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降低電壓差的EEPROM及其操作方法與流程

文檔序號:11836677閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種降低電壓差的EEPROM,其特征在于,包括:

一半導(dǎo)體基板;以及

至少一晶體管結(jié)構(gòu),形成于該半導(dǎo)體基板上,該晶體管結(jié)構(gòu)包括一位于該半導(dǎo)體基板表面的第一介電層,一設(shè)于該第一介電層上的第一導(dǎo)電閘極,以及至少兩個第一離子摻雜區(qū),該至少兩個第一離子摻雜區(qū)位于該半導(dǎo)體基板內(nèi)且位于該第一導(dǎo)電閘極的兩側(cè),以分別作為源極和汲極;

其中,利用離子植入方式于該第一導(dǎo)電閘極與該源極和汲極交界處的該半導(dǎo)體基板內(nèi)或該第一離子摻雜區(qū)內(nèi)再植入同型離子,以增加離子濃度并降低寫入及擦除的電壓差。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EEPROM,其特征在于,還包括一電容結(jié)構(gòu),該電容結(jié)構(gòu)位于該半導(dǎo)體基板表面且與該至少一晶體管相隔離,該電容結(jié)構(gòu)包括:

一位于該半導(dǎo)體基板內(nèi)的第二離子摻雜區(qū);

一位于該第二離子摻雜區(qū)表面的第二介電層;以及

一迭設(shè)于該第二介電層上的第二導(dǎo)電閘極,且該第二導(dǎo)電閘極電性連接該第一導(dǎo)電閘極,以作為單浮接閘極。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的EEPROM,其特征在于,通過植入該同型離子增加該半導(dǎo)體基板內(nèi)或該第一離子摻雜區(qū)內(nèi)的離子濃度至原有濃度的1至10倍。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EEPROM,其特征在于,該晶體管結(jié)構(gòu)為N型晶體管時,該第一離子摻雜區(qū)為N型摻雜區(qū),且該半導(dǎo)體基板為P型半導(dǎo)體基板或具有P型井的半導(dǎo)體基板;以及該晶體管結(jié)構(gòu)為P型晶體管時,該 第一離子摻雜區(qū)為P型摻雜區(qū),且該半導(dǎo)體基板為N型半導(dǎo)體基板或具有N型井的半導(dǎo)體基板。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的EEPROM,其特征在于,該晶體管結(jié)構(gòu)為N型晶體管時,該第一離子摻雜區(qū)及該第二離子摻雜區(qū)為N型摻雜區(qū),且該半導(dǎo)體基板為P型半導(dǎo)體基板或具有P型井的半導(dǎo)體基板;以及該晶體管結(jié)構(gòu)為P型晶體管時,該第一離子摻雜區(qū)及該第二離子摻雜區(qū)為P型摻雜區(qū),且該半導(dǎo)體基板為N型半導(dǎo)體基板或具有N型井的半導(dǎo)體基板。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的EEPROM,其特征在于,該晶體管結(jié)構(gòu)中的該第一介電層與該第二導(dǎo)電閘極的兩個側(cè)壁還設(shè)有間隔物。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的EEPROM,其特征在于,于該第一導(dǎo)電閘極與該源極和汲極交界處的該第一離子摻雜區(qū)內(nèi)再植入同型離子,并于該間隔物形成前先進(jìn)行該離子植入,以增加該第一離子摻雜區(qū)的濃度。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EEPROM,其特征在于,該第一導(dǎo)電閘極由下而上還依序包括一浮接閘極、一控制介電層以及一控制閘極,該浮接閘極、該控制介電層以及該控制閘極分別迭設(shè)于該第一介電層上。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EEPROM,其特征在于,該第一離子摻雜區(qū)內(nèi)再植入同型離子而增加其離子濃度的目的為施加電壓差于該晶體管結(jié)構(gòu)與該第一導(dǎo)電閘極,以進(jìn)行寫入或擦除。

10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的EEPROM,其特征在于,該第一離子摻雜區(qū)內(nèi)再植入同型離子而增加其離子濃度的目的為施加電壓差于該晶體管結(jié)構(gòu)與該單浮接閘極,以進(jìn)行寫入或擦除。

11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的EEPROM,其特征在于,該半導(dǎo)體基板內(nèi)再植入同型離子而增加其離子濃度的目的為施加電壓差于該半導(dǎo)體基板與該第一導(dǎo)電閘極,以進(jìn)行寫入或擦除。

12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的EEPROM,其特征在于,該半導(dǎo)體基板內(nèi)再植入同型離子而增加其離子濃度的目的為施加電壓差于該半導(dǎo)體基板與該單浮接閘極,以進(jìn)行寫入或擦除。

13.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的EEPROM,其特征在于,該晶體管結(jié)構(gòu)為金屬氧化半場效晶體管。

14.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的EEPROM,其特征在于,該第一摻雜區(qū)還包含一輕摻雜汲極。

15.一種降低電壓差的EEPROM的操作方法,該EEPROM包含有一半導(dǎo)體基板,其上設(shè)有至少一N型晶體管結(jié)構(gòu),該N型晶體管結(jié)構(gòu)具有一第一導(dǎo)電閘極以及至少兩個第一離子摻雜區(qū),該至少兩個第一離子摻雜區(qū)位于該半導(dǎo)體基板內(nèi)且位于該第一導(dǎo)電閘極的兩側(cè),以分別作為源極和汲極,且該第一導(dǎo)電閘極與該源極和汲極交界處的該第一離子摻雜區(qū)內(nèi)進(jìn)一步植入同型離子,以增加離子濃度,其特征在于,該操作方法包括以下步驟:

于該第一導(dǎo)電閘極、源極、汲極及該半導(dǎo)體基板分別施加一閘極電壓Vg、源極電壓Vs、汲極電壓Vd及基板電壓Vsub,并滿足下列條件:

于寫入時,滿足Vsub=接地,Vs=Vd=0或大于0V,且Vg=高壓,或滿足Vsub=接地,Vs=Vd=高壓,且Vg大于2V;以及

于擦除時,滿足Vsub=接地,Vs=Vd=高壓,且Vg=0或浮接或小于2V。

16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的EEPROM的操作方法,其特征在于,該EEPROM還包含有一電容結(jié)構(gòu),該電容結(jié)構(gòu)位于該半導(dǎo)體基板表面且與該至少一N型晶體管結(jié)構(gòu)相隔離,該電容結(jié)構(gòu)包括一位于該半導(dǎo)體基板內(nèi)的第二離子摻雜區(qū),以及一電性連接該第一導(dǎo)電閘極的第二導(dǎo)電閘極,該第二導(dǎo)電閘極作為單浮接閘極,此時該單浮接閘極施加該閘極電壓Vg。

17.一種降低電壓差的EEPROM的操作方法,該EEPROM包含有一半 導(dǎo)體基板,其上設(shè)有至少一P型晶體管結(jié)構(gòu),該P型晶體管結(jié)構(gòu)具有一第一導(dǎo)電閘極以及至少兩個第一離子摻雜區(qū),該至少兩個第一離子摻雜區(qū)位于該半導(dǎo)體基板內(nèi)且位于該第一導(dǎo)電閘極的兩側(cè),以分別作為源極和汲極,且該第一導(dǎo)電閘極與該源極和汲極交界處的該第一離子摻雜區(qū)內(nèi)進(jìn)一步植入同型離子,以增加離子濃度,其特征在于,該操作方法包括以下步驟:

于該第一導(dǎo)電閘極、源極、汲極及該半導(dǎo)體基板分別施加一閘極電壓Vg、源極電壓Vs、汲極電壓Vd及基板電壓Vsub,并滿足下列條件:

于寫入時,滿足Vsub=高壓,Vs=Vd=高壓或小于高壓,且Vg=0,或滿足Vsub=高壓,Vs=Vd=0,且Vg=小于高壓2V以上;以及

于擦除時,滿足Vsub=高壓,Vs=Vd=0,且Vg=浮接或小于高壓2V以內(nèi)。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的EEPROM的操作方法,其特征在于,該EEPROM進(jìn)一步包含有一電容結(jié)構(gòu),該電容結(jié)構(gòu)位于該半導(dǎo)體基板表面且與該至少一P型晶體管結(jié)構(gòu)相隔離,該電容結(jié)構(gòu)包括有一位于該半導(dǎo)體基板內(nèi)的第二離子摻雜區(qū),以及一電性連接該第一導(dǎo)電閘極的第二導(dǎo)電閘極,以作為單浮接閘極,此時該單浮接閘極施加該閘極電壓Vg。

19.一種降低電壓差的EEPROM的操作方法,該EEPROM包含有一半導(dǎo)體基板,其上設(shè)有至少一晶體管結(jié)構(gòu),該晶體管結(jié)構(gòu)具有一第一導(dǎo)電閘極以及至少兩個第一離子摻雜區(qū),該至少兩個第一離子摻雜區(qū)位于該半導(dǎo)體基板內(nèi)且位于該第一導(dǎo)電閘極的兩側(cè),以分別作為源極和汲極,且該第一導(dǎo)電閘極與該源極和汲極交界處的該半導(dǎo)體基板內(nèi)進(jìn)一步植入同型離子,以增加其離子濃度,其特征在于,該操作方法包括以下步驟:

于該第一導(dǎo)電閘極、源極、汲極及該半導(dǎo)體基板分別施加一閘極電壓Vg、源極電壓Vs、汲極電壓Vd及基板電壓Vsub,并滿足下列條件:

當(dāng)該晶體管結(jié)構(gòu)為N型晶體管時:于寫入時,滿足Vsub=接地,Vs=Vd=0或大于0V,且Vg=高壓(HV)或滿足Vsub=接地,Vs=Vd=高壓,且Vg大于2V;以及于擦除時,滿足Vsub=接地,Vs=Vd=高壓,且Vg=0或浮接或小于2V;以及

當(dāng)該晶體管結(jié)構(gòu)為P型晶體管時:于寫入時,滿足Vsub=高壓,Vs=Vd=高壓或小于高壓,且Vg=0,或滿足Vsub=高壓,Vs=Vd=0,且Vg=小于高壓2V;以及于擦除時,滿足Vsub=高壓,Vs=Vd=0,且Vg=浮接或小于高壓2V以內(nèi)。

20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的EEPROM的操作方法,其特征在于,該EEPROM還包含:

一電容結(jié)構(gòu),該電容結(jié)構(gòu)位于該半導(dǎo)體基板表面且與該至少一晶體管結(jié)構(gòu)相隔離,該電容結(jié)構(gòu)包括有一位于該半導(dǎo)體基板內(nèi)的第二離子摻雜區(qū);以及

一第二導(dǎo)電閘極,該第二導(dǎo)電閘極電性連接該第一導(dǎo)電閘極,以作為單浮接閘極,此時該單浮接閘極施加該閘極電壓Vg。

21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的EEPROM的操作方法,其特征在于,該晶體管結(jié)構(gòu)為該N型晶體管時,該第一離子摻雜區(qū)為N型摻雜區(qū),且該半導(dǎo)體基板為P型半導(dǎo)體基板或具有P型井的半導(dǎo)體基板;以及該晶體管結(jié)構(gòu)為該P型晶體管時,該第一離子摻雜區(qū)為P型摻雜區(qū),且該半導(dǎo)體基板為N型半導(dǎo)體基板或具有N型井的半導(dǎo)體基板。

22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的EEPROM的操作方法,其特征在于,該晶體管結(jié)構(gòu)為該N型晶體管時,該第一離子摻雜區(qū)及該第二離子摻雜區(qū)為N型摻雜區(qū),且該半導(dǎo)體基板為P型半導(dǎo)體基板或具有P型井的半導(dǎo)體基板;以及該晶體管結(jié)構(gòu)為該P型晶體管時,該第一離子摻雜區(qū)及該第二離子摻雜區(qū)為P型摻雜區(qū),且該半導(dǎo)體基板為N型半導(dǎo)體基板或具有N型井的半導(dǎo) 體基板。

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