[发明专利]OTP器件结构及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的设计加工领域，尤其涉及OTP器件结构及其加工方法。

背景技术

在嵌入式非挥发性存储器领域，基于反熔丝结构的一次可编程（One Time Programmable，OTP）存储器因其高稳定性、与CMOS工艺完全兼容、编程容易等优点，被广泛应用于模拟电路微调、密钥和芯片ID存储、SRAM/DRAM冗余设计、RFID等。

目前，主流的反熔丝结构使用MOS管实现，请参考图1，图1是现有技术中OTP器件结构中薄栅氧低压存储器件的剖视结构示意图，该薄栅氧低压存储器件即是所述MOS管。该MOS管包括衬底101，形成在衬底上的薄栅氧化层104，形成在薄栅氧化层104上的栅极105，以及形成在栅极105一侧的衬底101中的漏极102和另一侧的衬底101中的源极103。在针对该MOS管进行编程时，将高压加在该MOS管的栅极105和漏极102，以0.18μm工艺为例，栅极105上加电压WL0=8V，漏极102上加电压BL0=0V，一段时间之后薄栅氧化层104被永久击穿。当然，若同一硅片上的其他相同MOS管未进行编程，则其包括的薄栅氧化层104未被击穿。

读操作时，栅极105上WL0加VDD，漏极102上BL0接灵敏电流放大器，对于未进行编程的MOS管来说，灵敏电流放大器无法检测到有电流从栅极105流向源极102，代表存储状态“0”；对于已进行编程的MOS管来说，由于薄栅氧化层104被永久击穿，此时MOS管中存在从栅极105流向漏极102的读电流I，若灵敏电流放大器检测到该读电流I，则代表该MOS管的存储状态为“1”，这种结构中由于存在薄栅氧化层104的击穿点位于沟道上方的可能性，会有较大的漏电流I’从栅极105流向衬底101，这样大大减小了被编程单元的读电流I，使得灵敏电流放大器无法检测到该读电流I，因此影响了编程效果，降低了存储器良率。

发明内容

本发明的目的在于针对解决现有技术中存在的问题，提供一种新型的OTP器件结构，以提升OTP器件的良率。

一方面，本发明提供了一种OTP器件结构，该OTP器件结构包括：

衬底；

形成在所述衬底上的薄栅氧低压存储器件和厚栅氧高压选择器件；

所述薄栅氧低压存储器件包括形成在所述衬底之上的薄栅氧化层和栅极，以及在所述栅极两侧的所述衬底中形成的源区和漏区，其中所述源区和所述漏区在所述衬底中相向延伸并在所述薄栅氧化层下方相接以形成源漏沟道穿通。

相应地，本发明提供了一种OTP器件结构的加工方法，该方法包括：

提供衬底，并在该衬底上预留用于形成厚栅氧高压选择器件的源漏区的第一注入区域，以及预留用于形成薄栅氧低压存储器件的源漏区的第二注入区域；

提供覆盖所述衬底的掩膜层，该掩膜层同时暴露所述第一注入区域和所述第二注入区域；

基于所述掩膜层对所述衬底执行用于形成厚栅氧高压选择器件源漏区的离子注入；所述离子注入作用于所述第一注入区域以形成所述厚栅氧高压选择器件的源漏区；

所述离子注入还作用于所述第二注入区域以形成所述薄栅氧低压存储器件的源区和漏区，其中所述源区和所述漏区在所述衬底中形成源漏沟道穿通。

另一方面，本发明还提供了一种OTP器件结构，该OTP器件结构包括：

衬底；

形成在所述衬底上的薄栅氧低压存储器件和厚栅氧高压选择器件；

所述薄栅氧低压存储器件包括形成在所述衬底内的掺杂阱，以及形成在所述掺杂阱之上的薄栅氧化层和栅极；

所述薄栅氧低压存储器件还包括通过离子注入的方法在所述栅极两侧的所述衬底中形成的源区和漏区，其中所述离子注入所选用的离子与所述掺杂阱的掺杂离子同族。

本发明提供的OTP器件结构其包括的薄栅氧低压存储器件的源漏沟道穿通，使该薄栅氧低压存储器件的沟道与衬底之间形成反向寄生PN结，可以在对其进行读操作时有效地阻止栅极读电流流入衬底，从而解决读电流过小无法被检测的问题，进而提升了薄栅氧低压存储器件的产品良率、降低其生产成本以及减小OTP器件的面积。此外，本发明提供的一种OTP器件结构的加工方法用于制造本发明提供的OTP器件结构，该加工方法仅通过调整掩膜层形态，即可加工得到所述OTP器件结构，无需增加新的掩膜层和调整工艺流程，适应代工厂的设计需求，也利于控制所述OTP器件结构的生产成本。

附图说明