專利名稱：一次性可編程存儲單元及制造方法、半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體涉及一次性可編程存儲單元及制造方法、半導(dǎo)體器件。
背景技術(shù)：
目前比較流行的系統(tǒng)集成芯片或微處理芯片，都需要一個存儲器來儲存系統(tǒng)代碼，由于邏輯和存儲器的制作流程差異很大，傳統(tǒng)的方式是在邏輯制程中引入只讀存儲器(R0M，在本發(fā)明中，所述的只讀存儲器僅指不能編程的只讀存儲器，即掩膜只讀存儲器)。但是只讀存儲器的制作需要在晶圓流片的過程中就要定義，一定程度上制約了系統(tǒng)編碼的靈活性。而且，對于只讀存儲器，每一次不同的編碼需要不同的掩膜版。在現(xiàn)有技術(shù)中，針對只讀存儲器(ROM)的缺點，可以通過電路板把邏輯器芯片和存儲器芯片封裝在一起，這樣，系統(tǒng)代碼可以通過在存儲器芯片內(nèi)容的改變而改變。但是這樣的方式因為需要兩塊或者以上的芯片，制造成本會相當(dāng)?shù)母撸庋b的成本會很高，芯片的面積也會很大，同時，由于信號需要通過電路板來傳遞，很容易會受到雜訊干擾。在實現(xiàn)上述集成邏輯和存儲的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題:在邏輯單元和存儲單元集成在同一芯片上的同時，實現(xiàn)對存儲單元的靈活編程。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種一次性可編程存儲單元及制造方法、半導(dǎo)體器件，在邏輯單元和存儲單元集成在同一芯片上的同時，實現(xiàn)對存儲單元的靈活編程。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種一次性可編程存儲單元，所述一次性可編程存儲單元為MOS管組成，所述MOS管的源區(qū)上方覆蓋隔離接觸電極和源區(qū)的保留掩蔽層，所述保留掩蔽層用于編程時使所述接觸電極和所述源區(qū)之間產(chǎn)生擊穿。優(yōu)選的，所述保留掩蔽層的厚度為30-60埃。本發(fā)明還提供了一種一次性可編程存儲單元制造方法，包括:步驟SI，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上已形成源區(qū)、漏區(qū)和柵極；步驟S2，在所述半導(dǎo)體襯底上形成掩蔽層；步驟S3，利用所述掩蔽層作為所述源區(qū)的掩膜，通過光刻露出所述漏區(qū)和所述柵極；步驟S4，蝕刻所述源區(qū)上的所述掩蔽層并控制蝕刻的厚度，使一部分厚度的所述掩蔽層不被刻蝕，形成保留掩蔽層。優(yōu)選的，所述柵極包括側(cè)墻介質(zhì)層，在所述步驟S3中，使靠近所述源區(qū)一側(cè)的側(cè)墻介質(zhì)層不被刻蝕。優(yōu)選的，所述掩蔽層的厚度為300-500埃。
優(yōu)選的，所述保留掩蔽層的厚度為30-60埃。優(yōu)選的，所述掩蔽層為氧化層。優(yōu)選的，在步驟S4之后，還包括:步驟S5，在所述保留掩蔽層上形成接觸電極。本發(fā)明還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括邏輯單元和一次性可編程存儲單元，所述邏輯單元和所述一次性可編程存儲單元集成在同一芯片上，所述一次性可編程存儲單元為MOS管組成，所述MOS管的源區(qū)上方覆蓋隔離接觸電極和源區(qū)的保留掩蔽層，所述保留掩蔽層用于編程時使所述接觸電極和所述源區(qū)之間產(chǎn)生擊穿。優(yōu)選的，所述保留掩蔽層的厚度為30-60埃。本發(fā)明施例提供的一次性可編程存儲單元及制造方法、半導(dǎo)體器件，在MOS管中通過在接觸電極和源區(qū)之間設(shè)置保留掩蔽層，在編程時實現(xiàn)保留掩蔽層的擊穿，在邏輯單元和存儲單元集成在同一芯片上的同時，實現(xiàn)對存儲單元的靈活編程。同時，一次性可編程存儲單元可以不必提供任何的掩膜版而實現(xiàn)不同的信息的寫入，極大的節(jié)省了制造成本，信息編程也變得靈活。


本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的原理。附圖中:圖1為本發(fā)明實施例中一種一次性可編程存儲單元的結(jié)構(gòu)剖面示意圖；圖2為本發(fā)明實施例中一種一次性可編程存儲單元由MOS管矩陣構(gòu)成的電路示意圖；圖3為本發(fā)明實施例中一種一次性可編程存儲單元單個MOS管讀取為“I”的電路示意圖；圖4為本發(fā)明實施例中一種一次性可編程存儲單元單個MOS管讀取為“O”的電路示意圖；圖5A-圖5E為本發(fā)明實施例中一種一次性可編程存儲單元制造方法的各步驟的示意性剖面圖；圖6為本發(fā)明實施例中一種一次性可編程存儲單元制造方法的流程示意圖。
具體實施例方式在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個或多個這些細(xì)節(jié)而得以實施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟，以便闡釋本發(fā)明。顯然，本發(fā)明的施行并不限定于本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實施方式。應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時，其指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個或多個其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)描述。本發(fā)明實施例提供了一次性可編程存儲單元，如圖1和圖2所示，包括半導(dǎo)體襯底100 (所接電壓用Vb表示)、源區(qū)110、漏區(qū)120、柵極130 (所接電壓用Vg表示)，柵極130包括柵極介質(zhì)層131、側(cè)墻介質(zhì)層132，漏區(qū)120與接觸電極140 (所接電壓用Vd表示)連接。所述一次性可編程存儲單元為MOS管組成，所述MOS管的源區(qū)110的上方覆蓋保留掩蔽層111，保留掩蔽層111為氧化層，保留掩蔽層111隔離接觸電極150 (所接電壓用Vs表示)和源區(qū)111。如圖2、圖3和圖4所示，Vg接位端，Vd接字端，Vs為高電壓時會使保留掩蔽層111發(fā)生擊穿，如果氧化層被擊穿，那么這個單元就可以導(dǎo)通，從而在漏端可以有電流；反之，如果氧化層被保持，則沒有電流，以此來區(qū)分“O”和“I”。如圖2 所示，在編程狀態(tài)時，Vb = GND, Vg = 1.8V，Vs = _3.3V，Vd = 3.3V，接觸電極150和源區(qū)111之間的氧化層產(chǎn)生擊穿；在讀取狀態(tài)時，Vb = Vs = GND, Vg = 1.8V, Vd = 1.8V，編程后，如圖2和圖3所示，氧化層發(fā)生擊穿，電流此時可以通過，代表“I” ；如圖2和圖4所示，氧化層未擊穿的單元，由于氧化層的阻擋，電流不能通過，代表“O”。在定義接觸電極150的時候，需要控制接觸孔的刻蝕，則在源端需要保持一個薄的氧化層，即保留掩蔽層111，作為示例，厚度一般為30-60埃(這里的厚度指的是接觸電極150的端部與源區(qū)的最短距離)，為將來編程寫入信息用，漏端和其他電路的部分的則直接與相應(yīng)的接觸電極連接。本發(fā)明實施例還提供了一種一次性可編程存儲單元制造方法，如圖5和圖6所示，包括:步驟601，提供半導(dǎo)體襯底100，所述半導(dǎo)體襯底上已形成源區(qū)110、漏區(qū)120和柵極 130 ；步驟602，在半導(dǎo)體襯底100上形成掩蔽層112 ；步驟603，利用所述掩蔽層112作為所述區(qū)110的掩膜，通過光刻露出漏區(qū)120和柵極130 ；步驟604，在蝕刻源區(qū)110對應(yīng)的接觸孔時，蝕刻所述源區(qū)110上的掩蔽層112并控制蝕刻的厚度，使一部分厚度的掩蔽層110不被刻蝕，形成保留掩蔽層111。所述保留掩蔽層111用于編程時使接觸電極150和源區(qū)110之間產(chǎn)生擊穿。步驟605，在所述保留掩蔽層111上形成接觸電極150。作為示例，所述柵極結(jié)構(gòu)包括側(cè)墻介質(zhì)層，在所述步驟603中，使靠近所述源區(qū)一側(cè)的側(cè)墻介質(zhì)層不被刻蝕。這樣，在不影響柵極連接的基礎(chǔ)上，可以盡量防止刻蝕到源區(qū)的掩蔽層。作為示例，所述掩蔽層的厚度為300-500埃；所述保留掩蔽層的厚度為30_60埃；作為示例，述掩蔽層為氧化層。本發(fā)明實施例還提供了一種半導(dǎo)體器件，包括邏輯單元和一次性可編程存儲單元，所述邏輯單元和所述一次性可編程存儲單元集成在同一芯片上，所述一次性可編程存儲單元為MOS管組成，所述MOS管的源區(qū)上方覆蓋保留掩蔽層，所述保留掩蔽層隔離接觸電極和源區(qū)，用于編程時使所述接觸電極和所述源區(qū)之間產(chǎn)生擊穿。作為示例，所述保留掩蔽層的厚度為30-60埃。通過邏輯單元中加入一次性可編程存儲單元，可以極大的提高系統(tǒng)代碼的靈活性，即當(dāng)晶圓流片結(jié)束后，可以通過編碼的形式將代碼寫入，這樣可以針對不同的客戶和產(chǎn)品實現(xiàn)無差別化，即可以針對不同的客戶提供不同的代碼以實現(xiàn)不同的功能。相對只讀存儲器(ROM)而言，每一次不同的編碼需要不同的掩膜版，一次性可編程存儲單元可以不必提供任何的掩膜版而實現(xiàn)不同的信息的寫入，極大的節(jié)省了制造成本，信息編程也變得靈活。作為示例，所述保留掩蔽層的厚度為30-60埃。在制作本發(fā)明實施例提供的半導(dǎo)體器件時，只需在傳統(tǒng)邏輯制程的基礎(chǔ)上，在所述半導(dǎo)體襯底上已形成源區(qū)、漏區(qū)和柵極后，按照前述一次性可編程存儲單元制造方法進(jìn)行制作，完成后再按傳統(tǒng)的邏輯制程繼續(xù)制作即可。在制作過程中，不必提供任何的掩膜版而實現(xiàn)不同的信息的寫入，極大的節(jié)省了制造成本，信息編程也變得靈活。本發(fā)明施例提供的一次性可編程存儲單元及制造方法、半導(dǎo)體器件，在MOS管中通過在接觸電極和源區(qū)之間設(shè)置保留掩蔽層，在編程時實現(xiàn)保留掩蔽層的擊穿，在邏輯單元和存儲單元集成在同一芯片上的同時，實現(xiàn)對存儲單元的靈活編程。同時，一次性可編程存儲單元可以不必提供任何的掩膜版而實現(xiàn)不同的信息的寫入，極大的節(jié)省了制造成本，信息編程也變得靈活。 本發(fā)明實施例適用于系統(tǒng)集成芯片、微處理芯片等。 本發(fā)明已經(jīng)通過上述實施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
權(quán)利要求
1.一種一次性可編程存儲單元，所述一次性可編程存儲單元為MOS管組成，其特征在于，所述一次性可編程存儲單元為MOS管組成，所述MOS管的源區(qū)上方覆蓋隔離接觸電極和源區(qū)的保留掩蔽層，所述保留掩蔽層用于編程時使所述接觸電極和所述源區(qū)之間產(chǎn)生擊穿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性可編程存儲單元，其特征在于，所述保留掩蔽層的厚度為30-60埃。
3.一種一次性可編程存儲單元制造方法，包括: 步驟Si，提供半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底上已形成源區(qū)、漏區(qū)和柵極； 步驟S2，在所述半導(dǎo)體襯底上形成掩蔽層； 步驟S3，利用所述掩蔽層作為所述源區(qū)的掩膜，通過光刻露出所述漏區(qū)和所述柵極；步驟S4，蝕刻所述源區(qū)上的所述掩蔽層并控制蝕刻的厚度，使一部分厚度的所述掩蔽層不被刻蝕，形成保留掩蔽層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一次性可編程存儲單元制造方法，其特征在于，所述柵極包括側(cè)墻介質(zhì)層，在所述步驟s3中，使靠近所述源區(qū)一側(cè)的側(cè)墻介質(zhì)層不被刻蝕。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一次性可編程存儲單元制造方法，其特征在于，所述掩蔽層的厚度為300-500埃。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一次性可編程存儲單元制造方法，其特征在于，所述保留掩蔽層的厚度為30-60埃。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一次性可編程存儲單元制造方法，其特征在于，所述掩蔽層為氧化層。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一次性可編程存儲單元制造方法，其特征在于，在步驟S4之后,還包括: 步驟S5，在所述保留掩蔽層上形成接觸電極。
9.一種半導(dǎo)體器件，包括邏輯單元和一次性可編程存儲單元，其特征在于，所述邏輯單元和所述一次性可編程存儲單元集成在同一芯片上，所述一次性可編程存儲單元為MOS管組成，所述MOS管的源區(qū)上方覆蓋隔離接觸電極和源區(qū)的保留掩蔽層，所述保留掩蔽層用于編程時使所述接觸電極和所述源區(qū)之間產(chǎn)生擊穿。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其特征在于，所述保留掩蔽層的厚度為30-60埃。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種一次性可編程存儲單元及制造方法、半導(dǎo)體器件。本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能在邏輯單元和存儲單元集成在同一芯片上的同時，實現(xiàn)對存儲單元的靈活編程的問題。本發(fā)明實施例提供的方案為一種一次性可編程存儲單元，所述一次性可編程存儲單元為MOS管組成，所述一次性可編程存儲單元為MOS管組成，所述MOS管的源區(qū)上方覆蓋隔離接觸電極和源區(qū)的保留掩蔽層，所述保留掩蔽層用于編程時使所述接觸電極和所述源區(qū)之間產(chǎn)生擊穿。本發(fā)明實施例系統(tǒng)集成芯片、微處理芯片等。
文檔編號H01L27/115GK103187420SQ20111045030
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者蔡建祥, 蔡進(jìn)生, 杜鵬, 周瑋 申請人:無錫華潤上華科技有限公司