CN101452939A - Otp结构及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种OTP结构，其晶体管部分在衬底上依次为氧化硅－氮化硅－氧化硅层和多晶硅层，在衬底上的多晶硅两侧分别为源极和漏极。为制作上述OTP结构，本发明还公开了一种制作OTP结构的方法，包括以下步骤：1.有源区的隔离；2.阱注入；3.淀积氧化硅－氮化硅－氧化硅层，并刻蚀；4.栅氧成长并刻蚀；5.轻掺杂注入及源漏注入；6.OTP注入。利用本发明制作OTP结构的方法得到的OTP结构可以在一个OTP结构中存储两个电子，实现了每个单元结构存储2位效果，提高了存储单元的存储密度，减少芯片的面积，降低生产成本。

Description

OTP结构及其制作方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及半导体领域中的一种OTP结构及其制作方法。

背景技术

在半导体行业中OTP是常用的存储单元，如图1所示，已有的OTP结构在衬底上方依次为氧化硅层和多晶硅层，在衬底的两侧分别为源极和漏极。在这种已有的OTP结构中，存储器电荷一般存储于多晶硅浮栅上，电子在浮栅上可自由移动，并且一个单元结构只可存储一位数据。利用阈值电压的大小来判断浮栅上有无注入电子，在一个单元表征出0或1。

随着半导体行业的集成度越练越高、半导体器件的体积越小，也要求存储单元的存储密度提高，现有的一个单元结构只能存储一位数据的OTP结构不能满足这种高密度存储功能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供OTP结构，可以在一个存储单元中存储两位数据，为此本发明还提供一种OTP结构的制作方法以提高OTP结构的效率。

为解决上述技术问题，本发明OTP结构的技术方案是，其晶体管部分在衬底上依次为氧化硅—氮化硅—氧化硅层和多晶硅层，在衬底上的多晶硅两侧分别为源极和漏极。

作为本发明的进一步改进是，氧化硅—氮化硅—氧化硅层中两侧的氧化硅层厚度大于50埃。

为实现上述的OTP结构，本发明制作OTP结构的方法，其晶体管部分包括以下步骤：第一步，有源区的隔离；第二步，阱注入；第三步，淀积氧化硅—氮化硅—氧化硅层，并刻蚀；第四步，栅氧成长并刻蚀；第五步，轻掺杂注入及源漏注入；第六步，OTP注入。

利用本发明制作OTP结构的方法制作的OTP结构用氧化硅—氮化硅—氧化硅层代替氧化硅层存储数据，可以在氮化硅层的两端分别存储一个数据，从而在一个OTP结构中存储两个数据，提高了存储单元的存储密度，节约了芯片的面积，降低生产成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明：

图1为已有技术的OTP结构晶体管部分示意图；

图2为本发明OTP结构晶体管部分示意图；

图3为本发明方法流程示意图；

图4为对本发明OTP结构写入数据实施例示意图；

图5为从本发明OTP结构读出数据实施例示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明OTP结构包括衬底，衬底上方依次为氧化硅—氮化硅—氧化硅层和多晶硅层，在衬底上的多晶硅两侧分别为源极和漏极，其中氧化硅—氮化硅—氧化硅层中两侧的氧化硅层厚度大于50埃。

向本发明的OTP结构写入数据时，利用电子会被困在氧化硅—氮化硅—氧化硅层的氮化层中，且不易移动的特性，当源端加低电位、漏断加高电位时，热电子注入发生在靠漏端一侧，则写入电子储存在氧化硅—氮化硅—氧化硅层的一侧。当源端加高电位、漏断加低电位时，则热电子注入发生在沟道的另一侧，即完成氧化硅—氮化硅—氧化硅层另一侧的电子写入。读取时同样两侧分别读取。

如图4所示，在向本发明的OTP结构写入数据时，V1端接地，V2端加正电压，V3端加正电压，V3为通过OTP耦合电容加载的电压。此时，热电子注入发生在V2端，热电子存储于B位置。若V1和V2交换电压加载，则热电子存储在A位置。写入的电压条件则为最容易发生热电子注入的条件，并使得OTP感应电容的耦合效率尽量高。

如图5所示，V1端接地，V2端加正的小电压，V3端接正电压，V3为通过OTP耦合电容加载的电压。由于V2端正电压将B端的沟道里的空穴排开，所以B端沟道导通，则整个沟道导通与否由A端来决定，若A端存储有热电子，则因为阈值电压高，沟道未导通；若A端没有热电子，因为阈值电压低，沟道导通。上述电压加载方式可读取OTP结构的A端数据。当将V1和V2交换电压加载，可读取OTP结构的B端数值。

如图3所示，制作本发明OTP结构的方法，制作其晶体管部分包括以下步骤：第一步，有源区的隔离，这一步中可以采用浅沟槽隔离实现有源区的隔离，也可以采用硅的局部氧化实现有源区的隔离。第二步，阱注入。第三步，淀积氧化硅—氮化硅—氧化硅层，并刻蚀，且使得刻蚀之后其两侧氧化硅层厚度大于50埃，保证OTP晶体管部分保留氧化硅—氮化硅—氧化硅层。第四步，栅氧成长并刻蚀。第五步，轻掺杂注入及源漏注入。最后进行OTP注入。

本发明OTP结构的制作方法提供的OTP结构的晶体管部分以氧化硅—氮化硅—氧化硅层存储数据，可以在氮化硅的两侧分别存储一个电子，从而在一个OTP结构中存储两个电子，实现了每个单元结构存储2位的效果，提高了存储单元的存储密度，减少芯片的面积，降低生产成本。

Claims (6)

1.一种OTP结构，包括晶体管部分和感应电容部分，其特征在于，其晶体管部分在衬底上依次为氧化硅—氮化硅—氧化硅层和多晶硅层，在衬底上的多晶硅两侧分别为源极和漏极。

2.根据权利要求1所述的OTP结构，其特征在于，氧化硅—氮化硅—氧化硅层中两侧的氧化硅层厚度大于50埃。

3.一种制作权利要求1的OTP结构的方法，其特征在于，制作其晶体管部分时包括以下步骤：第一步，有源区的隔离；第二步，阱注入；第三步，淀积氧化硅—氮化硅—氧化硅层，并刻蚀；第四步，栅氧成长并刻蚀；第五步，轻掺杂注入及源漏注入；第六步，OTP注入。

4.根据权利要求3所述的OTP结构的方法，其特征在于，第一步中采用浅沟槽隔离实现有源区的隔离。

5.根据权利要求3所述的OTP结构的方法，其特征在于，第一步中采用硅的局部氧化实现有源区的隔离。

6.根据权利要求3所述的OTP结构的方法，其特征在于，第三步中刻蚀之后的氧化硅—氮化硅—氧化硅，其两侧氧化硅层厚度大于50埃。

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