基于FINFET的一次可編程器件和相關方法技術

根據一個實施方式，提供了一種基于FINFET的一次可編程器件和相關方法。該一次可編程（OTP）器件包括與傳感FinFET平行的存儲FinFET。存儲FinFET和傳感FinFET共享公共源極區、公共漏極區和公共溝道區。存儲FinFET通過具有斷裂的柵極電介質而被編程，導致傳感FinFET具有改變的閾值電壓和改變的漏極電流。一種用于使用這樣的OTP器件的方法，包括施加編程電壓用于使存儲FinFET的柵極電介質斷裂，從而獲得存儲FinFET的已編程狀態，以及通過傳感FinFET檢測由該存儲FinFET的已編程狀態而導致的改變的閾值電壓和改變的漏極電流。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術總體上涉及半導體領域。更具體地，本專利技術涉及一次可編程半導體器件領域。
技術介紹
一次可編程(OTP)半導體器件被廣泛使用，例如，以允許集成電路(IC)中的制造后設計變化。例如，在器件制造后，但在商業流通之前，可對嵌于半導體芯片中的一組OTP器件進行編程，以為該芯片提供永久序列號編碼。作為替代，在某些應用中可對單個OTP器件進行編程，從而在器件制造后，甚至在IC流通至客戶后能永久地啟用或禁用一部分1C。 雖然由OTP器件啟用的功能是期望的，但傳統實施的缺點在于增加了成本，這是由于傳統晶體管制造步驟之外的附加處理步驟的成本，并且由于提供隔開的傳感晶體管(例如，用于檢測OTP器件的編程狀態)而需要的電路面積。作為具體實例，實施OTP器件的一種傳統的方法是利用分離溝道構造，其中，OTP器件包括橫向延伸的柵極結構，柵極結構具有兩個不同的柵極電介質厚度。柵極電介質的較薄部分提供OTP器件的編程元件。柵極電介質的該較薄部分可被制成被破壞性地毀掉并且形成從延伸的柵極至下部溝道的導電路徑，從而將傳統的OTP器件置于“被編程”狀態。然而該方法要求電路面積專用于編程元件、通過使用編程元件進行編程的晶體管、以及用于檢測OTP器件的編程狀態的分離的傳感器件。此外，該方法與出現的晶體管架構基本不兼容，諸如設想用于22mm技術節點及以外的鰭式場效晶體管(FinFET)架構。因此，需要提供一種也能與FinFET制造工藝兼容的緊湊且可靠的OTP器件來克服現有技術中的缺點和不足。
技術實現思路
一種基于FinFET的一次可編程(OTP)器件和相關的方法，大致在至少一幅附圖中示出和/或說明，并且在權利要求中更詳盡地闡述。(I)一種一次可編程(OTP)器件，包括存儲FinFET，與傳感FinFET平行，其中，所述存儲FinFET和所述傳感FinFET共享公共源極區、公共漏極區和公共溝道區；所述存儲FinFET通過具有斷裂的柵極電介質而被編程；從而所述傳感FinFET由于所述存儲FinFET被編程而具有改變的閾值電壓和改變的漏極電流。(2)根據(I)所述的一次可編程器件，其中，所述一次可編程器件被實現為四端子器件。(3)根據(I)所述的一次可編程器件，其中，所述存儲FinFET和所述傳感FinFET被實現為單片集成的硅FinFET。(4)根據(I)所述的一次可編程器件，其中，所述存儲FinFET的柵極和所述傳感FinFET的另一柵極在所述一次可編程器件的半導體鰭的相反側上耦合至所述公共溝道區，所述半導體鰭包括所述公共源極區、所述公共漏極區和所述公共溝道區。(5)根據(I)所述的一次可編程器件，其中，所述一次可編程器件是使用22nm以下技術節點的FinFET制造工藝制造的。 (6)根據(I)所述的一次可編程器件，其中，所述存儲FinFET的柵極通過所述斷裂的柵極電介質而歐姆耦合至所述公共溝道區。(7)根據(I)所述的一次可編程器件，其中，所述斷裂的柵極電介質包括氧化硅。(8)根據(I)所述的一次可編程器件，其中，所述斷裂的柵極電介質包括高K電介質。(9)根據(I)所述的一次可編程器件，其中，所述存儲FinFET的柵極包括多晶硅。 (10)根據(I)所述的一次可編程器件，其中，所述存儲FinFET的柵極包括柵極金屬。(11) 一種用于利用雙FinFET—次可編程(OTP)器件的方法，所述雙FinFET —次可編程器件包括與傳感FinFET平行的存儲FinFET，其中，所述存儲FinFET和所述傳感FinFET共享公共源極區、公共漏極區和公共溝道區，所述方法包括施加編程電壓，用于使所述存儲FinFET的柵極電介質斷裂，從而獲得所述存儲FinFET的已編程狀態；由所述傳感FinFET檢測由于所述存儲FinFET的所述已編程狀態而導致的改變的閾值電壓和改變的漏極電流。(12)根據(11)所述的方法，其中，所述雙FinFET—次可編程器件被實現為四端子器件。(13)根據(11)所述的方法，其中，所述存儲FinFET和所述傳感FinFET被實現為單片集成的硅FinFET。(14)根據(11)所述的方法，其中，所述存儲FinFET的柵極和所述傳感FinFET的另一柵極在所述雙FinFET —次可編程器件的半導體鰭的相反側上耦合至所述公共溝道區，所述半導體鰭包括所述公共源極區、所述公共漏極區和所述公共溝道區。(15)根據(11)所述的方法，其中，所述雙FinFET —次可編程器件的制造是使用22nm以下的技術節點的FinFET制造工藝來執行的。(16)根據(11)所述的方法，其中，獲得所述存儲FinFET的所述已編程狀態導致在所述柵極電介質的所述斷裂之后，所述存儲FinFET的柵極歐姆耦合至所述公共溝道區。(17)根據(11)所述的方法，其中，所述柵極電介質包括氧化硅。(18)根據(11)所述的方法，其中，所述柵極電介質包括高K電介質。(19)根據(11)所述的方法，其中，所述存儲FinFET的柵極包括多晶硅。(20)根據(11)所述的方法，其中，所述存儲FinFET的柵極包括柵極金屬。附圖說明圖I示出在編程之前根據本專利技術的一個實施方式的基于FinFET的一次可編程(OTP)器件。圖2A示出根據本專利技術的一個實施方式的圖I的示意性基于FinFET的OTP器件的概念性電路代表。圖2B不出概念性電路代表,對應于根據本專利技術的一個實施方式的圖I的基于FinFET的OTP器件的編程狀態。圖2C不出概念性電路代表,對應于根據本專利技術的一個實施方式的已編程的基于FinFET 的 OTP 器件。圖3是示出使用 根據本專利技術的一個實施方式的基于FinFET的OTP器件的方法的流程圖。圖4不出已編程的基于FinFET的OTP器件,對應于根據本專利技術的一個實施方式的圖2C的概念性電路代表。具體實施例方式本專利技術提供了一種基于鰭式場效晶體管(FinFET)的一次可編程(OTP)器件和相關方法。以下說明包含與本專利技術實施有關的詳細信息。本領域的技術人員應當理解，本專利技術可以按與本申請中具體討論的不同的方式實施。此外，為了不使本專利技術晦澀難懂，未討論本專利技術的某些具體細節。本申請中的附圖和附隨的詳細說明僅用于本專利技術的示意性實施方式。為保持簡潔，本專利技術的其他實施方式未在本申請中具體說明并且也未由附圖詳細地示出。應當理解，除非另有說明，圖中相同的或對應的元件可由相同的或對應的參考數字表示。此外，本申請中的附圖和示例一般未按比例繪制，并且不旨在對應于實際的相關尺寸。圖I示出根據本專利技術的一個實施方式的基于FinFET的OTP器件100，其能克服傳統技術中存在的缺點和不足。如圖I示出，基于FinFET的OTP器件100包括半導體鰭110，其包含源極區112、漏極區114、和溝道區116。基于FinFET的OTP器件100還包括柵極118a和118b，通過各自柵極電介質119a和119b電容地耦合于溝道區116。如可從圖I的實例可知，基于FinFET的OTP器件100體現為兩個單片集成的FinFET器件，例如，使用柵極118a控制的第一器件和使用柵極118b控制的第二器件，它們共享源極區112作為公共源極區，共享漏極區114作為公共漏極區，以及共享溝道區116作為公共溝道區?；贔inFET的OTP本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種一次可編程（OTP）器件，包括：存儲FinFET，與傳感FinFET平行，其中，所述存儲FinFET和所述傳感FinFET共享公共源極區、公共漏極區和公共溝道區；所述存儲FinFET通過具有斷裂的柵極電介質而被編程；從而所述傳感FinFET由于所述存儲FinFET被編程而具有改變的閾值電壓和改變的漏極電流。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：夏維，陳向東，
申請(專利權)人：美國博通公司，
類型：發明
國別省市：