芯片及其形成方法技术

一种芯片及其形成方法，所述芯片包括：衬底，所述衬底包括存储区域和外围区域；存储阵列，形成在所述存储区域内；至少一个反熔丝器件，形成在所述外围区域内，所述反熔丝器件用于修复所述存储阵列内由失效存储单元造成的存储缺陷；所述反熔丝器件包括：位于衬底表面的栅极结构，所述栅极结构包括位于衬底表面的栅介质层和位于所述栅介质层表面的栅极；在平行于衬底表面方向的所述栅极结构一侧的衬底内的掺杂区，所述掺杂区的至少部分边缘与所述栅极的边缘对齐或位于所述栅极下方。所述反熔丝器件更易被击穿。

【技术实现步骤摘要】
芯片及其形成方法
本专利技术涉及存储
，尤其涉及一种芯片及其形成方法。
技术介绍
采用半导体制程制造的DRAM芯片会不可避免的产生缺陷存储的单元，而DRAM芯片上通常会形成有冗余存储单元，利用冗余存储单元去永久替换缺陷存储单元，即可修复DRAM芯片。在对DRAM芯片进行修复时，需要借助熔丝或反熔丝等一次性编程(OTP，onetimeprogram)器件。随着半导体工艺特征尺寸的减小，MOS晶体管结构的栅介质层厚度已非常薄，使得MOS结构可以被利用作为反熔丝器件。现有技术中，反熔丝器件的形成过程较为复杂，且击穿过程中的电阻较大，不易实现较大的击穿电流，影响芯片的修复效率。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是通过提高反熔丝器件的击穿电流，提高芯片的修复效率。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种芯片，包括：衬底，所述衬底包括存储区域和外围区域；存储阵列，形成在所述存储区域内；反熔丝器件，形成在所述外围区域内，所述反熔丝器件用于修复所述存储阵列内由失效存储单元造成的存储缺陷；所述反熔丝器件与所述存储阵列连接；所述反熔丝器件包括：位于衬底表面的栅极结构，所述栅极结构包括位于衬底表面的栅介质层和位于所述栅介质层表面的栅极；在平行于衬底表面方向的所述栅极结构一侧的衬底内的掺杂区，所述掺杂区的至少部分边缘与所述栅极的边缘对齐或位于所述栅极下方。可选的，所述存储阵列包括：主存储阵列和冗余存储阵列，所述冗余存储阵列内的冗余存储单元用于替代所述主存储阵列内的失效存储单元进行数据存储；所述至少一个反熔丝器件构成可编程模块，用于记录所述主存储阵列内失效存储单元或/和冗余存储阵列内的冗余存储单元的信息。可选的，所述外围区域的衬底包括有源区和围绕所述有源区的隔离区；所述栅极结构覆盖部分所述有源区及部分隔离区，仅暴露出位于所述栅极一侧的部分有源区。可选的，所述反熔丝器件的栅极结构下方的衬底内形成有掺杂阱，所述掺杂阱与所述掺杂区的掺杂类型相反。为解决上述问题，本专利技术的技术方案还提供一种芯片的形成方法，包括：提供衬底，所述衬底包括存储区域和外围区域；在所述存储区域内形成存储阵列；在所述外围区域形成至少一个反熔丝器件，所述反熔丝器件包括：位于衬底表面的栅极结构，所述栅极结构包括位于衬底表面的栅介质层和位于所述栅介质层表面的栅极；在平行于衬底表面方向的所述栅极结构一侧的衬底内的掺杂区，所述掺杂区的至少部分边缘与所述栅极的边缘对齐或位于所述栅极下方。可选的，还包括：在所述外围区域内形成外围电路晶体管。可选的，所述反熔丝器件的栅极、所述外围电路晶体管的栅极与所述存储阵列的位线同时形成。可选的，所述外围电路晶体管、反熔丝器件、存储阵列的形成方法包括：在外围区域形成所述反熔丝器件的栅极、外围电路晶体管的栅极以及在存储区域形成存储阵列的位线；在所述反熔丝器件的栅极、外围电路晶体管的栅极以及所述位线的两侧同时形成侧墙；利用同一掩膜版同时去除所述位线以及反熔丝器件的栅极两侧的侧墙。可选的，所述外围电路晶体管的形成方法包括：在形成所述侧墙之前，对所述外围区域的栅极两侧的衬底进行轻掺杂离子注入；去除所述反熔丝器件的栅极两侧的侧墙之后，以所述外围电路晶体管的栅极及两侧的侧墙、反熔丝器件的栅极为掩膜，对所述外围区域的衬底进行重掺杂离子注入，形成所述外围电路晶体管的源/漏极以及所述反熔丝器件的掺杂区。可选的，所述外围电路晶体管、反熔丝器件、存储阵列的形成方法包括：形成所述反熔丝器件的栅极、外围电路晶体管的栅极以及所述存储阵列的位线；对所述外围区域的栅极两侧的衬底进行轻掺杂离子注入；在所述外围电路晶体管的两侧形成侧墙；以所述外围电路晶体管的栅极以及两侧的侧墙、反熔丝器件的栅极为掩膜对所述外围区域的衬底进行重掺杂离子注入，形成所述外围电路晶体管的源/漏极以及所述反熔丝器件的掺杂区。本专利技术的芯片的外围区域包括反熔丝器件，所述反熔丝器件采用MOS结构，直接以栅极为掩膜形成掺杂区，使得掺杂区与栅极边缘对齐或位于栅极下方，从而缩短掺杂区与栅极之间电流路径，从而降低电流路径上的电阻，有利于提高击穿电流。本专利技术的芯片的形成过程中，同时去除所述反熔丝器件的栅极和位线两侧的侧墙后，形成反熔丝器件的掺杂区，降低掺杂区与栅极之间的距离，无需增加额外的工艺步骤，也无需再对所述反熔丝器件栅极下方的有源区进行额外的离子注入来降低击穿电路路径上的电阻，从而可以节约工艺步骤，并且，使得反熔丝器件更易被击穿，从而提高利用反熔丝器件修复芯片时的修复效率。附图说明图1至图4为本专利技术一具体实施方式的反熔丝器件的形成过程的结构示意图；图5至图9为本专利技术一具体实施方式的存储器的形成过程的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术提供的反熔丝器件及其形成方法、存储器及其形成方法的具体实施方式做详细说明。请参考图1至图4，为本专利技术一具体实施方式反熔丝器件的形成过程的结构示意图。请参考图1和图2，其中图2为沿图1中割线AA’的剖面示意图。提供衬底100，在所述衬底100表面形成栅极结构，所述栅极结构包括位于衬底100表面的栅介质层103和位于所述栅介质层103表面的栅极104。所述衬底100可以为半导体衬底，例如单晶硅衬底、单晶锗衬底等。所述衬底100还可以为N型或者P型半导体衬底。所述衬底100包括有源区102和围绕所述有源区102的隔离区101。所述隔离区101可以为形成于所述衬底100内的浅沟槽隔离结构。所述有源区102内可以形成有掺杂阱，所述掺杂阱可以为衬底100自身掺杂的一部分，也可以为对衬底100进行离子注入或扩散形成的掺杂阱。在所述衬底100表面形成栅极结构的方法包括：依次形成覆盖所述衬底100表面的栅介质材料层以及覆盖所述栅介质材料层表面的栅极材料层，在所述栅极材料层表面形成图形化掩膜层，以所述图形化掩膜层为掩膜刻蚀所述栅极材料层和栅介质材料层至衬底100表面，形成所述栅极104和栅介质层103。所述栅介质层103的材料可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或者氧化铪、氧化锆等高K介质材料中的一种或组合；所述栅极层104可以为多晶硅、钛、铜、钨、金属硅化物等导电材料中的至少一种。所述栅极结构覆盖部分所述有源区102，可以覆盖所述有源区102的一端。在该具体实施方式中，所述有源区102一端宽度小于另一端宽度，所述栅极结构覆盖所述有源区102的宽度较小的一端，且部分位于所述隔离区101表面。作为反熔丝器件，所述栅介质层103的厚度及介电系数，决定了反熔丝器件的击穿电压。在本专利技术的具体实施方式中，为了便于与电路中其他MOS晶体管的工艺兼容，所述栅介质层103可以与所述衬底100上其他区域内形成的部分晶体管的栅介质层103同时形成，采用相同的材料与厚度，如与外围区域内的低压晶体管的栅介质层基本相同。由于不同区域的栅介质层下方沟道区掺杂浓度等栅介质层生长环境不同，即便是在同一形成工艺中形成，不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种芯片，其特征在于，包括：/n衬底，所述衬底包括存储区域和外围区域；/n存储阵列，形成在所述存储区域内；/n至少一个反熔丝器件，形成在所述外围区域内，所述反熔丝器件用于修复所述存储阵列内由失效存储单元造成的存储缺陷；/n所述反熔丝器件包括：/n位于衬底表面的栅极结构，所述栅极结构包括位于衬底表面的栅介质层和位于所述栅介质层表面的栅极；/n在平行于衬底表面方向的所述栅极结构一侧的衬底内的掺杂区，所述掺杂区的至少部分边缘与所述栅极的边缘对齐或位于所述栅极下方。/n

【技术特征摘要】
1.一种芯片，其特征在于，包括：
衬底，所述衬底包括存储区域和外围区域；
存储阵列，形成在所述存储区域内；
至少一个反熔丝器件，形成在所述外围区域内，所述反熔丝器件用于修复所述存储阵列内由失效存储单元造成的存储缺陷；
所述反熔丝器件包括：
位于衬底表面的栅极结构，所述栅极结构包括位于衬底表面的栅介质层和位于所述栅介质层表面的栅极；
在平行于衬底表面方向的所述栅极结构一侧的衬底内的掺杂区，所述掺杂区的至少部分边缘与所述栅极的边缘对齐或位于所述栅极下方。


2.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述存储阵列包括：主存储阵列和冗余存储阵列，所述冗余存储阵列内的冗余存储单元用于替代所述主存储阵列内的失效存储单元进行数据存储；所述至少一个反熔丝器件构成可编程模块，用于记录所述主存储阵列内失效存储单元或/和冗余存储阵列内的冗余存储单元的信息。


3.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述外围区域的衬底包括有源区和围绕所述有源区的隔离区；所述栅极结构覆盖部分所述有源区及部分隔离区，仅暴露出位于所述栅极一侧的部分有源区。


4.根据权利要求1所述的芯片，其特征在于，所述反熔丝器件的栅极结构下方的衬底内形成有掺杂阱，所述掺杂阱与所述掺杂区的掺杂类型相反。


5.一种芯片的形成方法，其特征在于，包括：
提供衬底，所述衬底包括存储区域和外围区域；
在所述存储区域内形成存储阵列；
在所述外围区域形成至少一个反熔丝器件，所述反熔丝器件包括：位于衬底表面的栅极结构，所述栅极结构包括位于衬底表面的栅介质层和位于所述栅介质层表面的栅极；在平行于衬底表面方向的所述栅极结构一侧的衬底内的掺杂区，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志拯，
申请(专利权)人：长鑫存储技术有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34