[發(fā)明專利]一種單層多晶硅柵MTP器件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200610119037.1
• 申請日: 2006-12-04
• 公開（公告）號: CN101197377A
• 公開（公告）日: 2008-06-11
• 發(fā)明（設計）人: 龔順強;徐向明
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號: H01L27/115
• 分類號: H01L27/115;H01L21/8247
• 代理公司: 上海浦一知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 丁紀鐵;李雋松

技術領域

本發(fā)明涉及半導體集成電路中MTP的設計及制造技術，尤其涉及一種單層多晶硅柵MTP器件及其制造方法。

背景技術

隨著半導體集成電路(IC)的不斷發(fā)展，目前在許多邏輯電路和高壓工藝應用中(諸如LCD-Driver等)，常常需要用到一次或多次可編程(MTP，Multi?Time?Programmal)存儲器件。由于所需的MTP器件容量常常比較小，因此，業(yè)界均希望利用現(xiàn)有工藝或盡可能少的改變現(xiàn)有工藝的前提下，通過器件設計來達到嵌入MTP的技術。如圖1所示，是傳統(tǒng)的單層多晶硅柵MTP，該類MTP一般由高壓編程區(qū)域、存儲器晶體管和晶體管電容區(qū)三部分組成，其中：1、預埋注入?yún)^(qū)，2、有源區(qū)，3、多晶硅柵，4、高壓編程區(qū)，5、存儲器晶體管，6、晶體管電容區(qū)；上述三部分分別主要控制實現(xiàn)編程、數(shù)據(jù)讀出和多晶硅浮柵控制的功能，而其他傳統(tǒng)的類似EEPROM等MTP/OTP結(jié)構(gòu)均為業(yè)內(nèi)同行所熟悉，這里不再贅述。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種單層多晶硅柵MTP器件及其制造方法，可以利用現(xiàn)有工藝或盡可能少的改變現(xiàn)有工藝的前提下，通過器件設計及制造方法調(diào)整來達到成功嵌入MTP的目的。

為解決上述技術問題，本發(fā)明提出了一種單層多晶硅柵MTP器件，與傳統(tǒng)的單層多晶硅柵MTP一樣，也包括高壓編程區(qū)域、存儲器晶體管和晶體管電容區(qū)，但其高壓編程區(qū)是與原高壓編程區(qū)的預埋注入?yún)^(qū)電特性相同的隧道效應發(fā)生區(qū)。

為解決上述技術問題，本發(fā)明還提出了制造上述單層多晶硅柵MTP器件的方法，即省卻常規(guī)的埋層注入工藝而利用多晶硅柵形成后的溝道注入在高壓編程區(qū)形成與預埋注入?yún)^(qū)電特性相同的隧道效應發(fā)生區(qū)；上述隧道效應發(fā)生區(qū)部分形成溝道反形層，以提高隧道效應發(fā)生區(qū)的電容、提高有源區(qū)結(jié)擊穿電壓。

本發(fā)明通過改變器件設計，并在制造時利用現(xiàn)有高壓工藝中的溝道注入，從而達到MTP的成功嵌入技術。

附圖說明

圖1是是傳統(tǒng)的單層多晶硅柵MTP結(jié)構(gòu)組成示意圖；

圖2是本發(fā)明一個具體實施例的器件結(jié)構(gòu)組成示意圖；

附圖標記：1、預埋注入?yún)^(qū)，2、有源區(qū)，3、多晶硅柵，4、高壓編程區(qū)，5、存儲器晶體管，6、晶體管電容區(qū)，7、溝道注入?yún)^(qū)，8、有源區(qū)，9、多晶硅柵，10、高壓編程區(qū)，11、存儲器晶體管，12、晶體管電容區(qū)。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

本發(fā)明的原理：本發(fā)明設計與制造中都利用了現(xiàn)有高壓工藝中的溝道注入(ROM?Code?Implantation)，在MTP的隧道效應發(fā)生部分形成溝道反形層，來提高隧道效應發(fā)生區(qū)的電容、提高有源區(qū)結(jié)擊穿電壓，從而達到MTP的成功嵌入技術。本發(fā)明是完全基于目前的工藝條件的基礎上提出的改進，本發(fā)明沒有改變圖1所示的傳統(tǒng)的單層多晶硅柵MTP結(jié)構(gòu)，而只是對部分區(qū)域的構(gòu)成及形成工藝做了重新設計。

實施例：

如圖2是本發(fā)明一個具體實施例的器件設計和結(jié)構(gòu)，其中：7、溝道注入?yún)^(qū)，8、有源區(qū)，9、多晶硅柵，10、高壓編程區(qū)，11、存儲器晶體管，12、晶體管電容區(qū)。該結(jié)構(gòu)的特點是多晶硅浮柵形成后，在高壓編程區(qū)形成與預埋注入?yún)^(qū)電特性相同隧道效應發(fā)生區(qū)。對應于該實施例新的器件設計和結(jié)構(gòu)，在制造工藝中，本實施例省卻了常規(guī)的埋層注入工藝，而是利用多晶硅柵形成后的溝道注入(Channel?implant)在高壓編程區(qū)形成與預埋注入?yún)^(qū)電特性相同隧道效應發(fā)生區(qū)；同時由于預埋層的深度通常較深，可同時提高了晶體管電容有源區(qū)結(jié)的擊穿電壓。這就有效地實現(xiàn)了編程效果良好、工藝簡單的嵌入式單層多晶硅柵TP技術。

綜上所述，與傳統(tǒng)的MTP/OTP相比，本發(fā)明具有以下效果和優(yōu)點：基本保持現(xiàn)有高壓工藝不變，僅需追加溝道注入工藝；仍為單層多晶硅柵的簡單結(jié)構(gòu)；有效提高有源區(qū)結(jié)擊穿電壓；作為傳統(tǒng)單層多晶硅柵MTP的又一個期間結(jié)構(gòu)選擇；并且本發(fā)明具有工藝簡單、開發(fā)成本低的優(yōu)點。