專利名稱：抗輻照eeprom存儲(chǔ)陣列隔離結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種抗輻照EEPROM存儲(chǔ)陣列的隔離結(jié)構(gòu)，屬于集成電路技術(shù)領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
EEPROM存儲(chǔ)陣列作為非揮發(fā)存儲(chǔ)設(shè)備，大量用于航空與航天領(lǐng)域。但是由于空間 應(yīng)用環(huán)境的復(fù)雜性，存儲(chǔ)陣列常常會(huì)受到輻照的影響而使關(guān)鍵數(shù)據(jù)丟失或器件失效。如何 滿足空間應(yīng)用的需要，提高EEPROM的抗輻照性能，是多年來研究的熱點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)中由NMOS管形成的存儲(chǔ)單元之間不增加額外的隔離結(jié)構(gòu)，單元與單元 之間由工藝過程中的場氧進(jìn)行隔離。如圖1所示，該EEPROM存儲(chǔ)單元制作在半導(dǎo)體襯底8 上，包括N型有源區(qū)2，柵氧化層3，柵4，左右兩個(gè)NMOS管之間為場氧1。在常規(guī)環(huán)境中，場 氧1中沒有導(dǎo)電溝道，不存在漏電流。在輻照環(huán)境中，在場氧1區(qū)會(huì)產(chǎn)生電離電子-空穴對(duì)； 由于陷阱的俘獲作用，在Si/Si02系統(tǒng)的S^2 —側(cè)堆積正電荷，形成界面態(tài)，有可能形成場 氧下反型的漏電溝道。場氧漏電溝道能延伸到鄰近的晶體管的N型有源區(qū)2，這將在相鄰的 NMOS管之間產(chǎn)生漏電流Id。所以標(biāo)準(zhǔn)EEPROM存儲(chǔ)單元陣列結(jié)構(gòu)不具備在輻照環(huán)境中應(yīng)用 的價(jià)值。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型目的在于解決上述問題，在現(xiàn)有的工藝基礎(chǔ)上，研究了輻照對(duì)EEPROM 存儲(chǔ)陣列的影響，提出了一種新的抗輻照EEPROM存儲(chǔ)陣列隔離結(jié)構(gòu)，使EEPROM存儲(chǔ)陣列具 有抗輻照能力。按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述抗輻照EEPROM存儲(chǔ)陣列隔離結(jié)構(gòu)包括制 作在半導(dǎo)體襯底上的EEPROM存儲(chǔ)單元，所述EEPROM存儲(chǔ)單元呈陣列排列，EEPROM存儲(chǔ)單 元之間通過場氧相隔離，在所述場氧下面增加場注，使得存儲(chǔ)陣列中的每個(gè)EEPROM存儲(chǔ)單 元與其上下左右四個(gè)EEPROM存儲(chǔ)單元通過所述場注隔開，所述場注與相鄰EEPROM存儲(chǔ)單 元不接觸。所述場注呈現(xiàn)網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。由EEPROM存儲(chǔ)單元構(gòu)成的存儲(chǔ)陣列的字線選擇柵采用二鋁縱向走線，控制柵和 位線采用三鋁橫向走線。所述EEPROM存儲(chǔ)單元由NMOS管形成。所述場注是在場氧填充之前向半導(dǎo)體襯底 表面注入硼，使得場注區(qū)存在大量的空穴。本次實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是保證器件性能的條件下，在單元與單元之間使用場注隔 離結(jié)構(gòu)，以防止單元之間的漏電，在抗輻照加固的同時(shí)沒有影響到存儲(chǔ)單元陣列的存儲(chǔ)性 能。
圖1為已有技術(shù)中EEPROM存儲(chǔ)陣列內(nèi)單元之間漏電原理圖。圖2為本實(shí)用新型隔離結(jié)構(gòu)平面示意圖。圖3為本實(shí)用新型單元之間隔離原理剖面圖。圖4為本實(shí)用新型存儲(chǔ)陣列結(jié)構(gòu)平面示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。本實(shí)用新型對(duì) EEPROM存儲(chǔ)陣列設(shè)計(jì)方案如下。針對(duì)輻照效應(yīng)對(duì)EEPROM存儲(chǔ)陣列的影響是輻照會(huì)形成場氧下反型的漏電結(jié) 構(gòu)，場氧漏電溝道能延伸到鄰近的晶體管的有源區(qū)，使相鄰單元管之間的隔離失效，形成靜 態(tài)漏電流通道，導(dǎo)致器件失效。在設(shè)計(jì)EEPROM存儲(chǔ)陣列設(shè)計(jì)時(shí)，利用場注技術(shù)，對(duì)相鄰的 EEPROM單元進(jìn)行隔離。隔離后相鄰單元之間不存在漏電流通路?？馆椪誆EPROM存儲(chǔ)單元外圍均為場氧1，根據(jù)場氧隔離的漏電原理，采用了如圖2 所示的結(jié)構(gòu)，在每個(gè)存儲(chǔ)單元外圍加入場注5形成一個(gè)場注環(huán)。該場注環(huán)有一定的寬度W， 此寬度W保證了一定的注入面積，使得輻照環(huán)境下場注5隔離有效；該場注環(huán)與相鄰單元的 N型有源區(qū)2保持一定的距離D，此距離D保證了 N型有源區(qū)2與襯底8之間的擊穿電壓不 會(huì)由于場注5的存在而降低。該結(jié)構(gòu)的工作原理如圖3所示，半導(dǎo)體襯底8上制作有場氧1，兩個(gè)相鄰的存儲(chǔ)單 元各自的N型有源區(qū)2，柵氧化層3，柵4，場注5。與圖1相比，單元與單元之間的場氧1下 面添加了場注5。場注5是在場氧1填充之前向半導(dǎo)體襯底8表面注入一定劑量的硼，使得 場注5區(qū)存在大量的空穴。由于界面態(tài)存在而產(chǎn)生電子漏電流時(shí)，會(huì)被場注5區(qū)的空穴所 復(fù)合，阻斷了電流的通路，因此不會(huì)在存儲(chǔ)單元與存儲(chǔ)單元之間產(chǎn)生漏電流。圖4是本實(shí)用新型采用場注隔離結(jié)構(gòu)的陣列示意圖。在該陣列結(jié)構(gòu)中，存儲(chǔ)單元 的字線選擇柵SGf 4由二鋁6縱向走線，位線BLf 4和控制柵CG廣4由三鋁7橫向走線；每 一個(gè)EEPROM存儲(chǔ)單元周圍都環(huán)繞著場注5，使其與上下左右四個(gè)存儲(chǔ)單元完全由場注5隔 開。該場注5呈網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型解決了由輻照所產(chǎn)生的總劑量效應(yīng)(TID)對(duì)EEPROM存儲(chǔ)陣列中相鄰 存儲(chǔ)單元之間場區(qū)漏電的影響，提高了 EEPROM器件存儲(chǔ)單元陣列的抗輻照能力，采用200 KRad (Si)以上抗輻照存儲(chǔ)單元組成的存儲(chǔ)陣列抗總劑量能力可達(dá)到200 KRad (Si)以上。
權(quán)利要求1.抗輻照EEPROM存儲(chǔ)陣列隔離結(jié)構(gòu)，包括制作在半導(dǎo)體襯底上的EEPROM存儲(chǔ)單 元，所述EEPROM存儲(chǔ)單元呈陣列排列，EEPROM存儲(chǔ)單元之間通過場氧相隔離，其特征在 于在所述場氧下面增加場注，使得存儲(chǔ)陣列中的每個(gè)EEPROM存儲(chǔ)單元與其上下左右四個(gè) EEPROM存儲(chǔ)單元通過所述場注隔開，所述場注與相鄰EEPROM存儲(chǔ)單元不接觸。
2.如權(quán)利要求1所述抗輻照EEPROM存儲(chǔ)陣列隔離結(jié)構(gòu)，其特征在于所述場注呈現(xiàn)網(wǎng)格 狀結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求1所述抗輻照EEPROM存儲(chǔ)陣列隔離結(jié)構(gòu)，其特征在于由EEPROM存儲(chǔ)單 元構(gòu)成的存儲(chǔ)陣列的字線選擇柵采用二鋁縱向走線，控制柵和位線采用三鋁橫向走線。
專利摘要本實(shí)用新型公布了一種抗輻照EEPROM存儲(chǔ)單元陣列隔離結(jié)構(gòu)，包括制作在半導(dǎo)體襯底上的EEPROM存儲(chǔ)單元，所述EEPROM存儲(chǔ)單元呈陣列排列，EEPROM存儲(chǔ)單元之間通過場氧相隔離，在所述場氧下面增加場注，使得存儲(chǔ)陣列中的每個(gè)EEPROM存儲(chǔ)單元與其上下左右四個(gè)EEPROM存儲(chǔ)單元通過所述場注隔開。該設(shè)計(jì)解決了由輻照所產(chǎn)生的總劑量效應(yīng)對(duì)EEPROM存儲(chǔ)陣列中相鄰存儲(chǔ)單元之間場區(qū)漏電的影響。本實(shí)用新型利用場注技術(shù)，對(duì)相鄰的EEPROM存儲(chǔ)單元進(jìn)行隔離。該陣列設(shè)計(jì)抗總劑量能力達(dá)到200KRad(Si)以上，隔離后相鄰單元之間不存在漏電流通路。在抗輻照加固的同時(shí)，沒有影響到存儲(chǔ)單元陣列本身的存儲(chǔ)性能。
文檔編號(hào)H01L27/115GK201918386SQ20112002180
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)明者封晴, 張艷飛, 李博, 王曉玲, 田海燕 申請(qǐng)人:中國電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所