发明名称 具金属极板耦合电容之EEPROM结构
摘要 本发明系提供一种具金属极板耦合电容之EEPROM结构,包含以下部分:一半导体基板,具有一对隔离区以定义主动区于其中;一杂质掺杂区位于半导体基板之中,用以作为电荷穿隧区域,并且邻接该其中之一隔离区。一第一氧化层形成于半导体基板之上,第一氧化层具有一穿隧接触洞形成于其中,一复晶矽悬浮闸极于第一氧化层之上经由穿隧氧化层和穿隧区域连接,且在主动区之上以定义一对源/汲极区。接着,一第二氧化层覆盖复晶悬浮闸极及第一氧化层的其余部分;一M|M耦合电容而形成于第二氧化层之上、第三氧化层之中并以一介层连接M|M之底部电容金属层与复晶悬浮闸极。
申请公布号 TW429623 申请公布日期 2001.04.11
申请号 TW088114061 申请日期 1999.08.17
申请人 台湾积体电路制造股份有限公司 发明人 林崇荣;陈信铭
分类号 H01L27/115 主分类号 H01L27/115
代理机构 代理人 蔡坤财 台北巿松江路一四八号十二楼
主权项 1.一种具金属极板耦合电容之EEPROM结构,该结构至少包含:一半导体基板具有一对隔离区以定义主动区于其中;一杂质掺杂区位于该半导体基板之中,用以作为电荷穿隧区域,并且邻接该其中之一隔离区;一第一氧化层形成于该半导体基板之上,该第一氧化层具有一穿隧接触洞形成于其中且该穿隧接触洞和该穿隧区域连接;一穿隧氧化层形成于该穿隧接触洞之中该穿隧区域之上;一复晶悬浮闸极,形成于该穿隧接触洞之该穿隧氧化层、该邻接之隔离区及该主动区之上以定义一对源/汲极区;一对源/汲极区形成于主动区之中,为位于该主动区部分之该复晶悬浮闸极所分隔;一第二氧化层覆盖该复晶悬浮闸极及该第一氧化层的其其余部分;一上金属层/介电层/下金属层之电容位于该第二氧化层之上,及一分层连接该下金属层与该复晶悬浮闸极。2.如申请专利范围第1项所述之具金属极板耦合电容之EEPROM结构,其中上述之穿隧区域系一n型导电性杂质掺杂之区域。3.如申请专利范围第1项所述之具金属极板耦合电容之EEPROM结构,其中上述之穿隧氧化层约厚7-10nm。4.如申请专利范围第1项所述之具金属极板耦合电容之EEPROM结构,其中上述之第一氧化层约厚15-30nm。5.如申请专利范围第1项所述之具金属极板耦合电容之EEPROM结构,其中上述之复晶悬浮闸极系复晶矽层,其在第一氧化层上之厚度约为100-300nm,而其与上述之穿隧氧化层连接之部分约厚150-350nm。6.如申请专利范围第1项所述之具金属极板耦合电容之EEPROM结构,其中上述之第一金属电容极板系选自由AlCu及TiN所组成之族群其中之一金属。7.如申请专利范围第1项所述之具金属极板耦合电容之EEPROM结构,其中上述之下金属层电容极板厚度约为300-700nm。8.如申请专利范围第1项所述之具金属极板耦合电容之EEPROM结构,其中上述之分层系以和下金属层相同之材料所构成。9.如申请专利范围第1项所述之具金属极板耦合电容之EEPROM结构,其中上述之电容器介电层约厚15-50nm。10.如申请专利范围第1项所述之具金属极板耦合电容之EEPROM结构,其中上述之上金属层电容极板厚度约为300-700nm。11.一种具金属极板耦合电容之EEPROM结构,该结构至少包含:一半导体基板具有一对隔离区以定义主动区于其中;一杂质掺杂区位于该半导体基板之中,用以作为电荷穿隧区域,并且邻接该其中之一隔离区;一第一氧化层形成于该半导体基板之上,该第一氧化层具有一穿隧接触洞形成于其中且该穿隧接触洞和该穿隧区域连接;一穿隧氧化层形成于该穿隧接触洞之中该穿隧区域之上;一复晶悬浮闸极,形成于该穿隧接触洞之该穿隧氧化层、该邻接之隔离区及该主动区之上以定义一对源/汲极区;一对源/汲极区形成于主动区之中,为位于该主动区部分之该复晶悬浮闸极所分隔;一第二氧化层复盖该复晶悬浮闸极及该第一氧化层的其其余部分;一第一金属电容极板位于该第二氧化层之上,一介层连接该第一金属电容极板和该复晶悬浮闸极;一第三氧化层复盖该第一金属电容极板及第二氧化层之其余部分之上,且该第三氧化层并有一凹陷区形成于其中该凹陷区位于该第一金属电容极板之上;一电容器介电层形成于该凹陷区之表面上;一第二金属电容极板形成于该电容器介电层之上。12.如申请专利范围第11项所述之具金属极板耦合电容之EEPROM结构,其中上述之穿隧区域系一n型导电性杂质掺杂之区域。13.如申请专利范围第11项所述之具金属极板耦合电容之EEPROM结构,其中上述之穿隧氧化层约厚7-10nm。14.如申请专利范围第11项所述之具金属极板耦合电容之EEPROM结构,其中上述之第一氧化层约厚15-30nm。15.如申请专利范围第11项所述之具金属极板耦合电容之EEPROM结构,其中上述之复晶悬浮闸极系复晶矽层,其在第一氧化层上之厚度约为100-300nm,而其与上述之穿隧氧化层连接之部分约厚150-350nm。16.如申请专利范围第11项所述之具金属极板耦合电容之EEPROM结构,其中上述之第一金属电容极板系选自由AlCu及TiN所组成之族群其中之一金属。17.如申请专利范围第11项所述之具金属极板耦合电容之EEPROM结构,其中上述之第一金属电容极板厚度约为300-700nm。18.如申请专利范围第11项所述之具金属极板耦合电容之EEPROM结构,其中上述之介层系由和第一金属电容极板相同之材料所构成。19.如申请专利范围第11项所述之具金属极板耦合电容之EEPROM结构,其中上述之电容器介电层约厚15-50nm。20.如申请专利范围第11项所述之具金属极板耦合电容之EEPROM结构,其中上述之第三氧化层厚度约为400-900nm。图式简单说明:第一图显示以传统方法制造EEPROM进行穿隧氧化层形成步骤后之横截面图;第二图显示以传统方法制造EEPROM进行悬浮闸极图案化后之横截面示意图;第三图显示以传统方法制造EEPROM进行至第二图之步骤后之俯视示意图;第四图显示以传统方法制造之EEPROM结构的横截面示意图;第五图显示以传统方法制造之EEPROM俯视示意图。第六图显示以本发明之方法制造EEPROM进行穿隧氧化层形成步骤后之横截面图;第七图显示以本发明之方法制造EEPROM进行悬浮闸极图案化后之横截面示意图;第八图显示以本发明之方法制造EEPROM进行至第七图之步骤后之俯视示意图;第九图显示以本发明之方法制造EEPROM进行底部电容极板后之横截面示意图;第十图显示以本发明之方法制造EEPROM进行电容器介电层后之横截面示意图;第十一图显示以本发明之方法制造EEPROM进行顶部电容极板后之横截面示意图;第十二图A及第十二图B分别显示以本发明之方法及以传统方法制造EEPROM的俯视图,用以比较两者所占之基板面积比;及第十三图显示以本发明之方法制造EEPROM之MlM耦合电容以另一种形式出现的横截面示意图。
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