15 ausgebildet und ist in diesem Ausführungsbeispiel aus Polysilizium ausgebildet.
Die EEPROM-Zelle, die in Fig. 3 dargestellt ist, arbeitet folgendermaßen:
Im Programmiermodus sind das Steuergate 17, das Selectgate 7 und der Drain-Elektrodenbereich an eine positive Spannungsquelle gekoppelt, während der Source-Elektrodenbereich geerdet ist. Die Betriebsspannung ist in Tabelle 1 dargestellt. Folglich werden heiße Elektroden vom Kanal der EEPROM-Zelle durch die Gate-Oxidlage 5 zum Floating-Gate 11 bewegt. Folglich wird nach dem Programmieren negative Ladung im Floating-Gate 11 gespeichert, wodurch die Schwellwertspannung der EEPROM-Zelle nach oben geschoben wird. Demgemäß ist die programmierte EEPROM-Zelle während des Lesemodus in einem nicht-leitenden Zustand.
Im Programmiermodus einer EEPROM-Zelle ist die Datenleitung bzw. Bit-Leitung, die die hohe positive Spannung für den Drain-Elektrodenbereich liefert, auch elektrisch mit den Drain-Elektrodenbereichen anderer angrenzenden EEPROM-Zelle des Speicherelementes verbunden. Zum Beispiel, wenn die EEPROM-Zelle, die in Fig. 3 gezeigt ist, nicht ausgewählt war, kann an die EEPROM-Zelle dennoch eine hohe positive Spannung angelegt sein. In diesem Fall würde am Drain-Elektrodenbereich eine hohe positive Spannung angelegt sein, aber das Steuer-Gate, das Select-Gate würden typischerweise geerdet sein. Diese Spannungszustände können das injizieren heißer Elektronen in eine herkömmliche EEPROM-Zelle erlauben. In dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ver­ hindert der LDD-Bereich 13 die Erzeugung von heißen Elektronen und deren Übertragung in den Kanal einer nicht ausgewählten EEPROM-Zelle.
Im Löschmodus wird an den Drain-Elektrodenbereich eine hohe Spannung angelegt, während das Select-Gate 7 an eine negative Spannungsquelle gekoppelt ist. Da an das Select-Gate eine negative Spannung angelegt ist, ist die Zelle ausgeschaltet und keine Ladungsträger können in den Kanal fließen, wodurch elektrische Leistung erhalten wird. Insbesondere wird die Vorrichtung gelöscht, ohne daß Strom durch den Kanal der Vorrichtung fließt, wodurch ein Leistungsverlust während der Löschmodus vermindert wird. Folglich tunneln Elektronen von dem Floating-Gate 11 in den LDD-Bereich 13, wodurch das Floating-Gate entladen wird. Die EEPROM-Zelle wird daher gelöscht und wird leitend werden, wenn an das Steuer-Gate 17 und an das Select-Gate 7 eine logische hohe Spannung angelegt wird. Zusätzlich sieht der Aufbau einer EEPROM-Zelle gemäß der vorliegenden Erfindung eine bessere Topografie als die meisten herkömmlichen EEPROM-Zellen vor, da die aufgeschichteten, Dopppel-Polysilizium-Gates des herkömmlichen Aufbaus relativ hoch sind. Folglich ist die Topografie vieler herkömmlicher EEPROM-Zellen sehr uneben. Dagegen ist der Seitenwand-Distanz-Floating-Gate-Aufbau der vorliegenden Erfindung nur als einfach aufgeschichtetes Gate ausgebildet, wodurch eine relativ planare Topografie erzielt wird. Ferner ermöglicht dieser Aufbau mit einer einzigen Gate-Schicht eine Vereinfachung einer Verkleinerung der Vorrichtungsgröße, da ein einfaches Herstellungsverfahren zum Herstellen der EEPROM-Zelle bzw. des EEPROM-Zellen-Feldes verwendet wird.
Die Ausbildung einer EEPROM-Zelle mit einem Polydistanz-Floating-Gate wie sie hierin beschrieben ist, umfaßt viele Herstellungsschritte, die im Stand der Technik gut bekannt sind. Beispielsweise wird der Verfahrensschritt des Maskierens mit Fotolithografie und des Ätzens hierbei intensiv verwendet. Dieses Verfahren umfaßt die Erzeugung einer fotolithografischen Maske, die das Muster der auszubildenden Komponenten enthält, Beschichten des Wafers mit einem lichtempfindlichen Material, das als Fotoresist bekannt ist, dem Bestrahlen des Foto­ resists, der auf den Wafer aufgebracht ist, mit ultraviolettem Licht, das durch die Maske gesandt wird, um Teile des Fotoresists aufzuweichen bzw. zu Härten (in Abhängigkeit davon, ob positiver oder negativer Fotosresist verwendet wird), Entfernen der aufgeweichten Teile des Fotoresists, Ätzen zum Entfernen des Materials, das von dem Fotoresist nicht bedeckt wird und Abziehen des übrigen Fotoresists. Diese fotolithografische Maskier- und Ätzverfahren wird auch als "Patterning and Etching" bezeichnet.
Wie man nachfolgend erkennen kann, kann diese Technik auch verwendet werden, um ein Ausführungsbeispiel einer EEPROM-Zelle gemäß der vorliegenden Erfindung zu erzeugen. In Fig. 4 ist ein Silizium-Wafer gezeigt, der vorzugsweise aus einem Einkristallinen Substrat 1 besteht. In diesem Ausführungs­ beispiel ist das einkristalline Substrat 1 ein P-Typ mit einer <100< kristallografischen Orientierung. Zuerst wird für Isolationszwecke ein starker Feld-Oxid-Bereich (FOX) 3 aufgebracht. Der FOX-Bereich 3 wird mittels Fotolithografie und trockner Ätzschritte erzeugt, um eine Nitrid-Silizium-Dioxid-Composite-Lage zu erzeugen. Nachdem der Fotoresist entfernt und eine Naßreinigung durchgeführt ist, wird mittels einer thermischen Oxidation in einer Sauerstoff-Dampf-Umgebung der FOX-Bereich 3 mit einer Dicke von etwa 4000-6000 Angström ausgebildet.
Nachfolgend wird eine erste Silizium-Dioxid-Lage 5 auf dem Substrat 1 ausgebildet, um als Gate-Oxid 5 zu wirken. Die erste Silizium-Dioxid-Lage wird mittels einer Sauerstoff-Dampf-Umgebung bei einer Temperatur zwischen etwa 850 bis 1000°C mit einer Dicke von etwa 140 Angström ausgebildet. Eine erste Polysilizium-Lage 7 wird dann über der ersten Silizium-Dioxid-Lage 5, dem Silizium-Substrat 1 und dem Feldoxid-Bereich 3 ausgebildet. Der erste Polysilizium-Lage wird unter Verwendung einer herkömmlichen chemischen Dampfabscheidung (CVD-Chemical Vapour Depositing) ausgebildet. Für den Fachmann ist es selbstverständlich, daß auch andere Verfahren zum Aufbringen der ersten Polly-Silizium-Lage 7 verwendet werden können. Die Stärke der ersten Poly-Silizium-Lage ist vorzugsweise etwa 2000 Angström. In diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Poly-Silizium-Lage 7 aus einem dotierten Poly-Silizium oder einem In-Situ-dotierten Silizium ausgebildet. Nachfolgend wird ein Standart-Maskier-und Ätzverfahren verwendet, um die erste Poly-Silizium-Lage 7 und die Silizium-Dioxid-Lage 5 zu ätzen, um eine Gate-Oxid-Lage mit einem Select-Gate über einem Bereich des Gate-Oxides auszubilden, wie es in Fig. 4 gezeigt ist.
Gemäß Fig. 5 und 6 wird eine zweite Silizium-Dioxid-Lage 9 an der Seitenwand der ersten Poly-Silizium-Lage 7 ausgebildet. Danach wird eine zweite Poly-Silizium-Lage 11 angrenzend an dem Select-Gate 7 ausgebildet. Die Poly-Silizium-Lage 11 bildet das Floating-Gate 11. Danach erfolgt eine Ionenimplantation, um den LDD-Bereich 13 zu erzeugen, wobei der leicht dotierte Drain-Elektroden-Bereich 13 so ausgebildet wird, daß er automatisch mit dem Floating-Gate 11 fluchtet, die es in Fig. 6 gezeigt ist. Ein geeignetes Element zum Dotieren ist beispielsweise Phosphor, das zum Beispiel mit einer Dosierung von etwa 2E13 eingebracht wird.
Wie es in Fig. 7 gezeigt ist, wird eine dritte Silizium-Dioxidlage 15 auf dem Selectgate 7, dem Floating-Gate 11, dem Feldoxid-Bereich 3 und dem Substrat 1 ausgebildet. In diesem Ausführungsbeispiel wird die dritte Silizium-Dioxid-Lage mit einem Standart-CVD-Verfahren mit einer Stärke von etwa 200-300 Angström aufgebracht. Dann wird eine dritte Polysilizium-Lage 17 auf der dritten Silizium-Dioxid-Lage 15 mit einer Stärke von etwa 1500 bis 2000 Angström ausgebildet. Die dritte Polysilizium-Lage 17 wird zur Ausbildung eines Steuer-Gates verwendet.
Nachfolgend wird gemäß Fig. 8 ein Standart-Maskier- und Ätzverfahren verwendet, um die dritte Polysilizium-Lage 17 und die dritte Silizium-Lage 15 zu ätzen, um die Steuer-Gate auszubilden. Wie man erkennen kann, erstreckt sich das Steuer-Gate 17 über einen Bereich des Select-Gates 7, dem gesamten Floating-Gate 11 und einem Bereich des LDD-Bereichs 13. Dann erfolgt ein weiterer Ionen-Implantationsschritt, um die stark dotierten Source- und Drain-Elektroden-Bereiche auszubilden. Die Source- und Drain-Elektroden-Bereiche werden durch Implantieren von Arsen mit einer Dosierung von etwa 3E15 ausgebildet. Zusätzlich erfolgt ein schnelles thermisches Verfahren, um die Ionen in das Substrat 1 zu treiben. Folglich wird eine EEPROM-Zelle mit einem Polydistanzelement ausgebildet, wie es in Fig. 8 gezeigt ist.
Wie es von einem Fachmann verstanden wird, ist das vorhergehend angeführte bevorzugte Ausführungsbeispiel zur Erläuterung der vorliegenden Erfindung dargestellt, ohne daß es die Erfindung beschränkt. Die Erfindung kann unter­ schiedliche Abwandlungen und ähnliche Anordnungen umfassen, die innerhalb des Erfindungsgedankens der beiliegenden Ansprüche liegen, wobei der Umfang der Ansprüche gemäß der breitesten Interpretation auszulegen ist, um eine solche Modifikation und ähnliche Strukturen zu erfassen.
Während das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt worden und beschrieben ist, ist es für den Fachmann selbstverständlich, daß unterschiedliche Änderungen ausgeführt werden können, ohne dabei der Gedanke und der Umfang der Erfindung verlassen werden.
Die Erfindung betrifft eine elektrisch löschbare, program­ mierbare nur-Lesespeicher-Zelle (EEPROM) zur Verwendung in Halbleiterspeichern, wobei die Zelle ein Polydistanz-Floating-Gate aufweist. Der Aufbau des EEPROMs umfaßt auch ein Select-Gate, das einen Bereich des Kanals der EEPROM-Zelle abdeckt, wobei ein Poly-Silizium-Distanzelement angrenzend zu dem Select-Gate angeordnet ist. Das Poly-Silizium-Distanzelement bildet ein Floating-Gate, das eine Ladung zum Programmieren der EEPROM-Zelle speichert. In einem Ausführungsbeispiel trennt eine Isolationslage das Select-Gate und das Floating-Gate. Die Isolationslage und das Floating-Gate erstrecken sich über den übrigen Bereich des Kanals. Eine zweite Isolations­ lage ist über dem Select-Gate und dem Floating-Gate aus­ gebildet. Ein Steuer-Gate ist auf der Isolationslage aus­ gebildet. Zwischen der Drain-Elektrode und dem Steuer-Gate ist die zweite Isolationslage ausgebildet. Ein leicht dotierter Drain-Elektroden-Aufbau (LDD) ist angrenzend an der Drain-Elektrode ausgebildet.

Claims (16)

1. Elektrische, löschbare, programmierbare nur-Lesespeicher-Zelle (EEPROM) auf einem Halbleitersubstrat, wobei die EEPROM-Zelle umfaßt:
Eine Source-Elektrode, die auf dem Substrat ausgebildet ist,
eine leicht dotierte Drain-Elektrode, die in dem Substrat beabstandet von der Source-Elektrode ausgebildet ist,
eine Drain-Elektrode, die in dem Substrat angrenzend zur leicht dotieren Drain-Elektrode ausgebildet ist,
eine Gate-Oxid-Lage, die auf einer Oberfläche des Halbleitersubstrats zwischen der Source-Elektrode und der leicht dotieren Drain-Elektrode ausgebildet ist,
ein Select-Gate, das auf einem Bereich der Gate-Oxid-Lage angrenzend zu der Source-Elektrode ausgebildet ist,
eine erste Isolationslage, die auf der Seitenwand des Select-Gates ausgebildet ist,
ein Floating-Gate, das neben der ersten Isolationslage und auf der Gate-Oxid-Lage in der Nähe der leicht dotierten Drain-Elektrode ausgebildet ist, wobei das Floating-Gate verwendet wird, um Ladung zu speichern,
eine zweite Isolationslage, die auf dem Floating-Gate ausgebildet ist, oberhalb eines Bereichs des Select-Gates und oberhalb der leicht dotierten Drain-Elektrode, und
ein Steuer-Gate, das auf der zweiten Isolationslage ausgebildet ist.
2. EEPROM-Zelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Select-Gate Poly-Silizium umfaßt.
3. EEPROM-Zelle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Select-Gate eine Länge von ungefähr 0,2 Mikrometer aufweist.
4. EPROM-Zelle nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gate-Oxid-Lage Silizium-Dioxid umfaßt.
5. EEPROM-Zelle nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolationslage Silizium-Dioxid umfaßt.
6. EEPROM-Zelle nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Floating-Gate Poly-Silizium umfaßt.
7. EEPROM-Zelle nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das Floating-Gate eine Länge von etwa 0,1 Mikrometer aufweist.
8. EEPROM-Zelle nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Isolationslage Silizium-Dioxid umfaßt.
9. EEPROM-Zelle, nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuer-Gate Poly-Silizium umfaßt.
10. EEPROM-Zelle nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Löschmodus die EEPROM-Zelle durch einen Kanal der EEPROM-Zelle keinen Strom leitet.
11. EEPROM-Zelle nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet,
daß die EEPROM-Zelle in einem Programmiermodus als
Betriebsspannung für das Select-Gate 3,3 V
Betriebsspannung für das Steuer-Gate 10 V,
Betriebsspannung für die Drain-Elektrode 0 V und
Betriebsspannung für die Source-Elektrode 5 V aufweist.
12. EEPROM-Zelle nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß das EEPROM in einem Löschmodus als Betriebsspannung für das Select-Gate 0 V, als Betriebsspannung für das Steuergate -10 V und als Betriebsspannung für die Source-Elektrode 7 V aufweist.
13. EEPROM-Zelle nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß das EEPROM in einem Lesemodus als Betriebsspannung des Select-Gates 3,3 V, als Betriebsspannung des Steuergates 0 V, als Betriebsspannung der Drain-Elektrode 1,2 V und als Betriebsspannung der Source-Elektrode 0 V aufweist.
14. Verfahren zum Herstellen einer EEPROM-Zelle auf einem Halbleitersubstrat umfassend die folgenden Verfahrensschritte:
Ausbilden einer Gate-Oxidlage auf dem Substrat,
Ausbilden einer ersten Poly-Siliziumlage auf dem Gate-Oxid, Maskieren eines zweiten Fotoresists auf der ersten Poly-Siliziumlage,
Ätzen der ersten Poly-Siliziumlage, um ein Select-Gate auszubilden,
Ausbilden einer ersten Isolationslage auf einer Seitenwand des Selectgates,
Ausbilden eine Floating-Gates auf der Gate-Oxidlage angrenzend zu der ersten Isolationslage,
Ausbilden einer leicht dotieren Drain-Elektrode durch Ionen-Implantation,
Ausbilden einer zweiten Isolationslage auf einem Bereich des Select-Gates, des Floating-Gates und eines Bereichs der leicht dotierten Drain-Elektrode,
Ausbilden eines Steuer-Gates auf der zweiten Isolationslage, und
Ausbilden eine stark dotierten Source-Elektrode und Drain-Elektrode unter Verwendung von Ionen-Implantation.
15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch das Ausbilden des Floating-Gates umfassend das Ausbilden eines Poly-Silizium-Abstandselementes angrenzend zu der ersten Isolationslage.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß der leicht dotierte Drain-Elektroden-Bereich mit dem Floating-Gate selbstfluchtend ausgebildet wird.
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