基于FINFET的一次可编程器件和相关方法技术

根据一个实施方式，提供了一种基于FINFET的一次可编程器件和相关方法。该一次可编程（OTP）器件包括与传感FinFET平行的存储FinFET。存储FinFET和传感FinFET共享公共源极区、公共漏极区和公共沟道区。存储FinFET通过具有断裂的栅极电介质而被编程，导致传感FinFET具有改变的阈值电压和改变的漏极电流。一种用于使用这样的OTP器件的方法，包括施加编程电压用于使存储FinFET的栅极电介质断裂，从而获得存储FinFET的已编程状态，以及通过传感FinFET检测由该存储FinFET的已编程状态而导致的改变的阈值电压和改变的漏极电流。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上涉及半导体领域。更具体地，本专利技术涉及一次可编程半导体器件领域。
技术介绍
一次可编程(OTP)半导体器件被广泛使用，例如，以允许集成电路(IC)中的制造后设计变化。例如，在器件制造后，但在商业流通之前，可对嵌于半导体芯片中的一组OTP器件进行编程，以为该芯片提供永久序列号编码。作为替代，在某些应用中可对单个OTP器件进行编程，从而在器件制造后，甚至在IC流通至客户后能永久地启用或禁用一部分1C。 虽然由OTP器件启用的功能是期望的，但传统实施的缺点在于增加了成本，这是由于传统晶体管制造步骤之外的附加处理步骤的成本，并且由于提供隔开的传感晶体管(例如，用于检测OTP器件的编程状态)而需要的电路面积。作为具体实例，实施OTP器件的一种传统的方法是利用分离沟道构造，其中，OTP器件包括横向延伸的栅极结构，栅极结构具有两个不同的栅极电介质厚度。栅极电介质的较薄部分提供OTP器件的编程元件。栅极电介质的该较薄部分可被制成被破坏性地毁掉并且形成从延伸的栅极至下部沟道的导电路径，从而将传统的OTP器件置于“被编程”状态。然而该方法要求电路面积专用于编程元件、通过使用编程元件进行编程的晶体管、以及用于检测OTP器件的编程状态的分离的传感器件。此外，该方法与出现的晶体管架构基本不兼容，诸如设想用于22mm技术节点及以外的鳍式场效晶体管(FinFET)架构。因此，需要提供一种也能与FinFET制造工艺兼容的紧凑且可靠的OTP器件来克服现有技术中的缺点和不足。
技术实现思路
一种基于FinFET的一次可编程(OTP)器件和相关的方法，大致在至少一幅附图中示出和/或说明，并且在权利要求中更详尽地阐述。(I)一种一次可编程(OTP)器件，包括存储FinFET，与传感FinFET平行，其中，所述存储FinFET和所述传感FinFET共享公共源极区、公共漏极区和公共沟道区；所述存储FinFET通过具有断裂的栅极电介质而被编程；从而所述传感FinFET由于所述存储FinFET被编程而具有改变的阈值电压和改变的漏极电流。(2)根据(I)所述的一次可编程器件，其中，所述一次可编程器件被实现为四端子器件。(3)根据(I)所述的一次可编程器件，其中，所述存储FinFET和所述传感FinFET被实现为单片集成的硅FinFET。(4)根据(I)所述的一次可编程器件，其中，所述存储FinFET的栅极和所述传感FinFET的另一栅极在所述一次可编程器件的半导体鳍的相反侧上耦合至所述公共沟道区，所述半导体鳍包括所述公共源极区、所述公共漏极区和所述公共沟道区。(5)根据(I)所述的一次可编程器件，其中，所述一次可编程器件是使用22nm以下技术节点的FinFET制造工艺制造的。 (6)根据(I)所述的一次可编程器件，其中，所述存储FinFET的栅极通过所述断裂的栅极电介质而欧姆耦合至所述公共沟道区。(7)根据(I)所述的一次可编程器件，其中，所述断裂的栅极电介质包括氧化硅。(8)根据(I)所述的一次可编程器件，其中，所述断裂的栅极电介质包括高K电介质。(9)根据(I)所述的一次可编程器件，其中，所述存储FinFET的栅极包括多晶硅。 (10)根据(I)所述的一次可编程器件，其中，所述存储FinFET的栅极包括栅极金属。(11) 一种用于利用双FinFET—次可编程(OTP)器件的方法，所述双FinFET —次可编程器件包括与传感FinFET平行的存储FinFET，其中，所述存储FinFET和所述传感FinFET共享公共源极区、公共漏极区和公共沟道区，所述方法包括施加编程电压，用于使所述存储FinFET的栅极电介质断裂，从而获得所述存储FinFET的已编程状态；由所述传感FinFET检测由于所述存储FinFET的所述已编程状态而导致的改变的阈值电压和改变的漏极电流。(12)根据(11)所述的方法，其中，所述双FinFET—次可编程器件被实现为四端子器件。(13)根据(11)所述的方法，其中，所述存储FinFET和所述传感FinFET被实现为单片集成的硅FinFET。(14)根据(11)所述的方法，其中，所述存储FinFET的栅极和所述传感FinFET的另一栅极在所述双FinFET —次可编程器件的半导体鳍的相反侧上耦合至所述公共沟道区，所述半导体鳍包括所述公共源极区、所述公共漏极区和所述公共沟道区。(15)根据(11)所述的方法，其中，所述双FinFET —次可编程器件的制造是使用22nm以下的技术节点的FinFET制造工艺来执行的。(16)根据(11)所述的方法，其中，获得所述存储FinFET的所述已编程状态导致在所述栅极电介质的所述断裂之后，所述存储FinFET的栅极欧姆耦合至所述公共沟道区。(17)根据(11)所述的方法，其中，所述栅极电介质包括氧化硅。(18)根据(11)所述的方法，其中，所述栅极电介质包括高K电介质。(19)根据(11)所述的方法，其中，所述存储FinFET的栅极包括多晶硅。(20)根据(11)所述的方法，其中，所述存储FinFET的栅极包括栅极金属。附图说明图I示出在编程之前根据本专利技术的一个实施方式的基于FinFET的一次可编程(OTP)器件。图2A示出根据本专利技术的一个实施方式的图I的示意性基于FinFET的OTP器件的概念性电路代表。图2B不出概念性电路代表,对应于根据本专利技术的一个实施方式的图I的基于FinFET的OTP器件的编程状态。图2C不出概念性电路代表,对应于根据本专利技术的一个实施方式的已编程的基于FinFET 的 OTP 器件。图3是示出使用 根据本专利技术的一个实施方式的基于FinFET的OTP器件的方法的流程图。图4不出已编程的基于FinFET的OTP器件,对应于根据本专利技术的一个实施方式的图2C的概念性电路代表。具体实施例方式本专利技术提供了一种基于鳍式场效晶体管(FinFET)的一次可编程(OTP)器件和相关方法。以下说明包含与本专利技术实施有关的详细信息。本领域的技术人员应当理解，本专利技术可以按与本申请中具体讨论的不同的方式实施。此外，为了不使本专利技术晦涩难懂，未讨论本专利技术的某些具体细节。本申请中的附图和附随的详细说明仅用于本专利技术的示意性实施方式。为保持简洁，本专利技术的其他实施方式未在本申请中具体说明并且也未由附图详细地示出。应当理解，除非另有说明，图中相同的或对应的元件可由相同的或对应的参考数字表示。此外，本申请中的附图和示例一般未按比例绘制，并且不旨在对应于实际的相关尺寸。图I示出根据本专利技术的一个实施方式的基于FinFET的OTP器件100，其能克服传统技术中存在的缺点和不足。如图I示出，基于FinFET的OTP器件100包括半导体鳍110，其包含源极区112、漏极区114、和沟道区116。基于FinFET的OTP器件100还包括栅极118a和118b，通过各自栅极电介质119a和119b电容地耦合于沟道区116。如可从图I的实例可知，基于FinFET的OTP器件100体现为两个单片集成的FinFET器件，例如，使用栅极118a控制的第一器件和使用栅极118b控制的第二器件，它们共享源极区112作为公共源极区，共享漏极区114作为公共漏极区，以及共享沟道区116作为公共沟道区。基于FinFET的OTP本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一次可编程（OTP）器件，包括：存储FinFET，与传感FinFET平行，其中，所述存储FinFET和所述传感FinFET共享公共源极区、公共漏极区和公共沟道区；所述存储FinFET通过具有断裂的栅极电介质而被编程；从而所述传感FinFET由于所述存储FinFET被编程而具有改变的阈值电压和改变的漏极电流。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：夏维，陈向东，
申请(专利权)人：美国博通公司，
类型：发明
国别省市：