电可擦可编程只读存储器的制作方法与工艺

本发明关于一种半导体存储器件，特别是涉及一种电可擦可编程只读存储器(EEPROM)。

背景技术：
在半导体存储装置中，电可擦可编程只读存储器(EEPROM)是一种易失性存储器，且属于可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammableRead-OnlyMemory，EPROM)。电可擦可编程只读存储器(EEPROM)的优点是其可针对整个存储器区块进行擦除，且擦除速度快，约需一至两秒。因此，近年来，电可擦可编程只读存储器(EEPROM)已运用于各种消费性电子产品中，例如：数码相机、数码摄影机、移动电话或笔记本电脑等。一般而言，电可擦可编程只读存储器(EEPROM)分分栅结构或堆叠栅结构或两种结构的组合。分栅式电可擦可编程只读存储器(EEPROM)由于其特殊的结构，相比堆叠栅电可擦可编程只读存储器(EEPROM)在编程和擦除的时候都体现出其独特的性能优势，因此分栅式结构由于具有高的编程效率，字线的结构可以避免“过擦除”等优点，应用尤为广泛。但是由于分栅式电可擦可编程只读存储器(EEPROM)相对于堆叠栅电可擦可编程只读存储器(EEPROM)多了一个字线从而使得芯片的面积也会增加，因此如何提高芯片性能的同时进一步减小芯片的尺寸是亟待解决的问题。现有技术中减小芯片尺寸的常见做法是令两个存储单元共享一个字线。图1为现有技术中一种共享字线的电可擦可编程只读存储器(EEPROM)的结构示意图。如图1所示，现有技术的电可擦可编程只读存储器(EEPROM)包括：半导体衬底100，在半导体衬底100上具有间隔设置的源极区域110和漏极区域120及沟道区130，沟道区130位于源极区域110和漏极区域120之间；第一位线BL0和第二位线BL1，分别连接于源极区域110和漏极区域120；第一浮栅310，设置于沟道区130和源极区域110上方；第二浮栅320，设置于沟道区130和漏极区域120上方，第一浮栅310和第二浮栅320分别构成第一存储位单元和第二存储位单元；第一控制栅CG0和第二控制栅CG1，分别设置于第一浮栅310和第二浮栅320上方；字线WL，位于沟道区130上方并位于第一浮栅310和第二浮栅320之间。擦除时，对选中单元Cella，对应块的字线WL接高压8V，控制栅CG0/CG1接负高压-7V，这样该字线WL和控制栅间高压达到15V，字线WL与CG0、CG1间的高压形成强电场，浮栅上的电子被拉至WL，从而将对应浮栅上的电子清除干净从而形成擦除，对于未选中单元，字线WL＝0V，没有高压，不会发生浮栅电子迁移即擦除。因擦除时字线WL电压与读及编程时不同，故字线控制电压转换需要高压开关，而字线数量众多且控制复杂，其高压开关数量较大，所占用面积也较大，不利于芯片的设计。

技术实现要素：
为克服上述现有技术存在的导致芯片面积增加的问题，本发明的主要目的在于提供一种电可擦可编程只读存储器(EEPROM)，其可以避免在字线WL上增加大量高压开关，实现了节约芯片面积的目的。为达上述及其它目的，本发明提供了一种电可擦可编程只读存储器，至少包括：半导体衬底；于该半导体衬底上间隔设置N型重掺杂的源极区域和漏极区域及沟道区该沟道区位于该源极区域和该漏极区域之间；第一位线和第二位线，分别连接于该源极区域和该漏极区域；第一浮栅，设置于该沟道区和该源极区域上方，第二浮栅，设置于该沟道区和该漏极区域上方，该第一浮栅和该第二浮栅分别构成第一存储位单元和第二存储位单元；第一控制栅和第二控制栅，分别设置于该第一浮栅和该第二浮栅上方；以及字线，位于该沟道区上方并位于该第一浮栅和第二浮栅之间。进一步地，该半导体衬底为N型衬底。进一步地，在对该电可擦可编程只读存储器进行擦除操作时，对选中单元，对该字线施加的电压范围是-1～-3V，对该第一位线施加的电压范围是5～8V，对该第一控制栅施加的电压范围为-5～-8V，该第二位线与该第二控制栅电压为0。进一步地，在对该电可擦可编程只读存储器进行擦除操作时，对相同行未选中单元，对该字线施加的电压范围是-1～-3V，对该第一控制栅施加的电压范围为-5～-8V，该第一位线、该第二位线与该第二控制栅电压为0。进一步地，在对该电可擦可编程只读存储器进行擦除操作时，对同列不同行的未选中单元，对该第一位线施加的电压范围为5～8V，该字线电压、该第二位线、该第一控制栅及该第二控制栅电压为0。进一步地，在对该电可擦可编程只读存储器进行编程操作时，对选中单元，对该第一控制栅施加电压范围为5～9V，对该第二控制栅施加电压范围为3～5V，对该第一位线施加电压范围为5～7V，该第二位线施加电流范围为1～5uA，对该字线施加的电压范围为1～2V。进一步地，在对该电可擦可编程只读存储器进行编程操作时，对同行未选中单元，该第一控制栅接5～9V电压，该第二控制栅接3～5V电压，该字线WL接1～2V电压，该第一位线及第二位线电压为0V。进一步地，在对该电可擦可编程只读存储器进行编程操作时，对同列不同行未选中单元，该控制栅、该第二控制栅及该字线均接0V电压，对不同行不同列的未选中单元，该第一控制栅、该第二控制栅、该字线、该第一位线及该第二位线均接0V电压。进一步地，在对该电可擦可编程只读存储器进行读操作时，对选中单元，该第一控制栅接0V电压，对该第二控制栅施加电压范围为3～5V，对该第二位线施加电压范围为0.5～2V，该第一位线接0V电压，对该字线施加的电压范围是3～5V。进一步地，在对该电可擦可编程只读存储器进行读操作时，对同行未选中单元，该第一控制栅接0V，该第二控制栅施加电压范围为3～5V，对该字线施加的电压范围是3～5V，该第一位线及该第二位线悬空。进一步地，在对该电可擦可编程只读存储器进行读操作时，对同列不同行未选中单元，该第一控制栅、该第二控制栅及该字线接0V电压，对不同行不同列的未选中单元，该第一控制栅、第二控制栅、该字线、该第一位线及该第二位线均接0V电压。与现有技术相比，本发明一种电可擦可编程只读存储器(EEPROM)通过于N型半导体衬底上实现EEPROM，通过在BL0施加正高压和CG0上施加负高压实现擦除操作，避免在字线WL上增加大量高压开关，从而实现了节约芯片面积的目的。附图说明图1为现有技术中一种共享字线的电可擦可编程只读存储器(EEPROM)的结构示意图；图2为本发明较佳实施例的一种电可擦可编程只读存储器(EEPROM)单元结构示意图；图3为图2之电可擦可编程只读存储器(EEPROM)的组阵电路示意图。具体实施方式以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。图2为本发明较佳实施例的一种电可擦可编程只读存储器(EEPROM)单元结构示意图。如图2所示，本发明一种电可擦可编程只读存储器(EEPROM)单元，包括：半导体衬底10，在本发明较佳实施例中，半导体衬底10为N型衬底，其上具有间隔设置的N型重掺杂(N+)的源极区域210和漏极区域220及沟道区230；沟道区230，位于源极区域210和漏极区域220之间；第一位线BL0和第二位线BL1，分别连接于源极区域210和漏极区域220；第一浮栅310，设置于沟道区230和源极区域210上方；第二浮栅320，设置于沟道区230和漏极区域220上方，第一浮栅310和第二浮栅320分别构成第一存储位单元和第二存储位单元；第一控制栅CG0和第二控制栅CG1，分别设置于第一浮栅310和第二浮栅320上方；字线WL，位于沟道区230上方并位于第一浮栅310和第二浮栅320之间。擦除时，对选中单元Cella，字线电压WL范围为-1～-3V，在本发明较佳实施例中WL为-2V，位线BL0电压范围为5～8V，在本发明较佳实施例中BL0接高压5.5V，控制栅CG0接负高压，其范围为-5～-8V，在本发明较佳实施例中CG0接-6.5V，位线BL1接0V，控制栅CG1接0V，这样该单元位线BL0和控制栅CG0间高压达到12V，这会形成强电场，将对应浮栅上的电子清除干净从而形成擦除；对相同行未选中单元，字线WL电压为-2V，控制栅极CG0为-6.5V，控制栅极CG1为0V，位线BL0电压为0V，位线BL1电压保持0V，控制栅和字线或位线间高压不足引起浮栅上发生电子迁移即不会发生擦除；对同列不同行的未选中单元，字线电压WL为0V，位线BL0电压为5.5V，位线BL1电压保持0V，控制栅极CG0/CG1为0V，位线BL或字线WL与控制栅极CG0/CG1间高压不足使浮栅上电子发生迁移，从而其信息不会被擦除；对不同行不同列的未选中单元，位线BL0/BL1、字线WL、控制栅CG0/CG1均为0V，对应浮栅信息不变。因擦除时位线BL电压与读及编程时不同，故位线BL控制电压转换也需要高压开关，但因为位线电压本来就需要开关来切换，调整其参数即可满足擦除需求，故位线接高压较在字线上增加开关比较节省面积，从而能减小EEPROM面积。在对该电可擦可编程只读存储器进行编程操作时，对选中单元，控制栅CG0施加电压范围为5～9V，在本发明较佳实施例中CG0接8V，CG1施加电压范围为3～5V，在本发明较佳实施例中CG1接5V，BL0施加电压范围为5～7V，在本发明较佳实施例中BL0接5.5V，及BL1施加电流范围为1～5uA，对字线WL施加的电压范围是[1～2V]，在本发明较佳实施例中WL接1.5V，此时在沟道区域230中有电流流动，CG0的高压让部分热电子被注入浮栅，从而实现写入；对同行未选中单元，控制栅CG0接8V，控制栅CG1接5V，字线WL接1.5V，但是位线BL0/BL1为0V，故无电流在沟道区域230中流动，不会有电子迁移现象即不会发生写入；对同列不同行未选中单元，控制栅CG0/CG1和字线WL接0V，在沟道区域230中不会形成沟道，即使位线BL0有电压，本单元的信息不会对此位线上电流产生影响；对不同行不同列的未选中单元，控制栅CG0/CG1、字线WL、位线BL0/BL1均接0V，对选中单元没有影响。在对该电可擦可编程只读存储器进行读操作时，对选中单元，控制栅CG0接0V，CG1施加电压范围为3～5V，在本发明较佳实施例中CG1接4.5V，BL1施加电压范围为0.5～2V，在本发明较佳实施例中BL1接0.8V，及BL0接0V，对字线WL施加的电压范围是[3～5V]，在本发明较佳实施例中WL接4.5V，此时在沟道区域230中有电流流动，在CG1和WL的高压作用下，在沟道区域230内形成受浮栅310上的电子控制的沟道，并在位线BL1上形成对应电流，经读出放大器和后续电路处理后得到先前写入的信息；对同行未选中单元，控制栅CG0接0V，控制栅CG1接4.5V，字线WL接4.5V，但是位线BL0/BL1悬空，故无电流在沟道区域230中流动，不会对选中单元的读出产生影响；对同列不同行未选中单元，控制栅CG0/CG1和字线WL接0V，在沟道区域230中不会形成沟道，即使位线BL0/BL1有电压，本单元的信息不会对此位线上选中单元所产生电流的产生影响；对不同行不同列的未选中单元，控制栅CG0/CG1、字线WL、位线BL0/BL1均接0V，对选中单元读出没有影响。图3为图2之电可擦可编程只读存储器(EEPROM)的组阵电路示意图。如图3所示，每一行的存储单元的控制栅CG0连接在一起，每一行的存储单元的控制栅CG1连接在一起，每一行的存储单元的字线WL连接在一起，每一列的位线BL0连接在一起，每一行的BL1连接在一起，通过行列译码电路(图中未画出)选择各单元进行读、编程和擦除操作，位线输出接读出放大器(图中未画出)。综上所述，本发明一种电可擦可编程只读存储器(EEPROM)通过于N型半导体衬底上实现EEPROM，通过在BL0施加正高压和CG0上施加负高压实现擦除操作，避免在字线WL上增加大量高压开关，从而实现了节约芯片面积的目的。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。