[发明专利]电可擦可编程只读存储器单元及其制造方法

说明书

本发明是有关于一种半导体存储元件，特别是有关于一种利用硅的局部氧化制造过程(LOCOS)以形成尖点，使电子移除更为便捷的一种电可擦可编程只读存储器单元及其制造方法。

电可擦可编程只读存储器(Electrical Erasable ProgrammableRead Only Memory，其后以EEPROM简称之)为现今信息电子产品所广泛采用的存储元件，一般是以浮置栅极(floating gate)晶体管结构所构成；为清楚起见，在此，请参考第1图所示现有的EEPROM单元，是设置于一硅基板10上，且于其内形成有一源极11，一漏极15，以及沟道(channel)13。在漏极15上方的硅基板10表面上方则依序为一薄氧化层(thin oxide)12，一浮置栅极14，一介电层18，以及一控制栅极(control gate)16，在控制栅极16与硅基板10的表面则形成有一氧化硅层19与场氧化层FOX，以作绝缘之用。

如第1图所示，此现有的EEPROM单元是靠通过该薄氧化层12，其厚度约8~10nm的福勒-诺尔德哈姆(Fowler-Nordheim F-N)隧道效应(tunneling effect)而进行写入程序与擦除数据的动作。当进行程序化(program)以擦除数据时，是施加一高电压于此组件的控制栅极16与漏极15间；此时加至控制栅极16的高电压是因电容耦合至浮置栅极14，因而在薄氧化层12处产生高电场，使得电子因隧道效应而由漏极15穿过该薄氧化层12注入该浮置栅极14。反之，要写入数据时，则施加一高电压于漏极区15，且此控制栅极16与硅基板10接地，同样的，由于电容耦合作用，因此薄氧化层12处产生高电场，使得电子因隧道效应而由浮置栅极14穿过该薄氧化层12注入该漏极15。

然而，这种EEPROM单元在进行程序化而写入数据的操作时，往往必须要提供高的电压；并且，很显然的，其制造过程并非自对准制造过程(self-aligned)，因而降低组件的集成度。同时，将电子注入浮动栅所需的电压比将电子移出浮动栅所需的电压高，这主要是因为浮动栅与基板的平坦度不同所造成。故若希望降低组件的操作电压，首先必须改善(降低)电子注入浮动栅时所需电压。

有鉴于此，本发明的一个目的在于提供一种电可擦可编程只读存储器单元及其制造方法，其制造过程为自对准，且与现今半导体制造过程的兼容性高。

本发明的另一目的在于提供一种电可擦可编程只读存储器单元及其制造方法，其储存器单元能够具有低电压操作的特性。

本发明的目的可以通过以下措施来达到：

一种电可擦可编程只读存储器单元的制造方法，包括下列各项步骤：

提供一半导体基板，并于该半导体基板上形成一绝缘物，而该绝缘物具有鸟嘴状的一尖端；

蚀刻该半导体基板使之形成一U型凹槽，且该U型凹槽是紧邻该绝缘物的该尖端；

于该半导体基板中形成互为相隔的一对源/漏极区，且这些源/漏极区中之一者是包围该绝缘物的该尖端与该U型凹槽；以及

于这些源/漏极间的该半导体基板上方依序形成一栅极介电层、一浮置栅极、一栅间介电层、与一控制栅极。

一种电可擦可编程只读存储器单元，包括：

一半导体基板，其具有一U型凹槽；

一对源/漏极，互为相隔设置于该半导体基板中，且这些源/漏极中之一者是包围该U型凹槽；以及

一栅极介电层、一浮置栅极、一栅间介电层、与一控制栅极，是依序设置于这些源/漏极间的该半导体基板的上方。

本发明相比现有技术具有如下优点：

为了达到本发明的一个目的，是提供一种电可擦可编程只读存储器单元的制造方法，包括下列步骤：提供一半导体基板，并于该半导体基板上形成一绝缘物，且该绝缘物具有鸟嘴状的一尖端。接下来要进行的是蚀刻该半导体基板使之形成一U型凹槽，且该U型凹槽是紧邻该绝缘物的该尖端。然后于该半导体基板中形成互为相隔的一对源/漏极区，并且，这些源/漏极区中之一者是包围该绝缘物的该尖端与该U型凹槽。之后于这些源/漏极间的该半导体基板上方依序形成一栅极介电层、一浮置栅极、一栅极介电层、与一控制栅极。

在此需注意的是，本发明的尖点与U型凹槽的产生是利用形成一具有鸟嘴形状的绝缘物，并以其为掩膜，蚀刻该具有半导体基板而形成，整体组件的制造过程为自对准。