一种OTP器件制造技术

技术编号：40943891 阅读：3 留言：0更新日期：2024-04-18 15:01

本发明专利技术公开一种OTP器件，涉及半导体的技术领域，该OTP器件包括衬底，形成有间隔设置的选择栅以及浮栅，选择栅以及浮栅相互远离的一侧分别形成有位于衬底之上的金属硅化物层，介质层设置于衬底上，介质层内设置有第一金属线，第一金属线与金属硅化物层通过第一接触孔连接，钝化层设置于介质层背离衬底的一侧，钝化层内设置有第二金属线，第二金属线通过第二接触孔连接第一金属线，并且，第一金属线以及第二金属线相配合设置于OTP器件的外周、每一OTP单元外周以及OTP单元cell区之内，以将OTP器件制程当中所产生的移动正离子导至衬底，从而改善OTP器件的数据保持能力，有效屏蔽来自于OTP器件外部的干扰信号，也避免了外部因素对于浮栅电荷的干扰。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体的，尤其涉及一种otp器件。

技术介绍

1、一次编程(otp、one time programmable)存储器是常见的一种nvm(non-volatilememory)非易失性存储器，其是一种可以在断电后仍能保存数据的存储器。

2、目前主流的otp存储器是一个单元(cell)由2个标准的pmos(p型半导体)串联而成，其中一pmos作为选择栅，另一pmos作为浮栅，其中，浮栅的工作原理是，利用沟道热电子效应(che),使热电子穿透栅氧化膜并存储于浮栅当中，导致栅极的阈值电压发生偏移，最终实现数据存储的功能。

3、数据保持能力是衡量otp存储器可靠性的重要参数，其中数据保持能力是指存储器单元在无电源供应情况下可以保持数据的时间，其关键在于浮栅中电荷的存储。

4、具有浮栅结构的otp存储器中，浮栅所存储的电荷会越过栅氧化层和绝缘氧化层势垒逃逸，导致数据保持能力的衰减，其中影响最大的是移动正离子，其机理为正离子存在浮栅与绝缘氧化层之间，提供一个非常低的势垒陷阱，电荷在正离子吸引下逃逸出浮栅，目前常规的方式都是通过改变阻挡层(cesl)的膜层结构和厚度或者增加包围浮栅金属硅化物阻挡层(sab)的厚度来阻隔移动正离子，但膜层结构和厚度的变更对移动正离子的阻隔效果依然有限。

技术实现思路

1、本专利技术实施例的目的在于：提供一种otp器件，其能够解决现有技术中存在的上述问题。

2、为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：</p>

3、提供一种otp器件，包括：

4、衬底，形成有间隔设置的选择栅以及浮栅，所述衬底上形成金属硅化物层；以及

5、介质层，设置于所述衬底上，所述介质层内设置有第一金属线，所述第一金属线与所述金属硅化物层通过第一接触孔连接；

6、钝化层，设置于所述介质层背离所述衬底的一侧，所述钝化层内设置有第二金属线，所述第二金属线通过第二接触孔连接所述第一金属线；

7、所述第一金属线以及所述第二金属线相配合围绕设置于所述otp器件整体的外周、所述otp器件每一otp单元的cell区的外周以及所述otp器件每一otp单元的cell区之内。

8、作为一种可选的实施方式，所述介质层包括：

9、第一金属间介质层，设置于所述衬底上，所述第一金属间介质层内设置有第三金属线，所述第三金属线与所述金属硅化物层通过第三接触孔连接；

10、第二金属间介质层，设置于所述第一金属间介质层与所述钝化层之间，所述第一金属线设置于所述第二金属间介质层内，并通过所述第一接触孔连接所述第三金属线。

11、作为一种可选的实施方式，所述第三金属线位沿所述第一金属间介质层水平方向延伸的金属线段。

12、作为一种可选的实施方式，在垂直于所述衬底的方向上，所述第三金属线位于所述衬底上的投影均错开于所述浮栅。

13、作为一种可选的实施方式，所述介质层还包括：

14、层间介质层，设置在所述第一金属间介质层与所述衬底之间，所述第三接触孔自所述第三金属线往所述衬底方向穿过所述层间介质层并连接于所述金属硅化物层。

15、作为一种可选的实施方式，在所述第一金属线、所述第二金属线以及所述第三金属线由铝制成的情况下，所述第一接触孔、所述第二接触孔内自所述衬底往所述钝化层方向依次填充有钛、氮化钛、钨；

16、在所述第一金属线、所述第二金属线以及所述第三金属线由铜制成的情况下，所述第一接触孔、所述第二接触孔内自所述衬底往所述钝化层方向依次填充有钽、氮化钽、铜。

17、作为一种可选的实施方式，在所述第一金属线、所述第二金属线以及所述第三金属线由铝制成的情况下，所述第三接触孔内自所述衬底往所述钝化层方向依次填充有钛、氮化钛、钨；

18、在所述第一金属线、所述第二金属线以及所述第三金属线由铜制成的情况下，所述第三接触孔内自所述衬底往所述钝化层方向依次填充有钽、氮化钽、铜。

19、作为一种可选的实施方式，所述第一金属线与第二金属线均为多段，在垂直于所述衬底的方向上，多段所述第一金属线以及多段所述第二金属线交替设置；并且

20、任意两相邻的所述第一金属线与所述第二金属线之间通过所述第二接触孔相连接。

21、作为一种可选的实施方式，在垂直于所述衬底的方向上，任意两相邻的所述第一金属线位于所述衬底上的投影与所述第二金属线位于所述衬底上的投影相连接。

22、作为一种可选的实施方式，所述衬底上排布设置有多组所述选择栅以及浮栅，任意组的所述选择栅以及所述浮栅相背的一侧均形成有所述金属硅化物层，以限定出所述otp器件的cell区，在垂直于所述衬底的方向上，所述第一金属线以及所述第二金属线配合设置于整体的外周、所述otp器件每一otp单元的cell区的外周以及所述otp器件每一otp单元的cell区之内；

23、各所述金属硅化物层分别通过所述第一接触孔连接于所述第一金属线。

24、本专利技术的有益效果为：该otp器件通过在衬底上的介质层以及钝化层内分别设置第一金属线以及第二金属线，并且，采用第一金属线通过第一接触孔连接金属硅化物层，第二金属线通过第二接触孔连接第一金属线的方式，以将otp器件制程当中所产生的移动正离子导至衬底，避免电荷在正离子的吸引下逃逸出浮栅的情况，从而改善otp器件的数据保持能力；

25、并且，第一金属线以及第二金属线相配合设置于otp器件整体的外周、所述otp器件每一otp单元的cell区的外周以及所述otp器件每一otp单元的cell区之内，除了能够有效地将正离子导出以外，还能够有效屏蔽来自于otp器件外部的干扰信号，既减少了内部正离子对浮栅电荷的影响，也避免了外部因素对于浮栅电荷的干扰；

26、此外，第一金属线、第二金属线以及第一接触孔、第二接触孔均可以在otp器件后段制程中同步形成，即在该otp器件的工艺过程中，不需要额外增加特殊工艺，其生产制造过程简单方便，有利于大范围的投入使用。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种OTP器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的OTP器件，其特征在于，所述介质层包括：

3.根据权利要求2所述的OTP器件，其特征在于，所述第三金属线(21)位沿所述第一金属间介质层(20)水平方向延伸的金属线段。

4.根据权利要求2所述的OTP器件，其特征在于，在垂直于所述衬底(10)的方向上，所述第三金属线(21)位于所述衬底(10)上的投影均错开于所述浮栅(12)。

5.根据权利要求2所述的OTP器件，其特征在于，所述介质层还包括：

6.根据权利要求2所述的OTP器件，其特征在于，在所述第一金属线(31)、所述第二金属线(41)以及所述第三金属线(21)由铝制成的情况下，所述第一接触孔(22)、所述第二接触孔(32)内自所述衬底(10)往所述钝化层(40)方向依次填充有钛、氮化钛、钨；

7.根据权利要求2所述的OTP器件，其特征在于，在所述第一金属线(31)、所述第二金属线(41)以及所述第三金属线(21)由铝制成的情况下，所述第三接触孔(51)内自所述衬底(10)往所述钝化层(40)

8.根据权利要求1-5中任一项所述的OTP器件，其特征在于，所述第一金属线(31)与第二金属线(41)均为多段，在垂直于所述衬底(10)的方向上，多段所述第一金属线(31)以及多段所述第二金属线(41)交替设置；并且

9.根据权利要求8所述的OTP器件，其特征在于，在垂直于所述衬底(10)的方向上，任意两相邻的所述第一金属线(31)位于所述衬底(10)上的投影与所述第二金属线(41)位于所述衬底(10)上的投影相连接。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的OTP器件，其特征在于，所述衬底(10)上排布设置有多组所述选择栅(11)以及浮栅(12)，任意组的所述选择栅(11)以及所述浮栅(12)相背的一侧均形成有所述金属硅化物层(13)，以限定出所述OTP器件的cell区(14)，在垂直于所述衬底(10)的方向上，所述第一金属线(31)以及所述第二金属线(41)配合设置于OTP器件整体的外周、所述OTP器件每一OTP单元的cell区的外周以及所述OTP器件每一OTP单元的cell区之内；

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【技术特征摘要】

1.一种otp器件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的otp器件，其特征在于，所述介质层包括：

3.根据权利要求2所述的otp器件，其特征在于，所述第三金属线(21)位沿所述第一金属间介质层(20)水平方向延伸的金属线段。

4.根据权利要求2所述的otp器件，其特征在于，在垂直于所述衬底(10)的方向上，所述第三金属线(21)位于所述衬底(10)上的投影均错开于所述浮栅(12)。

5.根据权利要求2所述的otp器件，其特征在于，所述介质层还包括：

6.根据权利要求2所述的otp器件，其特征在于，在所述第一金属线(31)、所述第二金属线(41)以及所述第三金属线(21)由铝制成的情况下，所述第一接触孔(22)、所述第二接触孔(32)内自所述衬底(10)往所述钝化层(40)方向依次填充有钛、氮化钛、钨；

7.根据权利要求2所述的otp器件，其特征在于，在所述第一金属线(31)、所述第二金属线(41)以及所述第三金属线(21)由铝制成的情况下，所述第三接触孔(51)内自所述衬底(10)往所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈科，王正钦，陈运波，
申请(专利权)人：粤芯半导体技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

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