专利名称：半导体器件的晶体管结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体器件的晶体管(别名饼式单元)结构，尤其涉及一种形成于源和漏中并具有不对称结构沟道宽度的沟道的半导体器件晶体管结构。
通常，为诸如EPROM单元和快速EEPROM单元之类的非易失存储器单元编程(即，用电荷给浮栅充电)的关键在于，对源施加地电压Vss，对漏施加5V电压，对控制栅施加12V的高电压。即，漏电流流过源一侧的沟道，由沟道夹断在漏区形成一个强电场，由此产生所谓的热电子；热电子通过控制栅的垂直电场注入到浮栅，从而给单元编程。
图1A是表示已有技术的半导体器件晶体管结构的器件透视图，通过图1B对该晶体管结构做如下解释。
已有半导体器件晶体管结构由半导体衬底上的源2、漏3、浮栅4和控制栅5构成，源2A和漏3A的沟道宽度W和沟道长度L由如图1B所示的矩形对称结构形成，这样水平方向的电场便只是由X方向的沟道长度决定。所以，存在以下问题，即，如果在相同偏置条件下X方向沟道长度增加，水平方向的电场强度就变低，从而引起载流子流减少，致使编程效率变低，并且在低偏置条件下，要有效地产生热电子是困难的。另外，由于单元是以矩形的对称结构形成的，造成集成度下降。
因此，本发明的目的是提供一种半导体器件晶体管，使在源和漏中形成的沟道的宽度具有不对称结构，而解决上述问题。
为实现上述目的，一种半导体器件包括硅衬底；在硅衬底中形成的源，该源为壳形；在硅衬底中形成的漏；在硅衬底上形成的浮栅，该浮栅为壳形；和在浮栅上形成的控制栅，该控制栅为壳形。
为了更充分理解本发明的特点和目的，下面将参照附图对本发明做详细说明，其中图1A是表示已有半导体器件晶体管结构的器件透视图。
图1B是表示图1A所示晶体管工作的载流子流示意图。
图2A是表示本发明的半导体器件晶体管结构的器件透视图。
图2B和2C分别是表示图2A所示晶体管工作时载流子流示意图和载流子波形图。
图2D是表示在恒定时间内流过一截面的载流子流状态的示意图。
在各附图中，相似的附图标记表示相似的部件。
下面参照附图对本发明进行详细说明。
图1A和1B分别是表示已有半导体器件晶体管结构的器件透示图和表示图1A所示晶体管工作时的载流子流示意图，对此上面已讨论过。
图2A是表示本发明的半导体器件晶体管结构的器件透示图，参照图2B-2D对这种晶体管结构进行如下说明。
本发明的半导体器件晶体管结构由硅衬底11上的源12、漏13、浮栅14和控制栅15组成，它具有壳形(饼形)不对称结构，如图2B所示，漏端沟道宽度W2小于源端沟道宽度W1，因此，由X方向的沟道长度和Z方向的沟道宽度W1、W2来决定作用于水平方向的电场的强度。也即，水平方向电场E和载流子速度V间的关系为，高于阈值电场Ecrit时的载流子速度V变成了饱和速度Vsat，如图2C所示，此时，能最有效地产生载流子。
图2D是表示在一恒定时间内，流过一截面的载流子流状态的示意图。评论晶体管源漏电流Lds与载流子速度V间的关系，很显然，因为Zds＝dQ/dt，V＝dx/dt，Ids＝dQ/dt＝qnAdx/dt＝qnAV＝qn(Wdy)V所以，载流子速度V为V＝Ids/(qndyW)这里，dQ在dt时间内，流过一任意截面的电荷量。
dx在dt时间内，载流子移动的距离。
V 载流子速度。
q 每个载流子的电荷量。
n 每单位体积的载流子数。
w 晶体管沟道宽度(Z向)。
dy晶体管沟道反型层的深度(y向)，A 载流子流过的有效面积(Wdy)因此，在漏端沟道宽度W2小于源端沟道宽度W1时，得到载流子速度，即，V源和V漏，在源端，载流子通过源由电场注入沟道；在漏端，载流子通过漏由电场流出，V源＝Ids/(qndyW1)V漏＝Ids/(qndyW2)上述两端的速度比r为r＝V漏/V源＝W1/W2(这里，由于电流的连续性，在漏和源Ids相同)例如如果漏端沟道宽度减小到源端沟道宽度的一半时，源电流密度增加到漏电流密度的2倍，所以，载流子以增加到2倍的速度注过漏。
如上所述，根据本发明，编程效率增加；通过使在源和漏中形成的沟道具有不对称结构的沟道宽度，即使在低偏置条件下，也能有效地产生热电子；并且通过以锯齿形安排不对称结构单元，还有增加集成度的有益效果。
以上描述，虽然参照优选实施例对本发明进行了一定程度的说明，但这仅是本发明的基本点。应该理解到，本发明并不限于这里所公开和描述的优选实施例。所以，所有不脱离本发明精神和实质的合适变化皆包含在本发明的进一步实施例中。
权利要求
1.一种半导体器件，包括硅衬底；在硅衬底中形成的源，所说源具有壳形；在硅衬底中形成的漏；在硅衬底上形成的浮栅，所说浮栅为壳形；及在所说浮栅上形成的控制栅，所说控制栅为壳形。
2.一种半导体器件，包括衬底上的源、漏、浮栅和控制栅，其特征在于该半导体器件是由在漏端形成的沟道宽度小于在源端形成的沟道宽度的不对称结构构成的。
全文摘要
本发明涉及一种晶体管(别称“饼式单元”)，尤其涉及一种半导体器件的晶体管结构，通过使在源和漏中形成的沟道具有不对称结构的沟道宽度，即使在低偏置条件下，也能增加编程效率，并能有效产生热电子。另外，通过以锯齿形设置不对称结构(饼式结构)的单元，可增加集成度。
文档编号H01L29/66GK1147155SQ9610894
公开日1997年4月9日 申请日期1996年5月4日 优先权日1995年5月4日
发明者宋福男 申请人:现代电子产业株式会社