DE3117719A1 - Nichtfluechtiger eprom und eeprom mit erhoehtem wirkungsgrad - Google Patents

Nichtfluechtiger eprom und eeprom mit erhoehtem wirkungsgrad

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    • H01L29/7884Programmable transistors with only two possible levels of programmation charging by hot carrier injection
    • H01L29/7885Hot carrier injection from the channel

Description

  • Nichtflüchtiger EPROM und EEPROM mit erhöhtem Wirkungsgrad
  • Die Erfindung betrifft einen nichtflüchtigen EPROM und EEPROM, und insbesondere einen solchen EPROM und EEPROM mit einem schwebenden bzw. schwimmenden oder potentialfreien Gate zum Steuern des Schreibens und Lesens jeder Zelle.
  • Eine herkömmliche Einrichtung ist in Fig. PA dargestellt.
  • Ohne Ladung am schwebenden Gate 114F ist diese Einrichtung normalerweise in ihrem niedrigen Schwellenzustand (VT =+l,OV).
  • Sie kann auf einen hohen Schwellenzustand(VT }+5 V) programmiert werden durch Anlegen einer hohen Spannung VD an die Drain 120d und das Steuergate 114C, wobei VD typisch 15 V und Vc typisch 20-25 V betragen bei einer Sourcespannung von V5 = O V und einer Substrat-Vorspannung VB = OV.
  • Das Verschieben der Schwellenspannung wird durch Injektion heißer Elektronen in dem Drain-Abschnürungsbereich des Kanals erreicht, wie das schematisch durch Pfeile unter dem schwebenden Gate 114F in Fig. 1A dargestellt ist. Die injiziert ten Eiektroiieii werden ständig nn dem s(* schwebenden Polysilizium- L3'# i 1 #~#iull1-Gate 114F eingefangen, das von dem Substrat und dem Steuergate mittels dielektrischer Filme 126C und 126F isoliert ist. Der Film 126F besteht üblicherweise aus#1000 Å thermischen Oxids. Das Vorhandensein überschüssiger Elektronen am schwebenden Gate 114F erfordert, daß VC eine immer positiver werdende Spannung wird, um die Inversions- bzw. Schwellenspannung zu erreichen. Eine in ihren hohen Schwellenzustand geschriebene Zelle leitet nicht, wenn Vc = +5V während des Lesezyklus. Alle Einrichtungen in der Speicheranordnung können durch Beleuchten der Anordnung mit ultraviolettem Licht gelöscht werden. Dieses Licht gibt den eingefangenen Elektroden ausreichend Energie, damit sie aus dem schwebenden Polysilizium in die SiO2-Schichten darüber oder darunter entweichen können zur Sammlung in dem Substrat oder durch das schwebende Gate, was als interne Fotoemission bezeichnet wird. Andererseits kann die Anordnung durch Anlegen eines starken elektrischen Feldes zwischen dem schwebenden Gate und dem Steuergate oder dem Substrat gelöscht werden, wodurch sich eine momentane Elektronenleitung durch den entsprechenden SiO2-Film ergibt, was als Fowler-Nordheim-Leitung bezeichnet wird.
  • Drei Schlüsselfaktoren steuern den Wirkungsgrad des selektiven Einschreibens in eine Speicheranordnung unter Verwendung der Einrichtung gemäß Fig. 1A. Der erste ist die Stärke der kapazitiven Kopplung zwischen dem schwebenden Gate und dem Steuergate (C 1 in Fig. 1B). Dies hängt von der geometrischen Überlappung zwischen den beiden Gates und von der Dicke und der Brechungszahl des Isolierfilms 126C zwischen den beiden ab. Bedauerlicherweise besteht, wenn dieser Film zu dünn gemacht wird, die Möglichkeit von Kurzschlüssen zwischen den beiden Gates, insbesondere wenn ein hoher Spannungszustand während des Einschreibens vorliegt. Der zweite und der dritte Faktor sind die Kanallänge L zwischen Source und Drain und die Kanal-Dotierungskonzentration P. Umso kürzer L und umso höher P sind, umso wirkungsvoller wird der Mechanismus der Injektion von heißen Elektronen. Jedoch kann eine kurze Länge L einen Durchgriff zwischen Source 120S und Drain 120D auslösen, wenn die Drain in dem hohen Spannungszustand istound kann eine hohe Dotierung P einen Übergangs-Lawinendurchbruch auslösen, auch während des hohen Spannungszustandes. Beide Erscheinungen müssen in einer Speicheranordnung unbedingt vermieden werden.
  • Herkömmlich wurde implizit oder explizit auch angegeben, daß die parasitären Kapazi.tFäten von dem Steuergate 114C und dem schwebenden Gate 114F zur Source 120 S und Drain 120D den Betrieb der Zelle 110 nachteilig beeinflussen und mit kritischen Selbstausrichtungstechniken aufs Äußerste Verringert werden müssen. Insbesondere ist die Seitenkapazität Cdl zwischen dem schwebenden Gate 114F und der Drain 120 D aufs Äußerste zu verringern, die ermöglicht, daß das schwebende Gate 114F dem Potential an der Drain 120D folgt. Während des Einschreibens zeigt wegen des hohen Wertes von VD jede nichtadressierte Zelle in der gewählten Spalte einen niederpegeligen Zustand (etwa 10/pa) aufgrund der Cdi-Kopplung der Drain mit den schwebenden Gates der nichtadressierten Zellen bzw. der Zellen ohne Zugriff, wodurch bestimmte dieser Zellen etwas durchgeschaltet werden. Ein 64K-EPROM (256 Zeilen und 256 Spalten) besitzt im ungünstigsten Fall einen parasitären Strom aufgrund dieses Effektes von einigen Milliampere, ein Betrag, der über dem Schreib strom der adressierten Zelle liegt (1 mA). Ströme dieser Größenordnung können die Date#ii< ituilgsspannung laden und Fehler aufgrund des verringerten Schreibwirkungsgrades auslösen. Diese Bedingung wird mit "Drain-Durchschalten" bezeichnet.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, einen sicher betreibbaren EPROM bzw. EEPROM anzugeben.
  • Gemäß der Erfindung werden bisher als nachteilig angesehene Eigenschaften eines EPROM-Aufbaus vorteilhaft verwendet zum Erreichen einer nichtflüchtigen EPROM-Anordnung,bei der ein schnellerer Lesezyklus möglich ist unter gleichzeitigem Vermeiden des Drain-Durchschaltens von Bit-Zellen, die mit der gleichen Drainleitung verbunden sind, wie die Bit-Zelle, die ausgelesen wird und bei der ein wirksamerer Schreibzyklus möglich ist ohne Verzicht auf den Wirkungsgrad und die Geschwindigkeit des Lesens. Bei der vorliegenden Einrichtnng wird im Gegensatz zu- hcrkömmll chen Einrichtungen die Kapazität Cdl (Fig. 113) zwischen Drain und schwebendem Gate absichtlich stark erhöht zum Verbessern des Schreib- und Lesewirkungsgrades und wird der Drain-Durchschalt-Zustand vermieden durch im wesentlichen Entkoppeln des schwebenden Gates von dem Source-Diffusionsbereich. Weiter erreicht die Einrichtung ein schwebendes Gate, das eine höhere kapazitiv gekoppelte Spannung erreichen kann als es bisher möglich war zum weiteren Verbessern des Wirkungsgrades des Schreibzyklus.
  • Gemäß der Erfindung weist eine wiederprogrammierbare nichtflüchtige EPROM-Zelle ein Halbleiter substrat mit einem Sourcebereich und einem Drainbereich, ein schwebendes Gate, das so angeordnet ist, daß ein wesentlicher Teil des schwebenden Gates über dem Drainbereich, jedoch diesem gegenüber isoliert ist, wobei der Rest des schwebenden Gates sich über einen Abschnitt des Kanalbereiches,diesem gegenüber jedoch isoliert, zwischen Drain und Source erstreckt, und auf, ein Steuergate, das gegenüber sowohl dem schwebenden Gateauch bereich als dem Rest des Kanalbereiches zwischen Source und Drain isoliert ist, sich jedoch über beide erstreckt, wobei der Abschnitt des Steuergates, der sich nicht über dem schwebenden Gate befindet, enger zu dem Abschnitt des Kanalbereiches zwischen Source und Drain positioniert ist, der nicht durch das schwebende Gatebedeckt ist, als der Abschnitt des Steuergates, der das schwebende Gate überlagert.
  • Gemäß der Erfindung ist der Abschnitt des schwebenden Gates, der den Drainbereich überlagert, absichtlich stärker mit dem Drainbereich gekoppelt als bei herkömmlichen Anordnungen mit schwebendem Gate, bei denen absichtlich versucht wird, diese Kopplungskapazität aufs Äußerste zu verringern, um zu ermöglichen, daß das Potential des schwebenden Gates enger dem Drainpotential folgt, als dies bisher bei herkömmlichen Kopplungskapazitäten erreicht worden ist. Das Ergebnis ist eine Erhöhung der vertikalen Feldstärke, die die heißen Elektronen von dem Abschnürungsbereich des Kanals zum schwebenden Gate während des Programmierens der Zelle beschleuneigt Gleichzeitig und überraschend ist weiterhin vorteilhaft, daß trotz der strengeren kapazitiven Kopplung zwischen der Drain und dem schwebenden Gate während des Lesebetriebes der Kanal zwischen der Source und der Drain in zugriffsfreien Zellen nicht durch das Drain-Durchschalten leitend sind, da lediglich ein Teil des Kanalbereiches von dem schwebenden Gate überdeckt ist, während der restliche Bereich des Kanalbereiches, der von dem Steuergate der Einrichtung überdeckt ist, nichtleitend ist aufgrund des niedrigen Potentials dieses Steuergates.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das ein dünnes Tunnelungs-Dielektrikum verwendet, wie ein Siliziumdioxid oder ein Siliziumnitrid, wird einfach neu programmiert durch Absenken des Potentials an dem Steuergate auf einen niedrigen Pegel (insbesondere -20V), während die Source, die Drain und das Substrat auf OV gehalten werden. Die Elektronen des schwebenden Gates (für eine Anreichens$N-Kanal-Einrichtung) werden von dem schwebenden Gate in das Substrat der Einrichtung abgelenkt bzw. verschoben, wodurch die jeweilige Zelle entprogrammiert wird.
  • Während des Entprogrammierens einer bestimmten Zelle wird ein Entladen aller anderer Zellen, die das gleiche Steuergate besitzen, verhindert durch Anlegen einer positiven Spannung von etwa +20V an die entsprechenden Drains. Dies verhindert, daß ein starkes Feld über das schwebende Gate zum Substrat erzeugt wird, wodurch verhindert wird, daß die Ladung aller dieser anderen schwebenden Gates geändert wird. Andererseits können alle einem gegebenen Steuergate-Aufbau zugeordneten schwebenden Gates simultan gelöscht werden durch Halten der Spannung an jedem der Drains auf der Spannung des Substrats.
  • Bei einem Ausführun#beispiel der Erfindung wird ein Bereich eines dünnen Oxids unterhalb eines Abschnittes des schwebenden Gates über dem Kanalbereich gebildet. Dieser Bereich des dünnen Oxids ermöglicht, daß das schwebende Gate wiederprogrammierbar ist unter Verwendung einer Elektronen-Durchtunnelung mit einem relativ hohen Spannungsimpuls, der dem schwebenden Gate durch entweder dessen Drainkapazität oder dessen Steuergatekapazität zugeführt wird.
  • Die Erfindung bezweckt also die Angabe eines dichteren nichtflüchtigen EPROM. Weiter gibt die Erfindung einen nichtflüchtigen EPROM mit hoher Injektionsladungsdichte pro angelegter Schreib spannung an. Weiter gibt die Erfindung einen nichtflüchtigen EPROM mit hoher Ansteuerkapazität an. Weiter gibt die Erfindung einen nichtflüchtigen EPROM mit wirksamerer Injektionsladungssteuerung an. Weiter gibt die Erfindung einen nichtflüchtigen EPROM mit wirksamerem Injektionseinschreiben an. Weiter gibt die Erfindung einen nichtflüchtigen EPROM mit größerem Leseschwellenwert-Fenster an.
  • Weiter gibt die Erfindung einen nichtflüchtigen EPROM mit größerem Lesestrom pro angelegtem Volt der Zugriffs spannung an. Schließlich gibt die Erfindung einen nichtflüchtigen EPROM mit getrennten Kanalabschnitten für den Zugriff und für die Injektionsladung an. Schließlich gibt die Erfindung einen nichtflüchtigen EPROM an, der keine niederpegeligen parasitären Ströme während des Schreibens oder Lesens besitzt. Schließlich gibt die Erfindung einen nichtflüchtigen EPROM an, der elekt risch programmierbar und elektrisch löschbar ist.
  • Die Erfindung und die Arbeitsweise des schwebenden Gates wird mit Bezug auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen Fig. 1A eine Schnittansicht einer herkömmlichen Speicherzelle, Fig. IB schematisch eine Ansicht der Ansteuerkapazitäten der Zelle gemäß Fig. 1A, Fig. 2A eine Seiten-Schnittansicht der Speicherzelle gemäß der Erfindung unter Darstellung der Kapazität Cd2 zwischen dem schwebenden Gate und der Drain mit oder ohne Maßnahme bezüglich der Tunnel-Löschung unter Verwendung eines dünneren Abschnittes 215F eines Gate-Dielektrikums als bei dem Rest des Gate-Dielektrikums, Fig. 2B eine schematische Ansicht der Ansteuerkapazitäten der Zelle gemäß Fig. 2A, wobei die Kapazität Ct2 nur bei dem Ausführungsbeispiel mit Tunnel-Löschung vorhanden ist, Fig. 3A eine Schnittansicht dreier Zellen mit Ausführungsform einer einzigen Diffusion bei dem erhöhten schwebenden Ansteuer-Gate gemäß Fig. 2 mit oder ohne Vorsehen der Tunnel-Löschung, Fig. 3B in Aufsicht eine 3 x 3 - Miordnung des Ausfiihrungsbeispiels mit einem i)iffusjönsbereich gemäß Fig. 3A, Fig. 4 eine Darstellung der Beziehung zwischen der Spannung des schwebenden Gates und dem Verhältnis C /C dc für die Einrichtung gemäß der Erfindung und für herkömmliche Einrichtungen, wobei Cd die Kapazität zwischen Drain und schwebendem Gate und C die c Kapazität zwischen Steuergate und schwebendem Gate sind, Fig. 5A-5G eine Verfahrensschritt-Sequenz zum Bilden der hochdichten Anordnung gemäß derErfindung, Fig.6A,6B eine Darstellung der ersten wenigen Schritte bei einer zweiten Verfahrens-Sequenz zur Bildung der hochdichten Anordnung gemäß der Erfindung, Fig. 6C den Querschnitt einer EEPROM-Einrichtung, die gemäß dem zweiten Verfahren hergestellt ist, Fig. 7 eine Seiten-Schnittansicht des vollständigen Aufbaus bei Ausbildung innerhalb eines P-Vertiefungsbereiches in einem N-Substrat.
  • Bei der folgenden ausführlichen Erläuterung der Erfindung werden bestimmte definierte Ausdrücke verwendet, nämlich: Vwd = Drain-Schreibspannung Vwc = Steuergate-Schreibspannung Vrc = Steuergate-Lesespannung Vrd = Drain-Lesespannung.
  • Der nichtflüchtige EPROM 210 gemäß Fig. 2A besitzt ein schwebendes Gate 214F, das den größten Teil der Drain 220D überlagert zum so Bilden einer Kapazität Cd2 zwischen Drain und schwebendem Gate und das den Kanalabschnitt 218 F neben der Drain 220 D unter Bildung der Kapazität Cf2 überlappt. Das Steuergate 214C erstreckt sich über das schwebende Gate 214F unter Bildung der Kapazität Cc2 wie bei der herkömmlichen Zelle 110. Jedoch besitzt das Steuergate 214C zusätzlich einen Abschnitt 214C', der sich nach unten in Richtung auf den Kanalabschnitt 218C' neben der Source 220S erstreckt, um so eine Kapazität Cd2 zwischen dem Steuergateabschnitt 214C' und dem Kanalabschnitt 218C' zu bilden. Während des Schreibens erreicht die Drain-Schreibspannung Vwd ein 13eschleunigungsfeld von der Source 220S zur Drain 220n und verteilt auch wieder die restlichen Elektronen am schwebenden Gate 214F über Reihenkopplungskapazitäten Cd2 und C (Fig. 2B). Eine negative Ladung sammelt sich auf dem f2 Teil des schwebenden Gates 214F an, das den Teil der Kapazität Cd2 über der Drain 220D aufweist,und eine positive Ladung sammelt sich auf dem Abschnitt des schwebenden Gates 214F an, das den Teil der Kapazität Cf2 über den Kanalabschnitt 218F aufweist, wodurch ein Inversionsbereich im Kanalabschnitt 218F gebildet wird. Im wesentlichen wird der Drain-Diffusionsbereich 220D als zweites Steuergate zum Erzeugen nicht nur eines strengen bzw. starken elektrischen Querfeldes zwischen der Source 220S und der Drain 220D abhängig von der Schreibspannung Vwd, die an die Drain in Übereinstimmung mit der Schreib spannung Vwc an dem Steuergate angelegt ist, sondern auch eines strengen bzw. starken Querfeldes über das Oxid 226F verwendet zur verbesserten Injektion heißer Elektronen von dem Kanalabschnitt 218 F zum schwebenden Gate 214F.
  • Die Steuergate-Schreibspannung Vwc, die an das Steuergate 214C angelegt ist, invertiert den Kanalabschnitt 218C' über die Kapazität 92 um so den Leitungsweg über den Kanal 218 der adressierten Zelle zu vervollständigen. Die Steuergate-Schreibspannung Vwc unterstützt auch das Ausbilden der Inversion im Kanalabsehnitt 218F unter dem schwebenden Gate 214F über die Dielektrikas 226C und 226F mittels der Kapazität C 2 Elektronen von der Source 2205 werden in Querrichtung (lateral) längs der beiden Inversionsbereiche des Kanals 218 durch die Drain-Sciireibspannung Vwd beschleunigt. Ein winziger flruclite:i # dieser heißen Elektroden wird über das Dielektrika 226F in das schwebende Gate 214F injiziert durch das elektrische Querfeld 224F über die Kapazität Cd2, das durch die Steuergate-Schreibspannung Vwc und durch die Drain-Schreibspannung Vwd erzeugt ist, die mit dem schwebenden Gate durch die Kapazität Cf2 gekoppelt sind. Es ist wichtig festzustellen, daß die Injektion heißer Elektronen im wesentlichen nur in dem Abschnürungsbereich des Kanals 218F auftritt, d.h., innerhalb höchstens 1 m weg von dem Drain-Diffusionsbereich.
  • Dieser Umstand wird vorteilhaft bei der hochdichten Anordnung gemäß den Fig. 3A und 3B verwendet, um eine zufällige Schreibstörung zu verhindern, wie das weiter unten erläutert werden wird.
  • Während des Lesens besitzen Zellen, die mit Qj, der Ladung J am schwebenden Gate 214F, programmiert worden sind, einen hohen Schwellenwert und bleiben nichtleitend bzw. gesperrt.
  • Jedoch leiten unprogrammierte Zellen ohne Q. sehr leicht 3 abhängig von den niedrigeren Zugriffsspannungen Vrc und Vrd.
  • Die erhöhte Ansteuerkapazität in den Zellen 210 gegenüber der herkömmlichen Zelle 110 aufgrund der absichtlichen Erhöhung des Wertes der Kapazität Cd2 gegenüber der herkömmlichen Zelle 110 ergibt eine Ladung Qj höherer Dichte auf dem schwebenden Gate 214F und eine stärkere Kanalsteuerung ohne entsprechende Erhöhung des Zellenbereiches oder der Zugriffs spannungen.
  • Reihenkanal steuerung Die Reihensteuerung des Kanals 218 über zwei unabhängige Kapazitäten Cf2 und C-b2 verhindert einen niederpegeligen Drain-Durchschalt-Strom über teilweise adressierte Zellen, über überZellen zu denen lediglich über Vwd Zugriff besteht,jedoch nicht über ein entsprechendes Vwc. Eine N-Kanal- Inversion muß in beiden Kanalabschnitten 218C' durch Vrc, der Lesespannung, die an das Steuergate 214C während des Lesens angelegt ist, und im Kanalabschnitt 218F durch Vrdo der Drain-Spannung, die an der Drain 220C während des Lesens angelegt ist, und Vrc zum Tragen bzw. Führen des Kanalstroms erreicht werden.
  • Ein Oberflächen-Durchgriff über den Kanal 218 wird in Zellen ohne Zugriff I, d.h., in Zellen, an die weder Vrc noch Vrd angelegt ist und bei Zellen mit teilweisem Zugriff, d.h., bei Zellen,an die lediglich Vrd angelegt ist, aufgrund der Abwesenheit mindestens einer der erforderlichen Reiheninversionen vermieden. Die Länge des Kanals 218 kann daher unter die Durchgriffstrenze der herkömmlichen Zelle 110 verkürzt werden. Die Aufteilung des Kanals 218 in zwei unabhängige Abschnitte 218C' und 218F für die Zugriffssteuerung erhöht die Entwurfswahl verschiedener Dotierungspegel in jedem Abschnitt. Der Dotierungspegel und damit die Kanalinversions-Schwellenspannung irgendeines oder beider Kanalabschnitte kann zum Folgen jeder Entwurfsanwendung verringert, oder auch erhöht, werden. Beispielsweise erreicht ein erniedrigter Schwellenwert im Abschnitt 218C' eine erhöhte Zellenansteuerung während des Lesens ohne nachteilige Beeinflussung des Schreibwirkungsgrades,der proportional von den Dotierungskonzentrationen im Abschnitt 218F abhängt.
  • Ausführungsbeispiel hoher Dichte mit einem Diffusionsbereich Die Dichte der EPROM-Anordnung kann durch Verwendung einer einfachen bzw. einzigen Diffusion bzw. eines einzigen Diffusionsbereiches 320 (Fig. 3A,3B) erhöht werden, die entweder als Source oder als Drain wirkt, abhängig von den Spannungsbeziehungen zwischen den benachbarten Diffusionsbereichen 320L und 320R. Jeder Diffusionsbereich 320,wie die Diffusionsbereiche 320L,320 und 320R in der nnordiiung 340, bilden eine Bit-Leitung, die von allen sie überlappenden schwebenden Gates 314F geteilt wird. Die Steuergates 314A,314B,314C usw. laufen senkrecht zu den Diffusionsbereichen 320 und steuern die Kanalleitung durch Kanalabschnitte 318C' und 318F zwischen jeweils zwei Diffusionsbereichen320. Jeder Diffusionsbereich 320 besitzt einen Kanalabschnitt 318C' und 318F auf jeder Seite. Der Raum bzw. Abstand 319 zwischen benachbarten Zeilen, wie zwischen den Zeilen 314A und 314C, ist ein Isolierbereich, der gebildet wird durch entweder selbst#ausgerichtete Kanal 5 topp-Ionenimplantation, dem sich verlängerte Oxidation anschließt, oder durch konventionelle Isolation durch Isoplanarverfahren. Die erste Isoliertechnik, d.h., die Kanal s topp-Ionenimplantation ist vorzuziehen, da sie eine höhere Anordnungsdichte und eine planarere bzw. ebenere Topographie erreicht, wobei die schwere Kanal s topp-Borionenimplantation vorteilhaft während des Schreibens verwendet werden kann1 da sie die Kanal-Dotierungskonzentration an den Rändern des Kanals als Ergebnis der lateralen bzw. Querdiffusion der implantierten Verunreinigungen von dem Isolierbereich in den Kanalbereich während anschließender Hochtemperaturverarbeitung wesentlich erhöht. Die Kanalränder werden daher der Bereich, in dem die Programmierung vorzugsweise erfolgt. Mit einer schweren Kanal s'topp-lsoli erungsimplantation kann die Kanaldotierung in dem Rest des Kanals 318F 318C' gerade ausreichend niedrig bleiben, um eine etwaspositive Einrichtungsschwellenspannung für eine N-Kanal-Anreicherungs-Einrichtungsart zu erreichen.
  • Jeder Diffusionsbereich 320 ist an einer Durchgangsstelle 337 alle 8 oder 16 Zeilen 314 mit einer Metalleitung 335 kontaktiert, die parallel zu dem Diffusionsbereich verläuft. Die herkömmliche Zelle 110 erfordert dagegen eine Durchgangsöffnung alle zwei Zellen,und jeder nichtgeöffnete Durchgang hat verheerende Anordnungsfehler zur Folge. Im Gegensatz wird jeder Durchgang bei der Anordnung 340 von 8 oder 16 Zellen geteilt, wobei ein nichtgeöffneter Durchgang keinesfalls verheerend ist, da er lediglich den Diffusionsbereich-Bitleitungs-Widerstand etwas erhöht, was bei dem Schaltungsentwurf berücksichtigt werden kann. Das Ergebnis ist eine Erhöhung derZellendichte und ein wesentlicher Vorteil gegenüber der herkömmlichen Anordnung.
  • Die Verfahrenssequenz, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Einrichtung 310 verwendet ist, ist ein Verfahren mit zwei Polysilizium-Pegeln, das einen untenliegenden Drain-Diffusionsbereich unterhalb des schwebenden Gate 314F erfordert, der in dem Verfahren früher vorzusehen ist. Dies erfordert einen zusätzlichen Maskierungsschritt, jedoch kann das zusätzliche Diffundieren als weiterer Pegel zur Zwischenverbindung zur Verwendung bei einer dichten peripheren Schaltungsanordnung verwendet werden (ein selbst#ausgerichtetes Standard-Verarbeiten ermöglicht keine Diffusionen, die unter Polysilizium laufen). Das volle Verfahren für ein Ausführungsbeispiel mit dichter Anordnung wird weiter unten näher erläutert.
  • Die Anordnung 340 erfordert besondere Schreib- und Lesespannungszustände, um sicherzustellen, daß kein zufälliges Programmieren oder fehlerhaftes Auslesen stattfindet. Gemiß Fig. 3H wird, wenn die Zelle A2 ill ihren hohen Schwellenspamlullgszustand zu programmieren ist, die Spalte 335,und damit der darunter liegende Drainbereich 320, da die Spalte 335 mit der Drain 320 über den Durchgang 337 verbunden ist, auf +15V, d.h., Vwd = 15V, gebracht, wobei alle anderen Spalten auf OV sind. Die Steuergate-Zeile 314A wird auf w+20V, d.h., Vwc = +20V, gebracht, wobei alle anderen Zeilen auf OV sind. Die Zelle A2 besitzt nun die richtigen Feldbedingungen für die Injektion heißer Elektroden, d.h., ein hori#ontales Feld von der Source 320L zur Drain 320 und ein vertikales Feld von dem N-Kanal zwischen Source 320L und Drain 320 und dem schwebenden Gate 314F unter dem Gate 314, und wird durch die Injektion von Ladung auf dem schwebenden Gate 314F programmiert. Die Zelle B2 besitzt die richtige Vwd-Spannung, d.h., die Drain-Schreibspannung, jedoch keinen Kanalstrom, da die Spannung an dem Steuergate 314B niedrig ist. Die Zelle A1 besitzt einen invertierten Kanal, jedoch kein beschleunigendes Horizontalfeld, da 335L und Vwd an der Drain 320L niedrig sind. Die Zelle A3 ist die einzige Zelle außer der Zelle A2 mit sowohl beschleunigendem Horizontalfeld zwischen Source und Drain und invertiertem Kanal mit einem starken Feld zur In#'ektion heißer Elektronen. Wegen einer niedrigen Spannung (OV) an der Drain 320R und der nichtsymmetrischen Art der Zelle 310 besitzt jedoch die Zelle A kein schwebendes Gate, das 3 den Kanal-Durchgriffsbereich überlappt, der bei den angegebenen Spannungsbedingungen innerhalb annähernd 1 e m vom Diffusionsbereich 320 auftritt. Daher werden irgendwelche heiße Elektronen, die von dem Kanal injiziert werden, unschädlich am Steuergate 314A statt an dem schwebenden Gate der Zelle A3 gesammelt. Wciter ergibt sich, daß die nichtsymmetrische Art des Aufbaus 310 ein elektrisches Feld über Cf3 zur Folge hat, das sehr viel kleiner für die Zelle A3 ist als für die Zelle A2, da das schwebende Gate der Zelle A über die Kapazität Cd3 mit dem Diffusions-3 bereich 320R gekoppelt ist, der auf OV ist, während das schwebende Gate der Zelle A2 kapazitiv mit dem Diffusionsbereich 320 gekoppelt ist, der auf +15V ist.
  • Aus der obigen Beschreibung ergibt sich, daß die Erfindung vorteilhaft die nichtsymmetrische Art der Einrichtung 310 verwendet hat, um eine sehr dichte Ausführung der Anordnung 340 zu ermöglichen. Beim Herstellen der Anordnung muß darauf geachtet werden, daß das schwebende Gate 314F sich nicht näher als 0,5 - 1,0 e m an den linksseitigen Diffusionsbereich 320 annähert, d.h., der Kanal unter dem Steuergateabschnitt 314C' muß ausreichend lang sein und dessen Dotierungskonzentration muß richtig eingestellt sein, um ein zufälliges Schreiben einer Zelle während des Schreibzyklus einer benac~hbarten Zelle zu vermeiden.
  • Es ist festzuhalten, daß dann, wenn die Zelle derart hergestellt ist, daß Cd3 > CC3, durch Wahl der Filmdicke und der Überlappungsbereiche der Dielektrika, Vwd statt Vwc die dominierende Spannung während des "Schreibens" ist und daher die Spannung Vwc auf +5V gebracht werden kann, nämlich gleich wie Vrc. Dies hat den Vorteil, beim Schaltungsentwurf, daß die gesamte Zeilen-Decodierschaltungsanordnung nun so ausgebildet sein kann, daß sie in dem niederen Spannungsbereich für sowohl Schreiben als auch Lesen arbeitet.
  • Das Lesen der Zelle A2 kann auf vcrschiedenen Wegen erfolgen. Ein Weg ist,alle Spalten 335 auf +5V anzuheben mit der Ausnahme von 335L1 die auf OV ist. Die Zeilenleitung 314A wird ebenfalls auf +5V gebracht, wobei alle anderen Zeilen auf OV sind. Wenn die Zelle A2 in dem niedrigen Schwellenzustand ist, entlädt sie 335 auf OV über den Reihenkanal zwischen 335 (Drain) und 335L (Source). Der Spannungsabfall an 335 wird durch einen Ladungs-Abfrageverstärker am Unterende der Spalte erfaßt, der verriegelt wird, nachdem die Spannung auf der Leitung 335 oder äquivalent dazu die Spannung an der Drain 320, einige lOOmV unter +5V abgefallen ist. Die Zelle A leitet nicht, weil 3 deren Source 320 nicht um eine vollständige Transistor-Schwellenspannung unter deren Steuergate-Spannung (314A) abfallen kann.
  • Wenn die Zelle A2 in ihrem hohen Schwellenzustand ist, leitet sie nicht unter den Bedingungen, die vorstehend erläutert worden sind, wobei 335 oder 320 auf +5V gelassen sind.
  • Der Abfrageverstärker kann den Spannungsabfall an 335 mit dem über eine Bezugszelle ähnlich der Zelle A2 vergleichen.
  • Wegen des zusätzlichen Freiheitsgrades bei der vorliegenden Einrichtung 210,310 (Fig. 2 bzw. 3) kann der Schaltungsentwerfer der Bezugszelle eine mehr oder weniger überlappende Kapazität zwischen schwebendem Gate und Drain Cd2 verleihen als den Zellen der Anordnung, wodurch der Auslösepunkt des Abfrageverstärkers auf einen Zwischenpegel zwischen die "O"- und "1"-Zustände wirksam einstellbar ist ohne Notwendigkeit komplizierter Einrichtungen, um auf dem Chip einen Zwischenspannungspegel zu erzeugen, wobei dieser Spannungspegel auf jeden Fall wesentlich empfindlicher bezüglich Herstellverfahrensschwankungen ist. Es ist jedoch festzustellen, daß das erläuterte Verfahren für das Schreiben und das Lesen lediglich eine der verschiedenen möglichen Alternativen ist.
  • Das Löschen aller Zellen in der Anordnung 340 erfolgt wie bei herkömmlichen Einrichtungen mit schwebendem Gate durch Ultraviolettbestrahlung. Ein anderes Ausführungsbeispiel, das weiter unten erläutert werden wird, ermöglicht ein elektrisches Löschen auf Kosten zusätzlicher Verarbeitungsschritte.
  • Erhöhte verteilte Kapazitäten: Bei jeder Einrichtung mit schwebendem Gate kann deren Spannung von den Spannungen und Kapazitäten abgeleitet werden, die körperlich damit gekoppelt sind. Bei der herkömmlichen Einrichtung 110 ergibt sich diese Spannung (vgl. Fig. 1B) gemäß: In der Gleichung (1) ist QFG die überschüssige Ladung (für Elektronen negativ) an dem schwebenden Gate. Für eine typische Einrichtung 110 ergeben sich folgende Werte: Cc1 = 10 C Cf1 = 5 CO, Csi = 0,5 CO Cdl = 0,5 C01 wobei CO eine Kapazitätseinheit ist, deren Größe von der Dicke und der Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Isolation um 114F abhängt. Mit QFG = 0 (nichtprogrammierte Einrichtung) ergibt sich aus (1): Lesen (VD D VG = 5V,X VFG 110 = 3,3V (1a) V5 = Vg = OV) (VD = VG = 15V u VS= VB = OV) Im Vergleich dazu ergibt sich für die Zelle 210 gemäß der Erfindung die Spannung des schwebenden Gates (vgl. Fig. 2B) Bei einer typischen Einrichtung 210 ergeben sich unter Verwendung der gleichen Einheit CO folgende Werte: C2 = 12 CO, Cf2 = 2,5 CO, Cd2 = 10 C0.
  • Cc2 ist relativ zu C 1 erhöht wegen des zusätzlichen Bereiches des schwebenden Gates über der Drain. Cf2 ist kleiner als Cf1, da lediglich die Hälfte des Kanals (218F) mit 214 F gekoppelt ist. Cd2 ist erhöht wegen der beabsichtigten Drain-Überlappung.
  • Es ist weiter festzuhalten, daß das Dielektrikum zwischen 214F und der Drain thermisch auf einem Einkristall-Silizium gewachsen ist und daher dünner gemacht werden kann Iid daher eine höhere Kapazität pro Flächeneinheit besitzen kann als bei dem die Kapazität C c2 bildenden Dielektrikum, das auf einem polykristallinen Silizium-Werkstoff für das schwebende Gate gewachsen ist. C52 ist Null, da das schwebende Gate nicht den Source-Diffusionsbereich überlappen muß. Diese Werte ergeben für den Fall QPG = O aus der Gleichung (2): Lesen (VD D VC = 5V : VFG210 = 4,5V (2a) V5 B VB = 0V) Schreiben (VD= Vc = 15V : VFG210 = 13,5V (2b) VS VB OV) Für maximale Ansteuerung während des Lesens sollte VFG so groß wie möglich sein, um den Kanal 118 oder 218F stark zu invertieren. Für die gleiche Transistor-Kanalbreite und -länge zeigen die Gleichungen (la) und (2a), daß die Zelle 210 eine erheblich bessere Ansteuerung besitzt als die Zelle 110, wobei die Ansteuerung proportional zu (VFG - Vt)2 ist, wobei Vt die Schwellenspannung des schwebenden Gates von ungefähr +1,OV ist.
  • In ähnlicher Weise sollte für ein maximales Injektionsfeld während des Programmierens VFG so hoch wie möglich sein, wobei dies, wie sich aus den Gleichungen (lb) und (2b) ergibt, für die Anordnung 210 höher ist als für die Anordnung 110. Zusätzlich ist, da VFG210 um 3,7V höher ist als VFG1tO, die wirksame überschüssige Ladung QFG, die am Ende des Programmierimpulses gespeichert ist, um das Äquivalent von 3,7V in der Zelle 210 höher gegenüber der Zelle 110, d.h., das Spannungsfenster zwischen dem O- und dem tg1-Zustand wird um 3,7V erhöht, was die Nichtflüchtigkeit verbessern kann. Es ergibt sich aus der obigen Erläuterung, daß der verbesserte Lese- und Schreib-Wirkungsgrad der Zellen 210, 310 für eine kleinere bzw. hochdichtere Zelle oder für niedrigere Betriebsspannungen ausgenutzt werden kann.
  • Die Gleichung (2) stellt auch die weiter oben stehenden Ausführungen bezüglich der Entwicklungsflexibilität klar durch Ändern von VFG an der Bezugszelle des Abfrageverstärkers durch einfaches Erhöhen oder Erniedrigen der Cd2 -Komponente.
  • Fig. 4 zeigt,daß bei einem Verhältnis von Cd zu C ,das größer als die herkömmliche Grenze ist, der erfindungsgemäße Aufbau die Spannung an dem schwebenden Gate um einige Volt während der Programmierungs-Betriebsart der Zelle erhöht und um 1V erhöht während der Lesebetriebsart der Zelle. Die herkömmliche Zelle arbeitet mit einem Verhältnis von Cd/Cc von weniger als 0,2. Daher ergibt sich die Beziehung der Spannung an dem schwebenden Gate zur Drain-Spannung von 5V beispielsweise während des Lesebetriebs wie gemäß den drei Punkten an dem linken Abschnitt der unteren Kurve in Fig. 4. Bei dem Aufbau gemäß der Erfindung ändert sich die Spannung am schwebenden Gate von etwas unter 4V bis auf etwas unter 5V für eine Drain-Spannung von 5V während des Lesens. Bei dem herkömmlichen Aufbau schwankt dagegen die Spannung des schwebenden Gates zwischen 3 und etwa 3,75V.
  • In ähnlicher Weise erreicht während des Programmierbetriebes ein herkömmlicher Aufbau eine Spannung von etwa 9-llV an dem schwebenden Gate, wenn das Kapazitätsverhältnis Cd/C dc unter 0,2 ist. Bei dem Aufbau gemäß der Erfindung ergibt sich jedoch eine Spannung für das schwebende Gate von etwa 11,5 bis 14V für eine Drain-Spannung von 15V während des Programmierbetriebes. Diese höheren Spannungen zeigen den Unterschied zwischen dem herkömmlichen Aufbau und dem erfindungsgemäßen Aufbau und insbesondere ~ - während des Prog 3imm2' erbetriebes ,zeigt die z alllllz? des # tijIlljektioJlswilkt :ikiiiigsgrades während des Programmierens und des Kanal-Steilheitswertes während des Lesens der Zelle.
  • Elektrisches Löschen: Bei einem großen Anwendungsbereich ist es unbequem, ultraviolettes Licht zum Löschen der Ladung QFG auf dem schwebenden Gate zu verwenden. Die Zellen 210,310 können so geändert werden, daß das Löschen elektrisch durchgeführt werden kann. Dies kann dadurch erfolgen, daß ein kleiner Bereich 215F,315F,567F hinzugefügt wird, in dem das Dielektrikum zwischen dem schwebenden Gate 214 und dem Substrat 218 ausreichend dünn ist, damit eine Elektronenleitung durch Durchtunnelung bei Hochfeldbedingungen möglich ist.
  • Der Durchtunnelungsstrom ist exponentiell abhängig von dem über 315F angelegten elektrischen Feld. Beispielsweise kann, wenn 10V angelegt sind, der Bereich 315F eine Stromdichte von 1 mA/cm­ leiten, während er dann, wenn 8V angelegt sind, lediglich einen Strom von lnA/cm leitet. Die sehr starke Feldabhängigkeit wird vorteilhaft bei dem folgenden Ausführungsbeispiel verwendet, um ein zufälliges Programmieren oder Löschen in nichtgewählten Zellen zu verhindern.
  • Das Schreiben kann wie bei den Einrichtungen 210 und 310 durch Injektion heißer Elektronen zusammen mit etwas Durchtunneln erfolgen. Wie bei der Einrichtung 210,310 tritt keine Injektion heißer Elektronen in teilweise gewählten Zellen auf, wobei zusätzlich keine Tunnelung in diesen Zellen ermöglicht wird, da VFG unter dem Schwellenfeld für ein wirksames Tunneln liegt, wenn lediglich nur eine, jedoch nicht beide Spannungen VD und VC auf der hohen Programmierspannung sind. Beispielsweise sei angenommen, daß die Dicke und die Dielektrizitätskonstante von 215F derart ist, daß VFG 9V überschreiten muß, mit VB = OV, um ein Durchtunneln zu erreichen. Aus der Gleichung (2) mit der Annahme Ct2 = 2 CO ergibt sich, daß eine programmierte Zellle VFG = 13,5 V besitzt, wie zuvor, undein Durchtunneln erreicht, während eine Zelle mit teilweisem Zugriff VFG = 6,8V mit VC = 15V und VD = OV, oder VFG = 5,7V mit VC = OV und VD = 15V besitzt, wobei dies jeweils zu niedrig ist, um ein Durchtunneln zu erreichen. Wieder wird hier die Drain-Kopplungskapazität Cd2 vorteilhaft verwendet: Zum Erhöhen des FeXis an der gewählten Zelle und zu dessen Inhibieren bzw. Sperren bei allen anderen nichtgewählten Zellen der Anordnung.
  • Das Löschen wird durch Anlegen eines Pulses mit typisch -20V an 314 und durch Erden bzw. an Masse legen aller Spalten-Diffusionsbereiche 320 erreicht, wobei auch das Substrat 311 geerdet ist bzw. an Masse liegt. Aus der Gleichung (2) ergibt sich dann für die Zellen längs der Zeile mit Zugriff: Bei QFG = ° (nichtprogrammiert) ist das Löschfeld schwach,jedoch tritt das Löschen durch Durchtunnelung (Elektronenejektion) weiterhin auf und wird zugelassen, um den Schwellenwert des Kanalabschnittes 318F in den Verarmungsbereich zu bringen (dies wird jedoch nicht für den Reihen-Kanalabschnitt 318C' zugelassen, der in dem Anreicherungsbereich verbleibt).
  • Wenn QFG negativ ist (programmierte Einrichtung), erhöht das Feld aufgrund der überschüssigen Elektronen auf dem schwebenden Gate das Tunnelungs-Löschen sehr stark,bis alle derartigen überschüssigen Elektronen zur vollständigen Löschung entfernt worden sind. Dies dauert typisch 1-1O/ts.
  • I)er Aufbau der Zeile und der Spe iclicranordiiung gemäß der Erfii#<iuTig wird gemäß der folgenden Verarbei tuiigs schrittsequenz durchgeführt.
  • In einem ersten Ausführungsbeispiel beginnt das Verfahren mit einem P-Siliziumsubstrat 530 mit einem spezifischen Widerstand von annähernd 10 n cm und mit einer Kristallorientierung <100> (Fig. 5A). Es ist jedoch auch möglich, mit einem N-Siliziumsubstrat 532 (Fig. 7) mit einem spezifischen Widerstand von annähernd 20 cm und mit einer Kristallorientierung (100> zu beginnen und darin Bereiche 531 aus isolierten P-Vertiefungsbereichen bzw. P-Wannen (weil) zu bilden, wie das bei CMOS-Herstellverfahren üblich ist.
  • Derartige P-Vertiefungsbereiche oder -wannen 531 können in dem N-Substrat durch Dotieren der erforderlichen Siliziumbereiche mit Bor und durch dann Ansteuern des Dotierungsmittels in einem Diffusionsschritt erreicht werden.
  • Obwohl dies ein zusätzlicher Schritt in dem Verfahrensablauf ist, ermöglicht er zusätzliche Flexibilität für den Schaltungsentwerfer, da die Steuerschaltungsanordnung in einer P-Wanne hergestellt werden kann, die von der P-Wanne elektrisch isoliert sein kann, in der die Speicheranordnung hergestellt wird. Es ist dann beispielsweise möglich, negative Spannungen an dem Chip von einer positiven Versorgungsspannung zu erzeugen oder hohe Programmierspannungen an die P-Wanne der Anordnung, jedoch nicht an die in getrennten P-Wannen hergestellten peripheren Einrichtungen anzulegen.
  • Anfangs wird ein Maskierungsoxid gewachsen unter Verwendung von Standardoxidierungstechniken bis zu einer Dicke von etwa 2000 2. Fenster werden dann durch dieses Oxid hindurch#gebildet zu dem darunter liegenden Substrat in der Form langer' Streifen.
  • Eine ausgewählte Verunreinigung, d.h., ein Dotierungsmittel wie Arsen oder Phosphor wird dann in dem Substrat durch diese Öffnungen angeordnet zur Bildung mehrerer Source-Drain-Bereiche (520DL, 520D und 520DR in Fig. 5A) der zu bildenden Zellen unter Verwendung üblicher Dotierungstechniken wie Diffusion oder Ionenimplantation. Typischerweise ist die Dotierungssonzentration dieser Bereiche derart, daß diese Bereiche eine N+-Leitfähigkeit besitzen, d.h., eiiie Dotierungskonzentration über 1018 8Atome/2.Jeder Bereich kann als Source oder als Drain wirken, abhängig von seiner Vorspannung, weshalb jeder dieser Bereiche als Source-Drain-Bereich bezeichnet wird.
  • Als nächstes wird der Aufbau oxidiert,bis etwa 1000 Silizium in jedem Source-Drain-Bereich 520 verbraucht sind zum Ansteuern des Dotiermittels und zur Bildung einer Stufe in dem Silizium für zukünftige Maskenausrichtung.
  • Das Silizium unter dem Maskierungsoxid oxidiert wesentlich langsamer als das Silizium in einem Source-Drain-Bereich.
  • An diesen Schritt schließt sich ein Abstreifen des gesamten Oxids von der Wafer an.
  • Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel besteht die Maskierungsschicht zum Bilden der Source-Drain-Bereiche aus einer dünnen Siliziumdioxidschicht (größer als 50Â), die mit einer Schicht aus Siliziumnitrid bis zu einer Dicke von etwa 10002 abgedeckt ist (550 bzw. 560 in Fig. 6A). Fenster werden dannin diesem Nitrid und Oxid hindurch bis zum darunter liegenden Substrat in Form langer Streifen gebildet und die N+ -Bereiche werden durch Dotieren wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel gebildet. Diese freiligenden Source-Drain-Bereiche werden dann in einem Dicken-Bereich zwischen 200A und 60002 oxidiert. Im Gegensatz zum vorherstehenden Ausführungsbeispiel wird dieses Oxid nicht abgestreift und bildet die Gateisolation 568 über dem Drain-Bereich 520D.
  • Anschließend wird das maskierende Siliziumnitrid 560 weggeätzt und wird die dünne Oxidschicht 550 tauchgeätzt, wodui~cli dns Silizium 518 in dem Kanalbereich, jedoch nicht iiber dem Dra#n-i0ereich, freigelegt wird (das Oxid 568 über der Drain wird zu einer Dicke gewachsen, die ausreicht, um bezüglich einem teilweisen Verdünnen während des Tauchätzens zu kompensieren), Eine dünne dielektrische Schicht 567F (Fig. 6B) wird dann in dem Kanalbereich 518 gebildet.
  • Dies kann ein thermisches Oxid sein, das in dem Dickenbereich von 502 bis 10002 gewachsen ist/ oder ein thermisches Nitrid mit einer Dicke von weniger als 2002. Der Rest des Verfahrens bei diesem Ausführungsbeispiel entspricht dem des ersten Ausführungsbeispiels. Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Ausführungsbeispielen besteht darin, daß in ersterem die Gate-Isolation in dem gleichen Schritt für sowohl die Isolation über der Drain als auch der über dem Kanal erfolgt, während bei dem zweiten Ausführungsbeispiel bei den beiden Bereichen deren Gateisolation in zwei unabhängigen Schritten gebildet wird, wodurch ein zusätzlicher Freiheitsgrad für die Wahl ihrer jeweiligen Dicken oder Bestandteile gegeben wird, wodurch deren Kapazitäten pro Flächeneinheit beeinflußt wird. Wie in Gleichung (2) dargestellt, sind die relativen Werte der Kapazitäten Cd2 und Cf2 von entscheidender Bedeutung für den Wirkungsgrad der Einrichtung für alle Programmierbetriebsarten. Deshalb ist die Möglichkeit der unabhängigen Steuerung der Dielektrika 568 (die C d2 beeinflußt) und 567F (die Cf2 beeinflußt) von bestimmtem Vorteil.Zusätzlich ergibt die Bildung einer sehr dünnen Isolierung 567F mit Bildung einer dickeren Isolierung 568 eine elektrisch programmierbare und elektrisch löschbare Einrichtung (EEPROM), da die dünne Isolierung 567F zum Programmieren und Löschen durch elektronisches Durchtunneln verwendet werden kann, während das dickere Oxid 568 zum Verbessern der Kopplung des schwebenden Gates 514F mit der Drain (Cd2) dient, ohne eine Durchtunnelung des Drain-Diffusionsbereiches zu ermöglichen.
  • Wieder bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Gateoxid 526F mit einer Dicke von 50-1000#, abhängig von den Schaltungsbedingungen, über der Oberfläche der Wafer gewachsen. Bekanntlich kann die Geschwindigkeit der thermischen Oxidation über einem stark dotierten N -Bereich, wie 520D ein Mehrfaches höher sein als die Oxidationsgeschwindigkeit über einem wenig P -dotiertem Bereich, wie 518. Durch Steuern der N+-Do 18 -3 der N -Dotierungskonzentration in dem Bereich von 5 x 10 cm bis 5 x 1019cm3 ist es möglich, die Oxid-Wachsgeschwindigkeit über sowohl dem ganalbereich 518 als äuch über dem N -Drainbereich 520D richtig zu steuern. Beispielsweise wird, wenn eine EPROM-Einrichtung (elektrisch programmierbar und durch Ultraviolettlicht löschbar) erforderlich ist, das Oxid 526F über dem Kanal 518 bis zu einer Dicke von zwischen etwa 200 und 100025gewachsen und wird das Oxid über der Drain 520 nur geringfügig dicker. Wenn eine EEPROM-Einrichtung (elektrisch programmierbar und elektrisch löschbar) erforderlich ist, wird das Oxid 526F über dem Kanal dünner gewachsen, in dem Bereich von 5O-20O#, um ein Durchtunneln zu ermöglichen,und kann die Dicke des Oxids über der Drain 520 wesentlich dicker sein, wenn erwünscht ist, daß über der Drain kein Durchtunneln erfolgen soll. Andererseits kann das Oxid über 518 wie für die EPROM-Einrichtung gewachsen werden und kann dann ein Bereich für Durchtunnelungsoxid definiert werden mittels eines besonderen Maskierungsschrittes (vgl. US-PS 4 115 914) durch zunächst Ätzen des Oxids 526F in dem Bereich gemäß 515F (Fig. 5B) und dann Wachsen eines dünnen Durchtunnelungsoxids auf der freiliegenden Siliziumoberfläche bis zu einer Dicke in dem Bereich von 50-2002.
  • An den Gate-Oxidierungsschritt schließt sich das Implantie ren einer P-Verunreinigung (vorzugsweise Bor) durch das Gate-Oxid 526F an zum Dotieren des Kanalbereiches, wie des Bereiches 518L oder 518 zwischen jeden direkt benachbarten Paaren von Source-Drain-Bereichen 520 mit einer Oberflächenkonzentration von 1012 bis 1013 Verunreinigungsatome pro cm .
  • Diese Implantation tritt bei etwa 50 keV auf. Es ist auch möglich, die Implantation unmittelbar vor dem Gate-Oxidierungsschritt durchzuführen. Der tatsächliche Dotierungspegel in den Kanalbereichen hängt von dem erwünschten Einrichtungsschwellenwert und der erwünschten Programmierungsspannung ab.
  • In Anschluß an die Bor-Implantation wird polykristallines Silizium 514 über der Oberseite der Wafer bis zu einer Dicke von etwa 1000-3000 unter Verwendung üblicher Polysilizium-Niederschlagungstechniken niedergeschlagen (vgl. Fig. 5B).
  • Das polykristalline Silizium wird dann in den N+ -Leitfähigkeitstyp umgesetzt mittels üblicher Dotierungstechniken.
  • Typischerweise wird Phosphor zum Dotieren des Polysiliziums verwendet, obwohl auch andere N-Dotiermittel bzw. -Dotierstoffe gegebenenfalls verwendet werden können.
  • Das polykristalline Silizium 514 wird anschließend maskiert und unter Verwendung üblicher Techniken geätzt zur Bildung mehrerer Streifen, wobei jeder Streifen wie der Streifen 514F parallel und direkt über einem Teil eines einzig entsprechenden N -Source-Drain-Bereichs, wie des Bereichs 520D, ist. Jeder Streifen überlagert nicht nur einen entsprechenden Source-Drain-Bereich, sondern überlagert auch einen Teil des Kanalbereichs 518 links dieses Diffusionsbereiches (wobei der Begriff "links" sich auf die linke Seite des diffundierten N+-Source-Drain-Bereichs 520 bezieht, wenn dieser Bereich in dem Querschnitt wie gemäß Fig. 3A oder Fig. 5C betrachtet wird). Der Maskierungsschritt zum Definieren der Streifen, wie des Streifens 514F, ist ein kritischer Ausrichtschritt.
  • Er ist der einzige Schritt des Verfahrens, der eine außerordentlich gute Ausrichtung zwischen dem Polysiliziummuster 514F und dem Source-Drain-Diffusionsbereichsmuster 520 erfordert. Wenn der Streifen 514F zu deutlich nach links gegenüber dem Diffusionsbereich 520 fehlausgerichtet ist, ist die sich ergebende Einrichtung mit ihrem schwebenden Gate enger an den Kanal gekoppelt und weniger eng an die Drain, und umgekehrt bei einer Fehlausrichtung in der Gegenrichtung. Die Breite der Diffusionsbereiche 520 und Abstünde 518 muß derart gewählt werden, daß die Einrichtung bei all ihren unterschiedlichen EPROM- und EEPROM-Ausführungsformen in allen Programmier und Lesebetriebsarten arbeitet, auch bei extremen Fehlausrichtungsfällen zwischen diesen beiden Schichten. Diese Forderung einer engen oder knappen Ausrichtung ist für dieses Verfahren und für diese ist Einrichtung einzigartig. Es eine mit den neuesten Entwicklungen auf dem Gebiet des Lithographiedruckes vergleichsweise einfach zu erfüllende Forderung (10:1-Verkleinerungsdrucker). Bei einer typischen hochdichten Anordnung soll das Ausmaß der Fehlausrichtung bei diesem Maskierungsschritt nicht etwa i 1,0 rm überschreiten. Fig.
  • 5C zeigt den Aufbau, wie er nun vorliegt, mit dem P-Substrat 530, in dem die N -Soruce-Drain-Bereiche, wie beispielhaft durch den Bereich 520D dargestellt, ausgebildet sind, wobei ein Gate-Oxid 526F über die Oberfläche der Einrichtung gebildet ist, wobei schwebende Gates aus polykristallinem Silizium, wie beispielhaft das Gate 514F, über dem Source-Drain Bereich 520 ausgebildet sind, derart, daß ein Teil des schwebenden Gates 514F sich über den Kanalbereich 518L zwischen dem Source-Drain-Bereich 520D und dem Source-Drain-Bereich 520DL erstreckt, und wobei P-Kanalbereiche 518L und 518 auf der linken und der rechten Seite des Source-Drain-Hereiches 520 gebildet sind.
  • Die polykristallinen Siliziumstreifen 514F,514FL und 514FR, beispielsweise, erstrecken sich längs der Oberfläche der Einrichtung und werden einem zweiten Maskierungs- und Åtz-Betriebsschritt unterworfen zum Abgrenzen bzw. Bestimmen der seitlichen oder Querabmessungen jedes schwebenden Gates 514 (die drei Streifen 514FL,514F und 514FR sind lediglich beispielhaft, selbstverständlich ist lediglich ein kleiner Teil einer gesamten Speicheranordnung zu Darstellungszwecken wiedergegeben und erstrecken sich Aufbauten ähnlich den dargestellten beiderseits oder an allen Seiten der in beispielsweise in Fig. 5A-5G und Fig. 3A, Fig. 313 dargestellten Anordnung). Jedoch wird zunächst die Anordnung in ansich bekannter Weise oxidiert, um eine Oxidschicht 526C ausgewählter Dicke (typisch annähernd 10002) über der freiliegenden Oberseite jedes Streifens 5i4F aus polykristallinem Silizium zu bilden.
  • In Anschluß an die Bildung des Oxids 526C wird eine zweite polykristalline Siliziumschicht 514C bis zu einer Dicke von annähernd 2000-5000 niedergeschlagen. Die Schicht 514C meist im Anschluß an einen Maskierungs- und Ätzschritt die Gate-Elektrode für eine Zeile von Speicherzellen auf.
  • Der sich ergebende Aufbau ist im Querschnitt in Fig. 5D dargestellt und ist in Aufsicht in Fig. 5E wiedergegeben. Zu diesem Zeitpunkt überdeckt die zweite polykristalline Siliziumschicht 514C die Oberseite der Einrichtung wie ein Blatt.
  • Unter diesem Blatt sind Streifen aus polykristallinem Silizium 514FL,514F und 514FR (Fig. 5E) angeordnet und unter zumindest einem Teil jedes dieser Streifen ist ein entsprechender Source-Drain-Bereich wie 520DL, 520D bzw. 520DR angeordnet.
  • Vor dem Wachsen des Oxids 526C wird die Einrichtung bei einem Ausführungsbeispiel einer Oxid-Ätzung unterworfen zum teilweisen Wegätzen bis 2002 des Gate-Oxid 526F in den freiliegenden Bereichen zwischen Streifen 514FL,514F und 514FR aus polykristallinem Silizium. Die zweite Oxidschicht 526C wird dann auf der Einrichtung gewachsen. Das Oxid 526C weist das Zwischenelektroden-Isolieroxid zwischen den schwebenden Gates 514FL, 514F und 514FR (Fig. 5C,5D) und der zu bildenden zweiten polykristallinen Siliziumschicht 514C auf, von der die Steuergate-Elektroden gebildet werden.
  • Der zum Bilden der Oxidschicht 516C verwendete Oxidierungs Verfahrensschritt kann auch zum im wesentlichen Verringern der Borkonzentration in dem Kanalbereich verwendet werden, der nicht durch die schwebenden Gates 514FL,514F und 514FR überdeckt istounter vorteilhafter Ausnutzung der Bor-Rückverteilung in das gewachsene Oxid. Dies verringert in günstiger Weise die Schwellenspannung dieses Teils des Kanals, der nicht unter den Bereichen der schwebenden Gates 514FL,514F und 514FR liegt,und erhöht dadurch die Durchlässigkeit bzw. Steilheit (transconductance) dieses Teils des Kanals.
  • Die Bildung der Oxidschicht 526C dient auch dazu, bei den EEPROM-Ausführungsbeispielen dieeDicke des Tunneloxids 567F (Fig. 6C) in dem freiligenden Bereich 569, wenn das schwebende Gate 514F definiert worden ist, im wesentlichen zu erhöhen.
  • Wirksam wird dann für das EEPROM-Ausführungsbeispiel, das in Fig. 6C im Schnitt dargestellt ist, die Fläche des dünnen Tunnel-Oxids definiert dadurch, daß es durch ein dickeres Oxid an allen vier Seiten umgeben ist, dem Oxid 568 über der Drain, dem Oxid 569 über dem Rest des Kanals und dem Isolieroxid 319 (Fig. 3B) auf beiden Seiten des schwebenden Gates 514F.
  • Andererseits kann die Zwischenelektroden-Isolierung 526C durch Niederschlagen von Siliziumnitrid oder andererseits durch einen Verbundaufbau gebildet werden, wie er durch eine kl zc Oxidation gebildet wird, an die sich der Niederschlag von Siliziumnitrid anschließt. Derartige Sandwich- Aufbauten wuraelauf dem Gebiet der Halbleitertechnik bereits angegeben.
  • In Anschluß an die Bildung des Dielektrikums 526C wird eine zweite leitende Schicht 514C niedergeschlagen. Diese Schicht kann aus polykristallinem Silizium bestehen oder aus irgendeiner Form eines Silizids niedrigen spezifischen Widerstands oder einem feuerbeständigen Metall, das einer anschließenden Oxidierung widerstehen kann. Vorzugsweise weist diese Schicht polykristallines Silizium auf.
  • In Anschluß an die Bildung der zweiten polykristallinen Siliziumschicht 514C wird die Einrichtung maskiert und geätzt zur Bildung von Streifen der polykristallinen Siliziumschicht 514C senkrecht zu den zuvor gebildeten polykristallinen Siliziumstreifen 514 FL,514F und 514FR. Das Ätzverfahren wird fortgesetzt durch das Dielektrikum 526C und die polykristallinen Siliziumstreifen 514FL,514F und 514FR zum Freilegen des darunter liegenden Gate-Oxids 526F. Als Ergebnis ergibt sich ein Aufbau wie gemäß der Aufsicht in Fig. 5G, bei dem jedoch die Metalleitungen 535 nicht vorgesehen sind.
  • Sehr wesentlich kann das erläuterte Bor-Feldimplantieren zwischen den Source-Drain-Bereichen 520DL,520D und 520DR gegebenenfalls bei diesem Schritt des Verfahrens durchgeführt werden. Wenn dies der Fall ist, tritt die Feldimplantierung in den Bereichen 539 und 519 auf, die in Fig.5E in Aufsicht und weiter in Fig. 5G in Aufsicht dargestellt sind. In diesem Schritt wird das Bor bis etwa 1 - 5xlO 3 Atomen 2 pro cm implantiert. Die Borimplantation ist automatisch selbstausgerichtet auf die komplementäre Fläche von ersten und zweiten polykristallinen Siliziumschichten (514F,514C, Fig. 5D,5E und 5G), wie das durch Bereiche 539 und 519 in den Fig. 5E und 5G dargestellt ist. Die N+-Diffusionsbereiche 520D überkompensieren automatisch das Bor in jenen Flächen, in denen Bereiche 520D zur Ionenimplantation freigelegt worden sind.
  • Das Bor verhindert eine Feldinversion bei hohen Programmierspannungen, die an die Drain- und Gate-Elektrode 520D bzw.
  • 514C angelegt sind, und verbessert auch die Kanal-Dotierung an den Rändern 520 (Fig. 5E) der Kanalbereiche jeder Einrichtung mit schwebendem Gate, um so wiederum den Programmierwirkungsgrad zu erhöhen. Dies tritt auf, weil die Injektion heißer Elektronen in einem hochdotierten Bereich des Kanals wirksamer ist als in etwas ärmer dotierten Bereichen des Kanals. Gleichzeitig ist jedoch, weil lediglich die Ränder 529 (Fig. 5E) jedes Kanals zwischen beispielsweise den Source-Drain-Bereichen 520D und 520DR (Fig. 5C) eine höhere Dotierungskonzentration besitzen, die Steilheit der Kanalbereiche 518C' und 518F, beispielsweise, nicht verringert. Bei dieser Ausbildung ist das polykristalline Silizium, von dem die Bereiche der schwebenden Gates 514F, 514FL und 514FR gebildet worden sind, weggeätzt worden zur Bildung einzelner schwebender Gates vor der Ionenimplantation in den Feldbereichen zwischen den schwebenden Gates.
  • Bei einem anderen Verfahren kann das Bor in den Abschnitt des Feldes des freiliegend bleibenden und durch leitende Streifen 514 und 514FL,514F und 514FR, wie gemäß Fig. 5E, gebundenen bzw. begrenzten Aufbau implantiert werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Ionenimplantation wirksam automatisch selbstausgetichtet zu der Komplement-Fläche von erster und zweiter polykristalliner Siliziumschicht 514F und 514C, die durch den Bereich 539 in Fig.5E wjedcj'gegeben ist. Dies verringert annähernd um die Hälfte die Übergangskapazität des Diffusionsbereiches 52ob, beispielsweise, mit dem Kanalbereich und dem Feld, dalediglich die rechte Seite jedes Diffusionsbereiches 520 (Fig.5C, 5D,5E) stark P-dotiert ist aufgrund der Feld-Ionenim1#1#ntation, wobei jedoch ein geeigneter Schutz gegen Leckwege erreicht ist. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Bor mit etwa i-5 x 2013 Atome pro cm implantiert.
  • Ein isolierender thermischer Oxidationsschritt wird als nächstes durchgeführt, um eine isolierende thermische Oxidschicht von etwa 1000-5000 2 Dicke über der Oberseite und die Feldbereiche der Einrichtung zu wachsen. Diese Oxidierung oxidiert auch die Seitenbereiche von ersten und zweiten polykristallinen Siliziumschichten (514FL, 514F,514FR und 514C), die durch den Ätzvorgang freigelegt sind, der die zweite polykristalline Siliziumschicht 514C in Steuergate-Streifen und die erste polykristalline Siliziumschicht in isolierte schwebende Gates bildet bzw.
  • aufteilt.
  • Über dem thermischen Oxid, das in der Zeichnung nicht dargestellt ist, wird als nächstes ein phosphordotiertes Pyroglas niedergeschlagen, das mittels üblicher thermischer Verarbeitung gesintert und "rückgeflossen" ist. Das phosphordotierte Glas erreicht einen zusätzlichen Schutz derEinrichtung gegen unerwünschte Verunreinigungen bzw. Verschmutzungen, die die elektrischen Eigenschaften der Einrichtung ändern.
  • Der Rest des Verfahrens ist üblich.
  • In Fig. 5F ist der vollständige Aufbau vor dem Niederschlag der Kratzschutzschicht dargestellt. Die Schicht 534 ist ein rückgeflossenes phosphordotiertes Glas zum Glätten der Oberflächentopographie,und die Schicht 535 weist Metallleiter auf, die parallel zu den Source-Drain-Bereichen (z.B. 520D) und über den entsprechenden Source-Drain-Bereich (520DL) verlaufen. Ein Kontakt wird zwischen jeder Metalleitung 535 und dem unter dieser Leitung liegenden Source-Drain-Bereich 520 alle 8-16- Zellen erreicht, wie das durch den Durchlaß 537 in Fig. 5G dargestellt ist, wobei eine Aufsicht dieser Anordnung in Fig. 5F wiedergegeben ist. Dieses Merkmal erhöht die Anordnungs-Packungsdichte sehr stark durch Verringern der Anzahl der Durchlässe, die zum Kontaktieren jedes Source-Drain-Bereiches 520 erforderlich sind.
  • Die obige Erläuterung bezog sich auf lediglich die Bildung programmierbarer Einrichtungen in der Anordnung. Transistoren, die in der Peripherie der Einrichtung zum Decodieren, Puffern und für logische Betriebsschritte verwendet werden, werden in üblicher Weise unter Verwendung entweder der ersten polykristallinen Siliziumschicht oder der zweiten polykristallinen Siliziumschicht oder der Metallisierung für die Gate-Elektroden hergestellt. Diese Einrichtungen können auch zusätzliche Maskierungsschritte erfordern, wie für die Bildung von Transistoren mit zu den Gates selbst uusgericllteten Sources und Drains. Die periphere Schaltungsanordnung kann selbstverständlich unter Verwendung üblicher isoplanarer MOS-Technik hergestellt werden.
  • Die Verarbeitungsschritte bzw. Herstellschritte für ein anderes Ausführungsbeispiel der EEPROM-Einrichtung (elektrisch löschbare Einrichtung im Gegensatz zu der vorstehend erläuterten Ultraviolett-löschbaren Einrichtung) ist identisch dem vorstehend erläuterten mit der Ausnahme eines zuslitzi i ehen Mnsk.i eruiigssciwittes zwischen der Implantation von 1#o# zur Bildung der Sourc e- I)rain-Bereiche 520 der Finriclltung und der Niederschlagung von polykristallinem Silizium,von dem die schwebenden Gateelektroden 514F usw.
  • gebildet werden. Die Flächen für das dünne Durchtumielungs-Dielektrikum werden in dem Oxid 526 F unter den schwebenden Gates 514FL,514F und 514FR, beispielsweise (Fig. 5C), die den Kanalbereich überdecken, der von den Source-Drain-Bereichen 520DL,520D und 520DR entfernt ist, gebildet. Das Gateoxid 526F wird dann in diesen definierten Bereichen bis zu dem darunter liegenden Silizium weggeätzt und der Aufbau wird dann von neuem oxidiert zur Bildung eines Gateoxids von etwa 50-i50X.
  • Alternativ wird ein tiermisches Nitrid bis zu einer Dicke von etwa 50-1002 in dem freiliegenden Bereich gewachsen.
  • Die zuvor beschriebene mit dem Niederschlagen der ersten polykristallinen Siliziumschicht beginnende Verarbeitungssequenz folgt dann.
  • Als Merkmal des letzteren alternativen Ausführungsbeispiels wird jede Fläche des Tunnelungs-Oxids, das freiliegt, wenn die polykristalline Siliziumschicht 514 definiert wird und geätzt wird bis zu einer Dicke, bei der keine Tunnelung auftreten kann, während der folgenden Oxidation der Wafer oxidiert zur Bildung des Zwischenelektroden-Isolieroxids 526C.
  • Die erläuterte Einrichtung führt zu einer insbesondere dichten und kompakten Anordnung. Vorzugsweise ist gemäß der Erfindung das Verhältnis der Kapazität Cd zwischen Drain und schwebendem Gate und der Kapazität Cc zwischen schwebendem c Gate und Steuergate größer als 0,3. Herkömmlich wurde dieses Verhältnis vorzugsweise auf höchstens 0,1 gehalten. Fig. 4 zeigt, wie erläutert, die wirksame Erhöhung des Potentials des schwebenden Gates als Ergebnis der Erhöhung des Verhältnisses dieser beiden Kapazitäten.
  • Der erfindungsgemäße Aufbau verhindert im Gegensatz zu herkömmlichen Aufbauten das Drain-Durchschalten während des Lesebetriebes. Von weiterem Interesse ist es, daß diese Anordnung auch die Forderungen nach höherer effektiver Gatespannung aufgrund einer positiven Ladung des schwebenden Gates nach einer Deprogrammierung vermeidet und daher einen Betrieb auf den rechtsseitigen Abschnitten der Programmier-Wirkungsgradkurve vermeidet, dadurch, daß kein N-Bereich wie bei herkömmlichen Anordnungen unter dem schwebenden Gate vorgesehen ist. Zusätzlich kann der Aufbau gemäß der Erfindung ein Steuergate lediglich zum Durchschalten des Kanals direkt unter dem Steuergate und nicht unter dem schwebendem Gate verwenden. Weil das schwebende Gate durch die Drainspannung gesteuert wird, kann die Drain sowohl das horizontale als auch das vertikale Beschleunigungs- und Injektionsfeld zur Verwendung während des Programmierens des schwebenden Gates erreichen.
  • Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung kann eine mehrlagige Sandwich-Isolation zwischen der ersten Schicht aus polykristallinem Silizium 514F und der zweiten Schicht aus polykristallinem Silizium 514C verwendet werden. Bei einem Ausführungsb ei spiel wird die erste Schicht aus polykristallinem Silizium 514F bis zu einer Dicke von etwa 50-5002 thermisch oxidiert und wird dann eine zweite Isolierschicht mit Siliziumnitrid unter Verwendung ansich bekannter Techniken, wie kontinuierlichem Dampfnieder-#chlag,bis zu einer Dicke zwischen etwa 100-8002 niedergeschlagen. Das Ergebnis ist ein Aufbau, der den Nadellocl#-EEfekt vermeidet, und der auch das darunter liegende Chip in gewissem Maß gegenüber Eindringen von Feuchtigkeit und anderen Verunreinigungen abdichtet.
  • In Anschluß an die Niederschlagung dieser Schicht aus Siliziumnitrid kann in einigen Fällen eine weitere dünne Schicht aus Oxid auf dem Aufbau gebildet werden, die als Schicht dienen kann, auf der polykristallines Silizium anhaftet, wobei andererseits die Oberfläche des Siliziumnitrids thermisch oxidiert werden kann, um diese dünne Oxidschicht zu erreichen, oder auch so wie sie ist gelassen werdeii ell k ~ Weiter kann das erläuterte Gateoxid durch eine Isolation mit einer Verbundschicht aus beispielsweise Siliziumoxid und Siliziumnitrid ersetzt werden.
  • Fig. 5F und 6C zeigen Querschnitte des endgültigen Einrichtungsaufbaus bei drei Ausführungsformen. Die wesentlichen Unterscheidungsmerkmale zwischen diesen drei Ausführungsformen liegen in der Differenz der Dicke der Gateisolation. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5F ohne dem Strichlinienbereich 515F ist eine EPROM-Einrichtung mit einer Dicke des Dielektrikums 526F über dem Kanal 518, die annähernd gleich oder etwas kleiner als die Dicke des Dielektrikums 526D über der Drain 520D ist. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5F mit dem Strichlinienbereich über 515F ist eine EEPROM-Einrichtung. Das Gate-Dielektrikum in dem Bereich 515F ist dünner als in dem Rest des Kanals öder über der Drain. Eine Durchtunnelung tritt in diesem Bereich während des Programmierens oder des Löschens auf. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6C kann entweder eine EPROM-oder eine EEPROM-Einrichtung sein, abhängig von der Dicke des Dielektrikums 567F über dem Kanal. Für die EPROM-Einrichtung ist diese Dicke derart, daß keine Elektronen-Durchtunnelung auftreten kann, während für die EEPROM-Einrichtung 567F ausreichend dünn gewachsen ist, damit eine Durchtunnelung zum Programmieren und Löschen möglich ist.
  • Selbstverständlich sind noch andere Ausführungsformen möglich.

Claims (43)

  1. A N 5 P 1? Ü C #I E Halbleiterspeicheraufbau in einem Halbleiterwerkstoff mit Speicherzellen und mit einer Zugriffsschaltungldie in einem Teil der Oberfläche des Halbleiterwerkstoffes ausgebildet sind, w#obei diejenigen Teile der Oberfläche, in denen keine Speicherzellen und keine Zugriffschaltungen ausgebildet sind, das Feld des Aufbaues aufweisen, dadurch gekennzeichnet, das der Speicheraufbau enthält mehrere Source-Drain-Bereiche in dem Halbleiterwerkstoff (530), wobei ein Source-Bereich und ein Drain-Bereich mit einem Kanalbereich dazwischen eine Speicherzelle bilden und wobei jede Speicherzelle weiter aufweist ein schwebendes Gate (514 F), das über einem Teil des Kanalbereiches angeordnet und von diesem mittels Gate-Isolation isoliert ist und auch über einem Teil des Drain-Bereiches (520 D) angeordnet und von diesem isoliert ist,und ein Steuer-Gate, das sich über sowohl das schwebende Gate (514 F) als auch den Teil des Kanalbereiches erstreckt, der nicht von dem schwebenden Gate überdeckt ist, jedoch demgegenüber isoliert ist, eine Verunreinigung gleichen Leitfähigkeitstyps wie die Verunreinigung des Halbleiterwerkstoffes mit jedoch höherer Dotierkonzentration,die in dem Feld des Aufbaues gebildet ist, wobei die h(illere Dotierkonzentration in in denjenigen Teilen des Feldes der Anordnung gebildet ist , die durch benachbarte Steuer-Gates und benachbarte Streifen aus Leiterwerkstoff begrenzt sindtvon denen schwebende Gates gebildet sind, bevor jeder Streifen zu einzelnen schwebenden Gates geätzt ist, um dadurch die Übergangkapazität (Sperrschichtkapazität) jedes Source-Drain-Bereiches mit dem Kanalbereich und dem Feld des Aufbaues wesentlich zu verringern im Vergleich zu dieser Ubergangskapazität, wenn die höhere Dotierkonzentration in dem gesamten Feld des Aufbaues gebildet ist, wobei gleichzeitig ein geeigneter Schutzxgegen Leckwege aufrechterhalten ist.
  2. 2. Aufbau nach Anspruch dadurch gekennzeichnet, daß die Verunreinigung in dem Feld mit höherer Dotierkonzentration als die Verunreinigung des Halbleiterwerkstoffes durch Bor gebildet ist.
  3. 3. Aufbau nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß das Bor in einem Bereich von etwa 1 bis 5xlO 13 Atome pro Quadratzentimeter liegt.
  4. 4. Aufbau nach einem der Ansprüche i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine ausgewählte Anzahl von Source-Drain-Bereichen jeweils als Source einer Speicherzelle und Drain einer anderen Speicherzelle wirken.
  5. 5. Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangskapazität jedes Source-Drain-Bereiches mit dem Kanalbereich und dem Feld des Aufbaues um annähernd die Hälfte verringert ist, im Vergleich zur Kapazität dieses Überganges, wenn die höhere Uotierkonzcntration in dem gesamten Feld des Aufbaues gebildet ist.
  6. 6. Aufbau nach einem der Ansprüche i bis 5,dadurch gekennzeichnet, daß die Verunreinigung in dem Feld mit höherer Dotierkonzentration als die Verunreinigung in dem Halbleiterwerkstoff mit 12 1 einer Oberflächenkonzentration von 10 bis 10 3 Verunreinigungsatomen pro Quadratzentimeter gebildet ist.
  7. 7. Verfahren zum J#erstel ieri (#iner IJalb3 r~ii;ercilzrichtuno;, gekennzeichnet durch folgende Schritte Bilden eines maskierenden Oxids auf einem Siliziumsubstrat mit vorgegebener Dicke, Öffnen von Fenstern in diesem Oxid bis zu dem darunterliegendem Substrat in Form von langen Streifen, Einbringen einer ausgewählten Verunreinigung in das Substrat durch die Fenster zur Bildung mehrerer Source-Drain-Bereiche, Oxidieren des Substrats bis zu einer ausgewählten Dicke in den Fenstern zur Bildung einer Stufe in dem Silizium zur Verwendung bei der weiteren Verarbeitung, Entfernen allen Oxids von dem Substrat, Bilden einer Gate-Isolation mit ausgewählter Dicke über der Oberfläche des Substrats, Bilden polykristallinen Siliziums über der Gate-Isolation bis zu einer ausgewählten Dicke, Dotieren des polykristallinen Siliziums mit einer ausgewählten Verunreinigung bis zu einer ausgewählten Leitfähigkeit, Formen des dotierten polykristallinen Siliziums in mehrere Streifen ~wobei jeder Streifen parallel zu und direkt über einem Teil eines einzigen zugeordneten Source-Drain-Bereiches ist und auch einen Teil des Halbleitersubstrats neben dem Source-Drain-Bereich überdeckt, Bilden einer Isolation ausgewählter Dicke über den freiliegenden Oberseiten jedes Streifens polykristallinen Siliziums, Bilden einer zweiten Leiterschicht mit ausgewählter Dicke auf der Isolation, Formen der zweiten Leiterschicht in mehrere zweite Streifen, die im wesentlichen senkrecht zu den zuvor geformten polykritallinen Siliziumstreifen sind, die parallel zu den Source-Drain-Bereichen gebildet sind, und Implantieren einer ausgewählten Verunreinigung in dem Teil des i!albleitersubstrats,das nicht von den ersten mehreren Streifen oder den zweiten mehreren Streifen bedeckt ist, zur Bildung von Kanalstoppbereichen in dem Feld des Aufbaues.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verunreinigung in dem Feld der Einrichtung durch Implantieren von Bor mit einer Oberflächenkonzentration von etwa t bis 5 13 ~10i3 2 ,Atome/ cm gebildet wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 71 dadurch gekewlzeichnet, daß die mehreren ersten Streifen polykristallines Silizium aufweisen und daß die mehreren zweiten Streifen polykristallines Silizium aufweisen.
  10. LO. Verfahren nach Anspruch 7 dadurch gekennzeichnet, daß die in dem Feld der Einrichtung implantierte Verunreinigung automatisch zu dem komplementären Bereich der ersten und der zweiten polykristallinen Siliziumschicht selbst ausgerichtet wird zum Verhindern einer Feldinversion bei hohen Programmierspannungen'die an die Drain- und Gateelektroden angelegt sind, und auch zum Verbessern der Kanaldotierung an den Rändern der Kanalbereiche jeder Anordnung mit schwebendem Gate zum dadurch Erhöhen des Programmierwirkungsgrades.
  11. ll. Halbleiterspeicheraufbau mit mehreren Speicherzellen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Speicherzelle einen Source-Bereich und einen Drain-Bereich mit einem Kanalbereich dazwischen aufweist und daß das Feld der Anordnung KanalstopPbereiche aufweist'die über lediglich einem Teil des Feldes gebildet sind zum Verringern der Kapazität zwischen den Speicherzellen und dem Feld.
  12. 12. Aufbau nach Anspruch ll dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalstoppbereiche direkt nebeAMUeiner der zwei Seiten jedes von einer. ausgewählte# Anzahl von Source-Drain-Bereichen gebildet ist zum dadurch Verringern der Übergangskapazität zwischen jedem Kanalstoppbereich und dessen benachbarten Source-Drain-Bereichen im Vergleich zu herkömmlichen Anordnungen'bei denen jeder Kanalstoppbereich direkt neben zwei Source-Drain-Bereichen ist.
  13. 13. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterspeichers mit mehreren streifenförmigen Source-Drain-Bereichen mit KanalstoW bereichen in dem Feld des Speichers zwischen benachbarten Source-Drain-Bereichen, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanalstoppbereich direkt neben nur einem entsprechenden Source-Drain-Bereich gebildet wird,um dadurch die Übergangskapazität zwischen jedem Kanalstoppbereich und den benachbarten beiden Source-Drain-Bereichen zu verringern.
  14. 14. Halbleiterspeicheraufbau in einem IIalbleiterwerkstoff, wobei Speicherzellen und Zugriffsschaltungsanordr1ung(n in einem Teil der Oberseite des Halbleiterwerkstoffes gebildet sind und wobei diejenigen Teile dieser Oberfläche, in denen keine Speicherzellen und Zugriffsschaltungsanordnungen gebildet sind, das Feld des Aufbaues aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau enthält mehrere Source-Drain-Bereiche1 die in dem Halbleiterwerkstoff gebildet sindtwobei ein Source-Bereich und ein Drain-Bereich mit einem Kanalbereich dazwischen eine Speicherzelle bilden und wobei jede Speicherzelle weiter aufweist ein schwebendes Gate, das über und mittels Gate-Isolation isoliert von einem Teil des Kanalbereiches angeordnet ist und auch über und isoliert von einem Teil des Drain-Bereiches angeordnet ist, und ein Steuer-Gate, das isoliert ist, sich jedoch über sowohl das schwebende Gate als auch den Teil des Kanalbereiches erstreckt, der nicht durch das schwebende Gate überdeckt ist, eine Verunreinigung gleichen Leitfähigkeitstyps wie die Verunreinigung des Halbleiter~werkstoffes jedoch mit höherer Dotierkonzentration, die in dem Feld des Aufbaues gebildet ist, wobei die höhere Dotierkonzentration in denjenigen Teileades Feldes der Anordnung gebildet ist, die durch benachbarte Steuer-Gates und benachbarte Source-Drain-Bereiche begrenzt sind, um dadurch einen Schutz gegen Leckwege zu erreichen.
  15. 15. Aufbau nach Anspruch 14, da durch gekennzeichnet, daß die Verunreinigung in dem Feld mit höherer Dotierkonzentration als die Verunreinigung in dem Halbleiterwerkstoff durch Bor gebildet ist.
  16. 16. Aufbau nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Bor in einem Bereich von zwischen etwa l bis 5x1013 Atome/cm2 vorliegt.
  17. 17. Aufbau nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine ausgewählte Anzahl von Source-Drain-Bereichen jeweils als Source einer Speicherzelle und Drain einer anderen Speicherzelle wirken. ai##'n.
  18. 18. Aufbau nach einem der Ansprüche 14 bis 17,dadurch gekennzeichnet, daß die Verunreinigung in dem Feld mit höherer Dotierkonzentration als die Verunreinigung in dem Halbleiterwerkstoff mit einer Oberflächenkonzentratann von 12 bis 10 13 Verunreinigungsatomen/cm­ 2 10 bis Verunreinigungsatomen/cm gebildet ist.
  19. 19. Verfahren zum Bilden eines Halbleiteraufbaues, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Bilden eines maskierenden Oxi-ds auf einem Siliziumsubstrat mit einer ausgewählten Dicke, Öffnen von Fenstern in diesem Oxrd bis zu dem darunterliegendem Substrat in Form langer Streifen, Anordnen einer ausgewählten Verunreinigung in dem Substrat durch die Fenster zur Bildung mehrerer Source-Drain-Bereiche, Oxidieren des Substrats bis zu einer ausgewählten Dicke in den Fenstern, um dadurch eine Stufe in dem Silizium zur Verwendung bei der weiteren Verarbeitung zu bilden, Entfernen allen Oxids von dem Substrat, Bilden eines Gate-Ox;i-ds ausgewählter Dicke über der Oberflä.ciie des Substrats, Bilden polykristallinen Siliziums über dem Gate-Oxid mit einer ausgewählten Dicke, Dotieren des polykristallinen Siliziums mit einer ausgewählten Verunreinigung mit ausgewählter Leitfähigkeit, Formen des dotierten polykristallinen Siliziums in eine erste Mehrheit von Streifen, wobei jeder Streifen parallel und direkt über einem Teil des einzigen entsprechenden Source-Drain-Bereiches ist und auch einen Teil des Halbleitersubstrats neben dem Source-Drain-Bereich überdeckt, Oxidieren des sich ergebenden Aufbaues zum Erreichen einer Oxidschicht ausgewählter Dicke über der freiliegenden Oberseite jedes Streifens aus polykristallinen Silizium s Bilden einer zweiten leitenden Schicht mit ausgewählter J)icke, Formen der zweiten leitenden Schicht in eine zweite Mehrheit von Streifen im wesentlichen senkrecht zu der zuvor gebildeten ersten Mehrheit von Streifen, die parallel zu den Source-Drain-Bereichen gebildet sind, Entfernen der Bereiche der ersten Mehrheit von Streifen, die nicht unter der zweiten Mehrheit der Streifen liegt, und Implantieren einer ausgewählten Verunreinigung in denjenigen Bereichen des Halbleitersubstrats, die nicht von der ersten Mehrheit der Streifenriiberdeckt sind zur Bildung von Kanalstoppbereichen in dem Feld des Aufbaues.
  20. 20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verunreinigung in dem Feld des Aufbaues durch Implantieren von Bor mit einer Oberflächenkonzentration von etwa 1 bis 2 5xlO 3 Atome/ cm. gebildet wird.
  21. 21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Mehrheit von Streifen polykristallines Silizium aufweist und daß die zweite Mehrheit von Streifen polykristalline Silizium aufweist.
  22. 22. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Verunreinigung,die in dem Feld des Aufbaues implantiert :ist, automatisch mit der komplemontären Fläche der ersten Mehrheit von Streifen selbst ausgerichtet ist um dadurch eine Feldinversion bei hohen Programmierspannungen zu vernieiden,die an die Drain- und Gateelektroden angelegt sind, und zum dadurch auch Erhöhen der Kanaldotierung an den Rändern des Kanalbereiches unter jedem schwebenden Gate zum dadurch Erhöhen des Programmierwirkungsgrades jeder Speicherzelle.
  23. 23. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterspeichers mit einer ersten Mehrheit von streifenförmigen Source-Drain-Bereichen,wobei Kanalstoppbereiche in dem Feld des Speichers zwischen benachbarten Source-Drain-Bereichen gebildet sind und wobei eine zweite Mehrheit von leitenden Streifen im wesentlichen senkrecht zu den Source-Drain-Bereichen gebildet sind zum Wirken als Gates in dem Speicher, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanalstoppbereich direkt neben zwei entsprechenden Source-Drain-Bereichen nach der Bildung der zweiten Mehrheit der leitenden Streifen gebildet wird, um eine Feldinversion bei hohen Programmierspannungen zu verhindern, die an den Drain- und Gateelektroden angelegt sind1 rund um die Kanaldotierung an den Rändern der Kanalbereiche unter den benachbarten Gates zu verbessern,um dadurch den Programmierwirkungsgrad jeder Speicherzelle zu erhöhen
  24. 24. Aufbau nach Anspruch 1 ~dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergate von sowohl dem schwebenden Gate als auch dem Abschnitt des Kanalbereiches isoliert ist, der nicht durch das schwebende Gate bedeckt ist, mittels einer Isolation, die eine Schicht aus Siliziumdioxid und eine Schicht aus Siliziumnitrid aufweist.
  25. 25. Aufbau nach Anspruch 24,dadurch gekennzeichnet, daß das Siliziumdioxid eine Dicke zwischen etwa 50 bis 500 X und das Siliziumnitrid eine Dicke von zwischen etwa 100 bis 800 R besitzt.
  26. 26. Verfahren nach Anspruch 71 dadurch gekennzeichnet, daß beim Bilden die Isolation ausgewählter Dicke über den freiliegenden Oberflächen jedes Streifens aus polykristallinem Silizium der verbleibende Aufbau oxidiert wird'um eine Oxidschicht ausgewählter Dicke über den freiliegenden Oberflächen jedes Streifens aus polykristallinem Silizium zu erreichen.
  27. 27. Verfahren nach Anspruch 7dadurch gekennzeichnet, daß beim Bilden der Isolation ausgewählter Dicke über den freiliegenden Oberflächen jedes Streifens aus polykristallinem Silizium der verbleibende Aufbau oxidiert wird, um eine Ox~-dschicht ausgewählter Dicke über den freiliegenden Oberflächen jedes Streifens aus polykristallinem Silizium zu erreichen, und eine Schicht aus Siliziumnitrid ausgewählter Dicke über der Oxidschicht gebildet wird, die in dem vorhergehendem Schritt gebildet worden ist.
  28. 28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurchgekennzeichnet, daß die Oxidschicht zwischen etwa 50 bis 500 t dick gebildet wird und daß die Siliziumnitridschicht zwischen etwa 100 bis 800 R dick gebildet wird.
  29. 29. Aufbau nach Anspruch 14 dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergate von dem schwebendem Gate und dem Abschnitt des Kanalbereiches, der nicht durch das schwebende Gate bedeckt ist, durch eine Schicht aus Siliziumdioxid isoliert ist, auf der eine Schicht aus Siliziumnitrid gebildet ist.
  30. 30. Aufbau nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht aus Siliziumdioxi-d zwischen etwa 50 bis 500 t dick ist und daß die Schicht aus Siliziumnitrid zwischen. etwa 100 bis 800 t-dick ist.
  31. 31. Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bereich der Gate-Isolation zwischen dem schwebenden Gate und einem Abschnitt des Kanalbereiches selektiv über einem Bereich des Kanals, der durch das schwebende Gate überlappt ist, verdünnt ist.
  32. 32. Aufbau nach Anspruch 14 dadurch gekeimzeichnet, daß ein Bereich der Gate-Isolation zwischen dem Abschnitt des Kanalbereiches und dem schwebendem Gate selektiv verdünnt ist.
  33. 33. Aufbau nach Anspruch 31oder 32,dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich der selektiv verdünnten Isolation eine Dicke zwischen etwa 50 und 250 Å besitzt und die Gate-Isolation aus der Gruppe von Isolierstoffen gewählt ist, die aus Siliziumdioxid und iliziumnitrid besteht.
  34. 34. Aufabau nach Anspruch i oder Anspruch 14,dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherzellen in einer P-Senke, die durch selektives Diffundieren von Bor in ein N-Substrat gebildet ist, gebildet sind.
  35. 35. Aufbau nach Anspruch 34,dadurch gekennzeichnet, daß die P-Senke ein dotierter P-Bereich im Bereich von 1x1015 cm 3 bis 1x1017 - cm~3 ist und daß das N-Substrat in einem Bereich von 3x1014 cm bis ix1017 cm 3 dotiert ist.
  36. 36. Verfahren zum Herstellen eines Halbleiteraufbaues, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Bilden eines maskierenden Siliziumnitrids auf der Oberseite einer dünnen Schicht eines maskierenden Siliziumdioxids auf einem Siliziumsubstrat, Öffnen von Fenstern in dem Siliziumnitrid und dem -oxid bis zu dem darunterliegendem Substrat in Form langer Streifen, Anordnen einer ausgwählten Verunreinigung in dem Substrat durch die Fenster zur Bildung mehrerer Source-Drain-Bereiche ,.
    Oxidieren der freiliegenden Streifeniln dem Substrat mit ausgewählter Dicke zur Bildung der Gate-Isolation für den Abschnitt des schwebenden Gates über den Source-Drain-Bereichen, Entfernen des maskierenden Nitrids und Durchführen einer kurzen Oxtdätzung zur Entfernung lediglich des#dünnen maskierenden 0#i#s,wobei im wesentlichen der größte Teil der Gate-Isolation ungeätzt bleibt, die über dem Source-Drain-Bereich aufgewachsen ist, Bilden einer Gate-Isolation ausgewählter Dicke in dem Siliziumbereich,der in dem vorhergehendem Schritt über dem Kanal freigelegt ist, Bilden von polykristallinem Silizium über der Gate-Isolation mit ausgewählter Dicke, Dotieren des polykristallinem Siliziums mit einer ausgewählten Verunreinigung bis zu einer ausgewählten Leitfähigkeit, Formen des dotierten polykristallinen Siliziums in eine Mehrheit von Streifen, wobei jeder Streifen parallel zu und direkt über einem Teil eines einzig entsprechenden Source-Drain-Bereiches ist und auch einen Abschnitt des Halbleitersubstrats neben dem Source-Drain-Bereich überlagert, Bilden einer Isolation ausgewählter Dicke über den freiliegenden Oberseiten jedes Streifens aus polykristallinem Silizium, Bilden einer zweiten leitenden Schicht mit ausgewählter Dicke auf der Isolation, Formen der zweiten leitenden Schicht in eine zweite Mehrheit von Streifen im wesentlichen senkrecht zu den zuvor gebildeten polykristallinen Siliziumstreifen,die parallel zu den Source-Drain-Bereichen gebildet sind, und Implantieren einer ausgewählten Verunreinigung in dem Abschnitt ~des Halbleitersubstrats, der nicht von der ersten Mehrheit von Streifen oder der zweiten Mehrheit von Streifen überdeckt ist,um dadurch Kanalstoppbereiche in dem Feld der Anordnung zu bilden.
  37. 37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Gate-Isolation über dem Source-Drain-Bereich ein thermisches Siliziumdioxid mit einer Dicke im Bereich von 250 bis 6000 t besitzt.
  38. 38. Verfahren nach Ansrpuch 36, dadurch gekeunzeichnet, daß die Gate-Isolation über dem Kanalbereich eine Dicke zwischen etwa 50 und 500 t besitzt und daß die Gate-Isolation aus der Gruppe von Isolierstoffen gewählt ist, die aus SiliziumdioxId und Siliziumnitrid besteht.
  39. 39. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiteraufbaues, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Bilden eines maskierenden Siliziumnitrids auf der Oberseite einer dünnen Schicht aus maskierendem Siliziumdioxid, Öffnen von Fenstern in dem Siliziumnitrid und -oxid bis zu dem darunterliegendem Substrat in Form langer Streifen, Anordnen einer ausgewählten Verunreinigung in dem Substrat durch die Fenster zur Bildung mehrerer Source-Drain-Bereiche, Oxidieren der freiliegenden Streifen in dem Substrat mit ausgewählter Dicke zur Bildung der Gate-Isolation für den Abschnitt des schwebenden Gates über den Source-Drain-Bereichen, Entfernen des maskierenden Nitids und Durchführen einer kurzen Oxzd-Ätzung zur Entfernung lediglich des dünnen masliegenden Oxidstwährend im wesentlichen der größte Teil der Gate-Isolation ungeätzt bleibt, die über den Source-Drain-Bereich gewachsen ist, Bilden einer Gate-Isolation ausgewählter Dicke in dem Siliziumbereich, der über dem Kanal in dem vorhergehenden Schritt freigelegt ist, Bilden von polykristallinem Silizium über dem Gateoxid mit ausgewählter Dicke, Dotieren des polykristallinem Siliziums mit einer ausgewählten Verunreinigung bis zu einer ausgewählten Leitfähigkeit, Formen des dotierten polykristallinem Siliziums in eine erste Mehrheit von Streifen, wobei jeder Streifen parallel zu und direkt über einem Teil eines einzig entsprechenden Source-Drain-Bereiches ist und auch einen Teil des Halbleitersubstrats neben dem Source-Drain-Bereich überlagert, Oxidieren des sich ergebenden Aufbaues,um eine Oxidschicht ausgewählter Dicke über den freiliegenden Oberflächen jedes Streifens des polykristallinen Siliziums zu erreichen, Bilden einer zweiten Halbleiterschicht mit ausgewählter Dicke, Formen der zweiten Halbleiterschicht in eine zweite Mehrheit von Streifen im wesentlichen senkrecht zu der zuvor gebildeten ersten Mehrheit von Striefen, die parallel zu den Source-Drain-Bereichen gebildet sind, Entfernen der Bereiche der ersten Mehrheit von Streifen, die nicht unter der zweiten Mehrheit von Streifen sind, und Implantieren einer ausgewählten Verunreinigung in denjenigen Bereichen des Halbleitersubstrats, die nicht durch die erste Mehrheit von Streifen überdeckt sind zum dadurch Bilden von Kanalstoppbereichen in dem Feld des Aufbaues.
  40. 40. Verfahren nach Anspruch 39,dadurch gekennzeichnet, daß die Gate-Isolation über dem Source-Drain-Bereich ein thermisches Siliziumdioxid mit einer Dicke im Bereich von 250 bis 6000 t besitzt.
  41. 41. Verfahren nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Gite-Isolation über dem Kanalbereich eine Dicke zwischen etwa 50 Å und 500 2 besitzt und die Gate-Isolation aus der Gruppe von Isolierstoffen gewählt ist, die aus Siliziumdioxid und aus Siliziumnitrid besteht.
  42. 42. Verfahren nach Anspruch 36 oder Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der Gate#Isolation über dem Kanal von allen Seiten durch eine dickere thermische Oxidation begrenzt ist zur Begrenzung einer Elektronen-Tunnelung zu der Fläche der Gate-Isolation über dem Kanalbereich.
  43. 43. Verfahren nach Anspruch 7 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Speicherzellen in einer P-Senke gebildet sind, die durch selektives Diffundieren von Bor in ein N-Substrat gebildet ist.
DE19813117719 1980-09-08 1981-05-05 Nichtfluechtiger eprom und eeprom mit erhoehtem wirkungsgrad Granted DE3117719A1 (de)

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