一次性編程器件和半導(dǎo)體器件的制作方法
【專利摘要】一種一次性編程器件包括具有柵極或溝道區(qū)的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管，所述柵極或溝道區(qū)包括占用面積的形狀，從而使得在場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)下，在場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道區(qū)、本體區(qū)或漏極區(qū)的區(qū)域內(nèi)達(dá)到臨界電場(chǎng)，由于占用面積的形狀導(dǎo)致場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道區(qū)或本體區(qū)和漏極區(qū)之間的p-n結(jié)的損壞，或?qū)е骂A(yù)定編程時(shí)間之后場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的柵極絕緣的損壞。
【專利說(shuō)明】一次性編程器件和半導(dǎo)體器件
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]實(shí)施例涉及非易失性存儲(chǔ)器領(lǐng)域，尤其涉及一次性編程器件和一種包括一次性編程器件陣列的半導(dǎo)體器件。
【背景技術(shù)】
[0002]在許多電子應(yīng)用中，永久、安全和高度可靠地存儲(chǔ)數(shù)字信息是必要的。這一要求是來(lái)自用戶或客戶的具體需要，例如其中程序代碼由固件提供并且被存儲(chǔ)在NVM(非易失性存儲(chǔ)器)中。進(jìn)一步地，時(shí)常需要數(shù)據(jù)(例如晶片識(shí)別、客戶版本、針對(duì)模擬值調(diào)整的瀏覽數(shù)據(jù)(例如參考電壓、參考電流、開(kāi)關(guān)閾值，開(kāi)關(guān)溫度))，其可以在制造之后被一次性編程?？善谕氖?，該數(shù)據(jù)可能是在器件或應(yīng)用電路的測(cè)試過(guò)程期間被寫(xiě)入，而且不能再被擦除或重寫(xiě)。某些晶片上集成的非易失性存儲(chǔ)器是基于一次性編程的方法。
[0003]用于在晶片上一次性編程非易失性數(shù)據(jù)的這種方法可以例如基于PROM (可編程只讀存儲(chǔ)器)、EEPROM (電可擦除可編程只讀存儲(chǔ)器)、閃存或一次性編程器件(0ΤΡ)。不同的方法基于若干物理機(jī)制。例如，有些是基于熔化。在這種情況下，較低電阻性器件結(jié)構(gòu)通過(guò)過(guò)電流脈沖而成為斷路或高電阻性(例如多晶硅熔絲(斷路)金屬熔絲(斷路))。另一機(jī)制是基于激光熔化，其通過(guò)激光切割斷開(kāi)低電阻性連接。另外，抗熔化是這些機(jī)制中的一個(gè)。在此，高電阻性器件結(jié)構(gòu)是通過(guò)過(guò)電壓或過(guò)電流而短路或變?yōu)榈碗娮栊?例如，氧化物分解(短路)，二極管擊穿(短路))。另外，一次性編程器件可以基于EEPROM或閃存。在這種情況下，MOS晶體管(金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管)的導(dǎo)電性由沉積浮動(dòng)?xùn)艠O電荷限定。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的一次性編程器件包括場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管。場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的柵極或溝道區(qū)包括占用面積的形狀，從而使得在場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)下，在場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道區(qū)、本體區(qū)或漏極區(qū)的區(qū)域內(nèi)達(dá)到臨界電場(chǎng)，因?yàn)檎加妹娣e的形狀導(dǎo)致場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道區(qū)或本體區(qū)和漏極區(qū)之間的P-n結(jié)的損壞，或?qū)е骂A(yù)定編程時(shí)間之后場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的柵極絕緣的損壞。
[0005]實(shí)施例可以基于這樣的發(fā)現(xiàn)，即場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的柵極和/或溝道區(qū)的占用面積的形狀可以被構(gòu)造為使得在溝道區(qū)、本體區(qū)或漏極區(qū)內(nèi)可以達(dá)到臨界電場(chǎng)。因此，場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管可以通過(guò)使用一般可用的電壓而不需要生成更高的電壓(例如，通過(guò)電荷泵)來(lái)?yè)p壞柵極絕緣或溝道區(qū)或本體區(qū)和漏極區(qū)之間的P-n結(jié)而被編程。另外，可以避免制造一次性編程器件的附加步驟，因?yàn)闁艠O的占用面積的形狀可以由也用于為晶片上其它結(jié)構(gòu)的柵極成形的掩膜來(lái)限定，并且溝道區(qū)占用面積的形狀可以由柵極的形狀和用于制造晶片上不同結(jié)構(gòu)之間的淺溝槽隔離(STI)或場(chǎng)氧化層(FOX)的掩膜的形狀來(lái)限定。因此，一次性編程器件可以用低位置需求和幾乎沒(méi)有或沒(méi)有附加的制造難度。
[0006]在一些實(shí)施例中，柵極占用面積的形狀包括面向漏極的柵極的邊緣處的凹口，導(dǎo)致場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道長(zhǎng)度隨著場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道寬度而變化，使得在接近構(gòu)成最小溝道長(zhǎng)度的凹口區(qū)域的溝道區(qū)、本體區(qū)或漏極區(qū)的區(qū)域內(nèi)達(dá)到臨界電場(chǎng)。獨(dú)立于凹口的精確形狀，溝道長(zhǎng)度隨著溝道寬度變化，從而使得電荷載流子傾向于采用從源極到漏極的最短路徑，導(dǎo)致最接近源極區(qū)的凹口區(qū)域中的增大的電場(chǎng)。以這種方式，由于柵極占用面積的形狀，所以可以達(dá)到臨界電場(chǎng)，并且可以不太費(fèi)力地制造一次性編程器件。
[0007]還有一些實(shí)施例涉及一種一次性編程器件，所述一次性編程器件具有的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道區(qū)的占用面積的形狀包括變化的寬度，導(dǎo)致變化的溝道寬度。在該連接中，面向源極區(qū)的柵極的邊緣處的溝道區(qū)的寬度可以實(shí)施為大于達(dá)到臨界電場(chǎng)的溝道區(qū)、本體區(qū)或漏極區(qū)的區(qū)域的寬度。通過(guò)使溝道寬度變窄，更少的空間用于電荷載流子從源極移動(dòng)到漏極，從而在移動(dòng)到溝道區(qū)的更窄部分期間，電場(chǎng)得以增強(qiáng)。以這種方式，也可以不太費(fèi)力地制造一次性編程器件。
[0008]一些實(shí)施例涉及一種一次性編程器件，所述一次性編程器件具有的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管包括本體連接，其構(gòu)造為使得在場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)下，在柵極絕緣或溝道區(qū)或本體區(qū)和漏極區(qū)之間的P-n結(jié)被損壞之前，在源極區(qū)、漏極區(qū)和本體觸點(diǎn)之間建立的寄生雙極晶體管向總漏極電流貢獻(xiàn)至少10%。
[0009]由于附加的雙極晶體管電流，損壞柵極絕緣或p-n結(jié)所需的時(shí)間可以顯著降低，導(dǎo)致低的必要編程時(shí)間(例如，通過(guò)省略輕摻雜漏極注入或暈環(huán)注入來(lái)增加本體接觸電阻)。
[0010]一些實(shí)施例涉及一種一次性編程器件，包括場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管。場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管被構(gòu)造為，在場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)下，在場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道區(qū)、本體區(qū)或漏極區(qū)的區(qū)域中，達(dá)到臨界電場(chǎng)，導(dǎo)致場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道區(qū)和漏極區(qū)之間的P-n結(jié)在預(yù)定編程時(shí)間之后損壞。該MOS晶體管結(jié)構(gòu)提供了這樣的可能性，即制造一次性編程器件，其通過(guò)毀壞或損壞晶體管的溝道區(qū)或本體區(qū)和漏極區(qū)之間的P-n結(jié)而被編程。以這種方式，基于這種物理原理的一次性編程器件可以省事地制造。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]下面僅作為示例，并參考附圖，對(duì)裝置和/或方法的一些實(shí)施例進(jìn)行描述，其中
[0012]圖1A示出一次性編程器件的示意性俯視圖；
[0013]圖1B示出一次性編程器件的示意性橫截面圖；
[0014]圖2示出一次性編程器件的示意性三維圖；
[0015]圖3示出一次性編程器件的示意性俯視圖；
[0016]圖4示出另一個(gè)一次性編程器件的示意性俯視圖；
[0017]圖5示出表示一次性編程器件電氣特性的示意圖；
[0018]圖6示出一次性編程器件的示意性橫截面圖；
[0019]圖7示出半導(dǎo)體器件的示意性俯視圖；以及
[0020]圖8示出制造一次性編程器件的方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]現(xiàn)在將參照附圖更全面地描述各個(gè)示例實(shí)施例，其中示出了一些示例實(shí)施例。在圖中，為了清楚起見(jiàn)，線、層和/或區(qū)域的厚度可以放大。[0022]因此，雖然示例實(shí)施例能夠具有各種修改和可替換的形式，但是實(shí)施例是通過(guò)附圖中的實(shí)例示出，并且將在這里詳細(xì)描述。然而，應(yīng)該理解的是，沒(méi)有意圖將示例實(shí)施例限制為所公開(kāi)的特定形式，相反，示例實(shí)施例將覆蓋本發(fā)明范圍內(nèi)的所有修改、等同形式和替代形式。在附圖的說(shuō)明中，相同的標(biāo)記表示相同或相似的元件。
[0023]將理解，當(dāng)元件被稱為“連接”或“耦合”到另一個(gè)元件時(shí)，其可以直接連接或耦合到其它元件或者可以存在中間元件。與之對(duì)照，當(dāng)元件被稱為“直接連接”或“直接耦合”到另一元件時(shí)，則不存在中間元件。用于描述元件之間關(guān)系的其它詞語(yǔ)應(yīng)當(dāng)以類似的方式來(lái)解釋(例如，“之間”相對(duì)于“之間直接”，“相鄰”相對(duì)于“直接相鄰”等)。
[0024]本文所使用的術(shù)語(yǔ)僅為了描述特定實(shí)施例，而不意圖限制示例實(shí)施例。如這里所使用的單數(shù)形式“一” “一個(gè)”和“所述”旨在包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另外清楚地指出。還將理解，術(shù)語(yǔ)“包括” “包括了” “包含”和/或“包含了”當(dāng)使用在這里時(shí)，表示存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其它特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或其組。
[0025]除非另外定義，本文使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與示例實(shí)施例所屬的領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員通常理解相同的意思。還將理解，術(shù)語(yǔ)，例如常用詞典中定義的那些術(shù)語(yǔ)，應(yīng)該被解釋為具有與相關(guān)領(lǐng)域的上下文中含義相一致的含義，而不應(yīng)被解釋為理想化的或過(guò)度正式的意義，除非在這里作清楚的限定。
[0026]圖1A和IB示出了根據(jù)實(shí)施例的一次性編程器件100的示意性俯視圖和橫截面圖。一次性編程期間100包括場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管。該場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管包括柵極110或溝道區(qū)140，其具有占用面積的形狀112使得在場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)下，由于占用面積的形狀112導(dǎo)致場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道區(qū)140和漏極區(qū)120之間或本體區(qū)140和漏極區(qū)120之間的p-n結(jié)的損壞，或?qū)е骂A(yù)定編程時(shí)間之后場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的柵極絕緣150的損壞，在場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道區(qū)140、本體區(qū)或漏極區(qū)120的區(qū)域內(nèi)達(dá)到臨界電場(chǎng)。
[0027]由于柵極110或溝道區(qū)140的占用面積的形狀的特定設(shè)計(jì)，溝道區(qū)140、本體區(qū)或漏極區(qū)120內(nèi)的電場(chǎng)可以至少增加到臨界電場(chǎng)，從而能夠引起柵極絕緣或溝道區(qū)140或本體區(qū)和漏極區(qū)120之間的p-n結(jié)的損壞。這種不可逆的損壞導(dǎo)致漏極區(qū)的漏電流增加，還有場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的斷開(kāi)狀態(tài)中的漏電流的增加，其可以被感測(cè)以確定一次性編程器件(已編程或未編程)的狀態(tài)。和其他MOS結(jié)構(gòu)相比，一次性編程器件可以被制造，而不使用額外的制造步驟或不需要修改已有的制造步驟，這是由于可以通過(guò)適配用于制造柵極或溝道區(qū)的相應(yīng)的掩膜而改變柵極或溝道區(qū)的形狀。因此，可以利用低成本或沒(méi)有額外的耗費(fèi)或成本制造一次性編程器件。
[0028]例如，一次性編程器件100是存儲(chǔ)非易失性數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單元(例如每個(gè)器件一位)。根據(jù)上述概念，所提出的一次性編程器件100可以被不可逆地編程一次。
[0029]一次性編程器件可以獨(dú)立于所使用的半導(dǎo)體技術(shù)來(lái)實(shí)施(例如，從較大的I μ m技術(shù)低至32nm技術(shù)及以下)。
[0030]另外，還可以在任意的半導(dǎo)體襯底上實(shí)施一次性編程器件。例如，一次性編程器件100可以實(shí)施在硅襯底(例如，具有P或η摻雜)、硅或碳化硅襯底上的外延層(例如，具有η或P摻雜)，或絕緣襯底上的硅上。[0031]例如，獨(dú)立于所使用的半導(dǎo)體技術(shù)和/或半導(dǎo)體襯底，場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管包括相同的基本元件。這些可以是包含第一導(dǎo)電類型(η或p，使用相應(yīng)的摻雜劑類型)的源極區(qū)130、包含相同的第一導(dǎo)電類型(η或ρ)的漏極區(qū)120、布置在源極區(qū)130和漏極區(qū)120之間的溝道區(qū)140、以及包含相反于第一導(dǎo)電類型的第二導(dǎo)電類型(ρ或η)的本體區(qū)，和布置在溝道區(qū)140頂部上的柵極110。本體區(qū)布置為使得p-n結(jié)形成在本體區(qū)和源極區(qū)130之間以及本體區(qū)和漏極區(qū)120之間。柵極110通過(guò)柵極110和溝道區(qū)140之間的柵極絕緣150與溝道區(qū)140之間電絕緣。溝道區(qū)140是接合或面向柵極絕緣的本體區(qū)的一部分，并且在場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)下形成導(dǎo)電溝道。換句話說(shuō)，溝道區(qū)140可以是其中在晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)下溝道形成或建立的本體的一部分。
[0032]進(jìn)一步地，場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管可以是金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管，或使用通過(guò)柵極絕緣與半導(dǎo)體電絕緣的導(dǎo)電材料的另一種場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
[0033]柵極絕緣或柵極絕緣層150可以是柵極氧化物(例如，包含或由氧化硅組成)或高k材料層(例如，包含或由氧化鉿組成)。柵極110和溝道區(qū)140之間的柵極絕緣可以包括恒定的厚度(忽略制造容差)，從而可以使用標(biāo)準(zhǔn)柵極絕緣制造工藝(其也可以用于相同晶片上的其它晶體管)。
[0034]基于常用的制造工藝，該構(gòu)造可以自動(dòng)地獲得，這是由于重?fù)诫s的源極和漏極被柵極110所掩膜，從而例如溝道區(qū)140自動(dòng)地位于源極區(qū)130和漏極區(qū)120之間以及柵極110的下面。
[0035]在該方式中，柵極110占用面積的形狀也影響了溝道區(qū)140占用面積在相鄰源極區(qū)130和漏極區(qū)120的方向上的形狀。然而，尤其是溝道寬度(邊界不鄰接源極區(qū)130或漏極區(qū)120)可以不由柵極110的占用面積的形狀決定。在一個(gè)實(shí)施例中，溝道區(qū)140在其余側(cè)(不與漏極或源極區(qū)接合)處由淺溝槽隔離(STI)或場(chǎng)氧化層(FOX)所鄰接。在該連接中，柵極110占用面積的形狀是指與柵極氧化物150接觸的柵極110的區(qū)域或表面的幾何形狀。相應(yīng)地，溝道區(qū)140占用面積的形狀是指與柵極氧化物150接觸的溝道區(qū)140的區(qū)域或表面的幾何形狀。如所述的那樣，柵極110占用面積的形狀112可以自動(dòng)地至少部分地影響溝道區(qū)140占用面積的形狀(在與源極或漏極區(qū)的邊界接合處)。然而，溝道區(qū)140的其余邊界的形狀還可以影響溝道區(qū)140內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度。
[0036]柵極110或溝道區(qū)140成形為使得在場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)下達(dá)到臨界電場(chǎng)。場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)表示這樣一種狀態(tài)，在該狀態(tài)中向晶體管的源極、漏極、柵極和/或本體提供電壓或電勢(shì)，使晶體管處于導(dǎo)電狀態(tài)(例如，導(dǎo)電溝道形成在溝道區(qū)中)。例如在數(shù)字電路中，這意味著柵極電壓Vgs為高，漏極電壓Vds也為高。根據(jù)所使用的制造一次性編程器件100的半導(dǎo)體技術(shù)，這些電壓可以改變(例如，Vgs=Vvdd=Vv。?？梢允?v、3.3v、2.5v或1.5v)。換句話說(shuō)，在場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)下，與技術(shù)相關(guān)的常見(jiàn)電壓被提供給晶體管的源極、漏極、柵極和本體。例如，可用或用于操作提供穩(wěn)定晶體管功能的標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體(例如，在相同的半導(dǎo)體晶片上制造的)的最大電壓差(如上所述，例如，5v、3.3v、2.5v或1.5v)至多被用作達(dá)到導(dǎo)通狀態(tài)的一次性編程器件100的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的柵極/源極電壓Vgs和漏極/源極電壓Vds。
[0037]臨界電場(chǎng)是這樣的電場(chǎng)，如果它被提供給晶體管長(zhǎng)于一段時(shí)間閾值，則電場(chǎng)強(qiáng)度至少引起場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的損壞(例如，大多數(shù)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管只在短時(shí)間內(nèi)可抵抗該臨界電場(chǎng))。例如，臨界電場(chǎng)可以取決于在其上制造晶體管的襯底或本體材料和/或取決于襯底或本體材料內(nèi)的摻雜劑密度和摻雜劑分布。
[0038]例如，對(duì)于硅，要達(dá)到的臨界電場(chǎng)是大于25V/ym (或大于30V/ym)。
[0039]由于損壞是為了編程一次性編程器件100，可以選擇或設(shè)定預(yù)定的編程時(shí)間，從而使得達(dá)到臨界電場(chǎng)足夠的時(shí)間，以肯定或很可能導(dǎo)致場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的損壞。
[0040]例如，預(yù)定的編程時(shí)間被選擇或固定在小于IOs (或小于Is、小于IOms或小于ImsX
[0041]由于柵極110和/或溝道區(qū)140占用面積的形狀，在溝道區(qū)140、本體區(qū)或漏極區(qū)120的區(qū)域內(nèi)達(dá)到臨界電場(chǎng)。這意味著柵極110和/或溝道區(qū)140占用面積的形狀影響了溝道區(qū)140內(nèi)的電場(chǎng)，使得至少在溝道區(qū)140、本體區(qū)或漏極區(qū)120的一個(gè)點(diǎn)或區(qū)域中(不是整個(gè)溝道區(qū)、本體區(qū)或漏極區(qū))到達(dá)臨界電場(chǎng)。根據(jù)制造所用的技術(shù)和/或摻雜分布，在溝道區(qū)140、本體區(qū)或漏極區(qū)120中或在它們中的兩者或全部中達(dá)到臨界電場(chǎng)。在許多情況下，在溝道區(qū)140和漏極區(qū)120之間或本體區(qū)和漏極區(qū)120之間的邊界處達(dá)到臨界電場(chǎng)。換句話說(shuō)，柵極110和/或溝道區(qū)140的占用面積的形狀112被設(shè)計(jì)或配置為在溝道區(qū)140內(nèi)引起不均勻的電場(chǎng)，從而在晶體管導(dǎo)通狀態(tài)下，在溝道區(qū)140、本體區(qū)或漏極區(qū)120的子區(qū)域中達(dá)到臨界電場(chǎng)。然而，晶體管的結(jié)構(gòu)特征或進(jìn)一步附加或可選效果可以促進(jìn)臨界電場(chǎng)的形成。
[0042]臨界電場(chǎng)在該預(yù)定的編程時(shí)間后引起了晶體管的溝道區(qū)或本體區(qū)和漏極區(qū)之間的p-n結(jié)的損壞(例如，取決于使用的半導(dǎo)體技術(shù)或摻雜劑分布)，或引起晶體管柵極氧化物的損壞。P-n結(jié)的損壞意味著在晶體管關(guān)斷狀態(tài)下，溝道區(qū)或本體區(qū)和漏極區(qū)之間產(chǎn)生的關(guān)斷狀態(tài)電流或泄漏電流增大。類似地，柵極氧化物的損壞意味著漏極區(qū)120與柵極110之間產(chǎn)生的關(guān)斷狀態(tài)電流或泄漏電流增大。為了可靠地確定這一增加的關(guān)斷狀態(tài)電流或泄漏電流，在對(duì)一次性編程器件100進(jìn)行編程之后，關(guān)斷狀態(tài)電流或泄漏電流可以比以前提高至少I(mǎi)Ox (或至少I(mǎi)OOx或至少ΙΟΟΟχ)。換句話說(shuō)，例如，場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管可以被構(gòu)造為使得處于導(dǎo)通狀態(tài)下至少預(yù)定編程時(shí)間之后的關(guān)斷狀態(tài)漏極電流比以前提高至少ΙΟΟχ。當(dāng)電勢(shì)被施加到柵極110時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管處于關(guān)斷狀態(tài)，使得晶體管處于非導(dǎo)通狀態(tài)(例如，Vgs=O, Vds=Vdd或數(shù)字高位)。換句話說(shuō)，施加到柵極110的電勢(shì)切斷了源極130和漏極120之間的電流(忽略剩余阻斷電流)。
[0043]柵極110和/或溝道區(qū)140占用面積的形狀可以用各種方法形成，或者可以包括多種幾何形狀，以便促使臨界電場(chǎng)形成在溝道區(qū)140、本體區(qū)或漏極區(qū)120的區(qū)域內(nèi)。例如，柵極110和/或溝道區(qū)140占用面積的形狀可以包括沿著溝道區(qū)140的溝道寬度的一個(gè)或多個(gè)約束部或頸縮部，導(dǎo)致例如場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的源極區(qū)130和漏極區(qū)120之間的溝道長(zhǎng)度變化。這種頸縮部或約束部可以位于面向漏極區(qū)120的柵極110的邊緣處，或位于面向源極區(qū)130的柵極100的邊緣處。這種頸縮部或約束部可以通過(guò)凹口來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種凹口可以位于柵極110的源極邊緣處和/或漏極邊緣處。在面向漏極區(qū)120的柵極110的邊緣處實(shí)現(xiàn)這種凹口可以足夠，這是因?yàn)槿绻咏O區(qū)120處達(dá)到臨界電場(chǎng)，p-n結(jié)或柵極氧化物可能更容易損壞。在圖1A中已經(jīng)示出了柵極110的示例，柵極110具有的占用面積形狀包括在面向漏極區(qū)120的柵極的邊緣處的這種凹口。在該示例中，溝道區(qū)140不包括額外的改變溝道寬度的約束部或頸縮部，這也是可能的。換句話說(shuō)，可選地，柵極110占用面積的形狀112包括在面向漏極區(qū)120的柵極110的邊緣處的凹口，導(dǎo)致場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道長(zhǎng)度隨著場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道寬度變化，從而使得在接近構(gòu)成最小溝道長(zhǎng)度的凹口區(qū)域的溝道區(qū)140、本體區(qū)或漏極區(qū)120的區(qū)域內(nèi)達(dá)到臨界電場(chǎng)。進(jìn)一步地，相比源極區(qū)域130，臨界電場(chǎng)可以在達(dá)到時(shí)更接近漏極區(qū)120。凹口可以以各種方式成形。例如，凹口可以包括楔形形狀、三角形形狀、矩形形狀、正方形形狀、針狀形狀、多邊形形狀、半圓形形狀或圓形形狀(例如，圖1A)。
[0044]圖2示出了包括場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的一次性編程器件200的示例，場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管具有柵極110，柵極110具有楔形形狀或三角形形狀的占用面積。在該示例中，示出了柵極114、漏極122和源極132的觸點(diǎn)區(qū)域，以及具有本體觸點(diǎn)區(qū)域262的本體觸點(diǎn)區(qū)260。漏極區(qū)120、源極區(qū)130、本體觸點(diǎn)區(qū)260以及柵極110下方的溝道區(qū)被淺溝槽隔離(STI)或場(chǎng)氧化物(FOX)包圍。柵極氧化物(GOX)可以覆蓋漏極區(qū)120、源極區(qū)130和除了觸點(diǎn)區(qū)域之外的本體觸點(diǎn)區(qū)域260，盡管其可能足以在溝道區(qū)140和柵極110之間實(shí)現(xiàn)柵極氧化物。在該示例中，示出了 n-MOS晶體管。在這種情況下，漏極區(qū)120和源極區(qū)130可以包括重η-摻雜(η++),本體觸點(diǎn)區(qū)260可以包括重ρ-摻雜(ρ++)。類似地,也可以實(shí)施P-MOS晶體管。
[0045]在該示例中，設(shè)置在溝道區(qū)上方的柵極占用面積包括基本上矩形的形狀，其在面向漏極區(qū)120的柵極110的邊緣處具有凹口。根據(jù)溝道的長(zhǎng)度和寬度，形狀也可以是基本上方形的，其在面向漏極區(qū)120的柵極110的邊緣處具有凹口。然而，柵極110的占用面積也可以包括其它幾何形狀，其在面向漏極區(qū)120的柵極110的邊緣處具有凹口(或者還附加地或可替換地，其在面向源極區(qū)的柵極的端部處具有凹口)。
[0046]根據(jù)所描述的概念，一次性編程器件100、200可以被制造成具有任意的寬度。然而，一次性編程器件可以被制造成非常節(jié)省空間的方式。圖2中，示出了一次性編程器件200具有兩個(gè)相鄰的源極122、漏極132和本體262的觸點(diǎn)區(qū)域?？商鎿Q地，一次性編程器件的寬度可以進(jìn)一步減小，從而源極、漏極和本體每一個(gè)僅通過(guò)一個(gè)觸點(diǎn)區(qū)域相連接。
[0047]可替換地，可以制造具有更大寬度和更多觸點(diǎn)區(qū)域的一次性編程器件。在這種情況下，源極、漏極和本體的觸點(diǎn)可靠性可以增加。進(jìn)一步地，可以更快和/或更容易地達(dá)到臨界電場(chǎng)，這是因?yàn)樵礃O和/或漏極能夠提供更多的電荷載流子。圖3示出了一次性編程器件300的示例，其具有源極130和漏極120的三個(gè)觸點(diǎn)區(qū)域。其他的結(jié)構(gòu)特征類似于圖2中所示的一次性編程器件，以及圖1A和IB中描述的概念。但是，在該示例中，本體觸點(diǎn)區(qū)260可以遠(yuǎn)離源極區(qū)130和漏極區(qū)120，使得本體電阻增加，在下文中將對(duì)此進(jìn)行解釋。一次性編程器件300被制造在P-本體上，并且例如柵極110包括例如η-多晶硅。
[0048]進(jìn)一步地，達(dá)到臨界電場(chǎng)的溝道區(qū)、本體區(qū)或漏極區(qū)的區(qū)域370是由虛線的圓圈表示。進(jìn)一步，示出了電子從源極區(qū)130移動(dòng)到達(dá)到臨界電場(chǎng)的溝道區(qū)、本體區(qū)或漏極區(qū)的區(qū)域370的一些示例路徑。如圖所示，可以在接近或圍繞構(gòu)成最小溝道長(zhǎng)度的凹口區(qū)域達(dá)到臨界電場(chǎng)，因?yàn)檫@是電子通過(guò)溝道區(qū)到漏極區(qū)120的最短路徑。在圖3的示例中，最小溝道長(zhǎng)度由凹口的頂端所形成。
[0049]可選地，附加地或者可替換地，溝道區(qū)140占用面積的形狀可以包括變化的寬度。例如，溝道區(qū)140可以減小從源極區(qū)130到溝道區(qū)140達(dá)到臨界電場(chǎng)的區(qū)域的寬度。
[0050]換句話說(shuō)，溝道區(qū)140占用面積的形狀可以包括變化的寬度，導(dǎo)致變化的溝道寬度，從而使得在面向源極區(qū)130的柵極110的邊緣處的溝道區(qū)的寬度大于達(dá)到臨界電場(chǎng)的溝道區(qū)140、本體區(qū)或漏極區(qū)120的區(qū)域的寬度。以這種方式，可以從寬的源極區(qū)提供電荷載流子，然而所有這些電荷載流子必須通過(guò)溝道區(qū)的狹窄部分140，這增加了狹窄區(qū)處的電場(chǎng)。漏極區(qū)120可以與臨界電場(chǎng)區(qū)域處的溝道區(qū)140 —樣窄?？商鎿Q地，漏極區(qū)120可以在向著漏極120的觸點(diǎn)區(qū)122的方向上擴(kuò)展，例如如圖4所示。一次性編程器件400在圖4中示出了柵極110和溝道區(qū)的組合，柵極110具有包括凹口的占用面積形狀，溝道區(qū)具有從源極區(qū)120到達(dá)到臨界電場(chǎng)的區(qū)域減小的寬度。溝道區(qū)可以通過(guò)使用許多種不同的形狀而變窄。例如，溝道區(qū)的寬度可包括漏斗形錐度，從面向源極區(qū)130的柵極110的邊緣到溝道區(qū)達(dá)到臨界電場(chǎng)的區(qū)域逐漸變細(xì)，如圖4所示?？蛇x地或附加地，漏極區(qū)120可以在漏極區(qū)120的觸點(diǎn)區(qū)域122的方向上擴(kuò)展其寬度，如上所述。以這種方式，更多的觸點(diǎn)區(qū)域122可以被制造用于漏極120，從而可以實(shí)現(xiàn)可靠的觸點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)(開(kāi)始于源極的有源區(qū)域縮小其在溝道區(qū)的寬度，并在漏極區(qū)中擴(kuò)展)可稱為馬錢(qián)子結(jié)構(gòu)。圖4中所示的一次性編程器件400的進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)方面類似于圖2和3所示的示例中的相應(yīng)特征和圖1A和IB中所述的概念。
[0051]可選地或附加地，通過(guò)激發(fā)或激勵(lì)附加電流通過(guò)建立在一次性編程器件的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的源極區(qū)120、漏極區(qū)120與本體觸點(diǎn)之間的寄生雙極晶體管，從而形成臨界電場(chǎng)。這種附加形成的寄生雙極晶體管對(duì)于常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管(設(shè)計(jì)為提供穩(wěn)定的晶體管功能)是不期望的，并且通常使用大量的努力來(lái)抑制這種雙極效應(yīng)。然而，對(duì)于一次性編程器件，這種雙極效應(yīng)可能具有積極影響。
[0052]圖6中示出了可能的一次性編程器件600的示意性橫截面圖，其示出了在η溝道MOS晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)下形成的寄生NPN型雙極晶體管。該晶體管被制造在P-本體660上，并包括重η摻雜漏極區(qū)620、高η摻雜的源極區(qū)630、重ρ摻雜的本體觸點(diǎn)區(qū)664和ρ摻雜的溝道區(qū)。例如，溝道區(qū)和柵極610之間的柵極氧化物650包括2.2nm的厚度(作為對(duì)于一些半導(dǎo)體技術(shù)的可能的示例)。柵極610可以包括由硅化鈷(CoSi2)層覆蓋的η型多晶硅層。柵極氧化物650和柵極610是以多層、絕緣間隔物670 (例如包括TE0S、原硅酸四乙酯)作為邊界。在間隔物670下方，源極區(qū)630和漏極區(qū)620包括輕摻雜的源極擴(kuò)展部(LDD，η-)680。例如，漏極區(qū)620、源極區(qū)630和本體觸點(diǎn)區(qū)664可以由硅化鈷所覆蓋，以允許可靠的歐姆觸點(diǎn)(例如，通過(guò)鎢觸點(diǎn))。例如，源極區(qū)630通過(guò)淺溝槽隔離(STI)與本體觸點(diǎn)區(qū)664隔開(kāi)，漏極區(qū)620通過(guò)STI或FOX與另一有源區(qū)域隔開(kāi)。
[0053]進(jìn)一步，圖6示出了漏極區(qū)620、源極區(qū)630和本體觸點(diǎn)區(qū)域664之間的寄生NPN雙極晶體管。在該示例中，漏極區(qū)620代表集電極，源極區(qū)630代表發(fā)射極，本體觸點(diǎn)區(qū)664代表雙極晶體管的基極。通過(guò)實(shí)施更高的電阻性連接到本體觸點(diǎn)區(qū)664，可以促進(jìn)通過(guò)這個(gè)雙極效應(yīng)的電流增大。也在圖6中示出的正電荷載流子(空穴)可以建立顯著的基極電流。進(jìn)一步，基極和集電極之間的二極管以及基極和集電極之間的電容在圖6中示出。
[0054]圖6可以是OTP-MOS編程原理的說(shuō)明，其通過(guò)碰撞電離、雪崩和/或熱破壞來(lái)破壞(合金化)漏極和本體(或溝道)之間的P-n結(jié)。
[0055]如上所述，一些參數(shù)可以促進(jìn)雙極晶體管對(duì)臨界電場(chǎng)的產(chǎn)生的影響力。例如，一個(gè)參數(shù)可以是本體連接的電阻。因此，可選地或附加到上述的一個(gè)或多個(gè)方面，場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的本體連接可以被構(gòu)造為使得在場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)下，漏極區(qū)和溝道區(qū)或本體區(qū)之間的柵極氧化物或p-n結(jié)被損壞之前，在源極區(qū)、漏極區(qū)和本體觸點(diǎn)之間形成的寄生雙極晶體管貢獻(xiàn)了至少10%(或至少5%、至少20%、至少30%、至少40%或至少50%)的總漏極電流(穿過(guò)漏極觸點(diǎn)的電流總和)。
[0056]例如，與標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管相比，這可通過(guò)增加溝道區(qū)和本體觸點(diǎn)之間的電阻來(lái)完成。換句話說(shuō)，一次性編程器件的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管和提供穩(wěn)定晶體管功能的標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管(例如，提供功能幾乎直到相對(duì)應(yīng)電路的預(yù)測(cè)壽命并經(jīng)過(guò)大量的切換周期)可以制造在共同的或者相同的半導(dǎo)體晶片上。在該連接中，標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的本體連接和一次性編程器件的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的本體連接可以被構(gòu)造成使得標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管包括比一次性編程器件的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管至少更低IOx (或5x、20x、50x、100x或更多)的到本體觸點(diǎn)(例如，最靠近MOS晶體管的本體觸點(diǎn))的最小電阻。這可以以各種方式實(shí)現(xiàn)。例如，場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的本體觸點(diǎn)(例如最靠近的本體觸點(diǎn))可以顯著更遠(yuǎn)于標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的本體觸點(diǎn)。
[0057]可替換地、附加地或者可選地，到一次性編程器件的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的本體的本體觸點(diǎn)可以完全省略，使得一次性編程器件的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管所位于的井是電浮動(dòng)的(例如，包括未限定的電勢(shì)，其取決于處于工作狀態(tài)的周?chē)Y(jié)構(gòu)的電勢(shì))。換句話說(shuō)，一次性編程器件的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管可以制造在井內(nèi)(根據(jù)P或η井內(nèi)的晶體管種類)，從而在井周?chē)陌雽?dǎo)體形成P-n結(jié)。該井形成了場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的本體，并且可以浮動(dòng)(不需要?dú)W姆觸點(diǎn)到一次性編程器件的工作狀態(tài)下的限定的電勢(shì))，導(dǎo)致相比于連接到限定電勢(shì)的井的大的本體電阻(例如至少I(mǎi)Ox更大、20x更大、50x更大，IOOx更大或更多)。
[0058]可選地，可替換地或附加地，對(duì)于一次性編程器件的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管，輕摻雜的漏極注入和/或暈環(huán)注入也可以省去，以便導(dǎo)致促進(jìn)的寄生雙極晶體管的影響。換句話說(shuō)，可替換地、可選地或附加到上述方面中，一次性編程器件的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管和提供穩(wěn)定晶體管功能的標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管可以制造在共同或相同的半導(dǎo)體晶片上，并且標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管可以包括重?fù)诫s的漏極區(qū)和溝道區(qū)之間的輕摻雜的漏極注入，而對(duì)于一次性編程器件的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管，輕摻雜的漏極注入被省去。
[0059]進(jìn)一步，可選地，附加地或可替換到上述方面，一次性編程器件的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管和提供穩(wěn)定晶體管功能的標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管可以制造在共同或相同的半導(dǎo)體晶片上，并且標(biāo)準(zhǔn)的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管可以包括暈環(huán)注入，而對(duì)于一次性編程器件的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管，暈環(huán)注入被省去。
[0060]圖5示出了一次性編程器件的電氣特性的示例，其示出了有源寄生NPN雙極晶體管的影響。該圖示出了漏極和源極之間的電壓Vds增大期間的漏極和源極之間的電流Ids，而且柵極所在的電勢(shì)表示數(shù)字高電平(盡管一次性編程器件也可以是模擬器件或可以用于模擬電路中)，導(dǎo)致晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)。該特性表示了碰撞電離開(kāi)始于溝道區(qū)中，其電壓為漏源極電壓Vds的高電平電壓的大約三分之二，并且由有源寄生NPN雙極晶體管促進(jìn)發(fā)生雪崩，導(dǎo)致溝道區(qū)或本體區(qū)和漏極區(qū)之間的柵極氧化物或P-n結(jié)被寫(xiě)入或損壞，與標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管相比，漏源極電流Ids>>>顯著更大。
[0061]圖5示出了就OTP-MOS的輸出特性方面的0TP-M0S編程原理，其中Vgs=V_h i gh，Vds=V_high和Ids=高，這是因?yàn)榫植垦┍腊l(fā)生。
[0062]如已經(jīng)提到的，由于柵極或溝道區(qū)的占用面積形狀，一次性編程器件的編程可以用已經(jīng)在晶片上可用的電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)。例如，用于產(chǎn)生損壞漏極區(qū)和溝道區(qū)之間的p-n結(jié)的柵極氧化物的更高電壓的附加電荷泵可能不是必要的。換句話說(shuō)，可選地、附加地或可替換到上述的一個(gè)或多個(gè)方面，一次性編程器件的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管和提供穩(wěn)定晶體管功能的標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管可以制造在共同或相同的半導(dǎo)體晶片上，并且一次性編程器件的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管可以被構(gòu)造成使得通過(guò)使用最多的(達(dá)到最大)用于操作標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體可到達(dá)的或可使用的最大電壓差，作為一次性編程器件的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的柵極/源極電壓和漏極/源極電壓，從而能夠達(dá)到或可以達(dá)到臨界電場(chǎng)。以這種方式，可以避免額外的努力來(lái)實(shí)現(xiàn)一次性編程器件的電源電壓。
[0063]漏極區(qū)和溝道區(qū)或本體區(qū)之間的p-n結(jié)或柵極氧化物的損壞導(dǎo)致漏極的關(guān)斷電流或泄漏電流增大。這些電流可以由分析電路來(lái)感測(cè)或測(cè)量，以確定一次性編程器件是否已被編程。換句話說(shuō)，一次性編程器件可以包括分析電路，其配置為感測(cè)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的漏極電流。進(jìn)一步地，分析電路可以將所感測(cè)的漏極電流與參考閾值漏極電流(指示場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管在漏極區(qū)和溝道區(qū)或本體區(qū)之間具有無(wú)故障或未損壞的P-n結(jié)和柵極氧化物)相比較，從而一次性編程器件的狀態(tài)信息(例如，已編程狀態(tài)或者未編程狀態(tài))可被獲得。以這種方式，由一次性編程器件存儲(chǔ)的信息可以很容易地讀出。
[0064]一些實(shí)施例涉及一次性編程器件，包括場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管，其被構(gòu)造成使得在場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)下，在場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道區(qū)、本體區(qū)或漏極區(qū)的區(qū)域內(nèi)達(dá)到臨界電場(chǎng)，導(dǎo)致了預(yù)定編程時(shí)間之后場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道區(qū)或本體區(qū)和漏極區(qū)之間的p-n結(jié)的損壞。
[0065]以這種方式，可以基于另一物理原理實(shí)現(xiàn)一次性編程器件，即損壞溝道區(qū)或本體區(qū)和漏極區(qū)之間的P-n結(jié)。以這種方式，可通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)MOS制造工藝制造的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管結(jié)構(gòu)可用于制造一次性編程器件。
[0066]一次性編程器件還包括對(duì)應(yīng)于所描述概念的一個(gè)或多個(gè)方面或上述實(shí)施例中其中之一的附加的、可選的特征。
[0067]圖7示出了根據(jù)實(shí)施例的半導(dǎo)體器件700的示意性俯視圖。半導(dǎo)體器件700包括至少一個(gè)提供穩(wěn)定晶體管功能的標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管740(例如，金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管或另一場(chǎng)效應(yīng)晶體管)，以及一次性編程器件720的陣列730，每個(gè)包括制造在共同的或者相同的半導(dǎo)體晶片710上的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管。每個(gè)一次性編程器件720的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管可以包括:包含第一導(dǎo)電類型(η或ρ摻雜)的源極區(qū)、包含第一導(dǎo)電類型的漏極區(qū)、溝道區(qū)和柵極。溝道區(qū)位于源極區(qū)和漏極區(qū)之間并且包含第二導(dǎo)電類型(P或η摻雜)，從而使得P-n結(jié)形成在溝道區(qū)和源極區(qū)之間以及溝道區(qū)和漏極區(qū)之間。附加地，場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的本體區(qū)包含第二導(dǎo)電類型。進(jìn)一步，柵極被布置在溝道區(qū)的頂部上，并通過(guò)柵極和溝道區(qū)之間的柵極氧化物與溝道區(qū)電絕緣。場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的柵極包括在面向漏極的柵極的邊緣處的凹口，導(dǎo)致場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道長(zhǎng)度隨著場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道寬度變化，從而使得在場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)下，在場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道區(qū)的區(qū)域內(nèi)達(dá)到臨界電場(chǎng)，導(dǎo)致了預(yù)定編程時(shí)間之后場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的柵極氧化物的損壞，或?qū)е铝藞?chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道區(qū)或本體區(qū)和漏極區(qū)之間的P-n結(jié)的損壞。進(jìn)一步，標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的本體連接和一次性編程器件720的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的本體連接被構(gòu)造為使得，標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管740包括比相應(yīng)一次性編程器件720的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管小至少I(mǎi)Ox的到本體觸點(diǎn)的最小電阻。
[0068]進(jìn)一步地，可選地，半導(dǎo)體器件可以包括分析電路750，其被配置成感測(cè)每個(gè)一次性編程器件720的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的漏極電流，如上所述。
[0069]進(jìn)一步地，半導(dǎo)體器件700可以包括對(duì)應(yīng)于所描述概念的一個(gè)或多個(gè)方面或上述實(shí)施例其中之一的附加的可選特征。
[0070]一些實(shí)施例涉及一種操作根據(jù)上述一個(gè)實(shí)施例的概念構(gòu)造的一次性編程器件的方法。該方法包括通過(guò)在導(dǎo)通狀態(tài)下移動(dòng)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管經(jīng)過(guò)預(yù)定編程時(shí)間而對(duì)一次性編程器件進(jìn)行編程。
[0071]進(jìn)一步，所述方法可以包括對(duì)應(yīng)于所描述概念的一個(gè)或多個(gè)方面或上述實(shí)施例其中之一的附加的可選動(dòng)作。
[0072]圖8示出了根據(jù)實(shí)施例的用于制造一次性編程器件的方法800的流程圖。該方法800包括提供半導(dǎo)體襯底810 (例如，具有基極摻雜的硅襯底，或頂部具有外延層的硅襯底)并且根據(jù)上述概念制造一次性編程器件820。
[0073]方法800可以包括對(duì)應(yīng)于所描述概念的一個(gè)或多個(gè)方面或上述實(shí)施例其中之一的另外的附加的可選特征。
[0074]根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例涉及基于抗熔合物理原理的一次性編程器件(0ΤΡ)。在這一點(diǎn)上，例如，不(僅)使用氧化物分解或二極管擊穿，MOS晶體管(也稱為0TP-M0S)的漏極-源極/本體距離也可以通過(guò)設(shè)計(jì)或內(nèi)嵌的碰撞電離帶入到低歐姆狀態(tài)。基本上，可以使用基于具有漏極D、柵極G、源極S和本體B的MOS晶體管的器件結(jié)構(gòu)作為電連接。這種OTP-MOS-晶體管在未編程狀態(tài)下(在Vgs=O時(shí)處于關(guān)斷狀態(tài))可以是不導(dǎo)電的(關(guān)閉，Ids=OA或小于IpA，小于IfA還是小于InA，這取決于所使用的半導(dǎo)體技術(shù))。在已編程狀態(tài)下(在Vgs=O時(shí)處于關(guān)斷狀態(tài))，OTP-MOS-晶體管可以是低歐姆導(dǎo)電的(泄漏，Ids > 0A，大于μ A，>1mA，這取決于所使用的芯片技術(shù)或半導(dǎo)體技術(shù))。
[0075]在OTP編程期間，物理背景的一些方面是，OTP-MOS-晶體管變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)(例如，Vgs=Vvdd=Vvcc,具有例如5V、3.3V、2.5V，1.5V，這取決于所使用的芯片技術(shù)或半導(dǎo)體技術(shù)，數(shù)字上意味著Vgs=高)。進(jìn)一步地，OTP-MOS的漏極觸點(diǎn)可以連接到低歐姆Vvdd供電的脈沖源(例如，開(kāi)關(guān)電流源)，從而使得OTP-MOS晶體管從Ron區(qū)域(Vds〈〈〈)移動(dòng)到線性(Vdss>>>)。在這種情況下，OTP-MOS工作在高Vds和高Vgs的電壓，此時(shí)離開(kāi)了安全工作區(qū)域(S0A)，以達(dá)到由所提出的OTP-MOS構(gòu)造所引起的破壞性的高漏極電流Ids。在該操作模式中，劣化或破壞對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)MOS晶體管是不期望的(相比于對(duì)于一次性編程器件的這種期望效果而言)，從而標(biāo)準(zhǔn)晶體管使用例如均勻溝道結(jié)構(gòu)、用于避免漏極區(qū)內(nèi)碰撞電離的特定區(qū)域(例如，輕摻雜漏極LDD，暈環(huán)注入或漂移路徑實(shí)施方式)，和/或低歐姆本體連接，以避免寄生雙極效應(yīng)。在0TP-M0S，破壞是通過(guò)高局部功率耗散(P=V*I)來(lái)完成，這導(dǎo)致在脈沖碰撞時(shí)間期間的能量吸收，其后果是破壞溫度增加。這種局部破壞可以具有如下效果，即漏極和本體(或溝道區(qū))之間的P-n結(jié)在關(guān)斷的OTP-MOS狀態(tài)下形成導(dǎo)電連接(泄漏或短路)。
[0076]OTP-MOS晶體管可以包括特定構(gòu)造(布局)。OTP-MOS晶體管可以通過(guò)經(jīng)改進(jìn)的漏極區(qū)形狀而不同于標(biāo)準(zhǔn)的MOS晶體管(例如，由柵極占用面積的經(jīng)改進(jìn)形狀引起的)，舉例來(lái)說(shuō)如圖1A、2、3和4中所示。這種修改可以被完成，以便能夠有意識(shí)地通過(guò)設(shè)計(jì)人工漏極電流集中器(具有所提出的占用面積形狀的柵極或溝道區(qū))使SOA性能惡化，從而產(chǎn)生碰撞電離中心。
[0077]通過(guò)使用典型的漏極電源電壓的裝置，在碰撞電離中心應(yīng)當(dāng)非?？焖俚剡_(dá)到臨界電場(chǎng)強(qiáng)度(在硅中約30V/ym)，這導(dǎo)致電子空穴對(duì)的產(chǎn)生和雪崩效應(yīng)。在下文中，寄生橫向雙極晶體管可以在MOS溝道中被激活，以造成漏極電流的人為增大。附加地，本體地帶的濃度(摻雜劑濃度)可以減小，從而使得可以實(shí)現(xiàn)在OTP-MOS溝道內(nèi)改進(jìn)地激活寄生雙極晶體管，以增加破壞行為。
[0078]器件結(jié)構(gòu)可以基于標(biāo)準(zhǔn)的MOS晶體管。所提出的MOS晶體管(0TP-M0S)可用作抗熔合結(jié)構(gòu)，以永久地、安全地和高度可靠地寫(xiě)入或存儲(chǔ)非易失性信息(高/低=高歐姆/低歐姆)。編程=抗熔合=寫(xiě)入可能發(fā)生在短期接通0TP-M0S，然后通過(guò)在p-n結(jié)的一點(diǎn)處的漏極電流的極限濃度損壞(合金化)漏極-本體結(jié)。OTP-MOS晶體管的特征在于漏極區(qū)從溝道方向上的觸頭連接逐漸變小(由凹口的柵極導(dǎo)致)，所以形成類似于楔形的形狀(其可以是凸或凹)，在晶體管接通之后的編程過(guò)程期間這可能導(dǎo)致極高的局部漏極電流密度。由于高電流濃度，可以產(chǎn)生電子空穴對(duì)，其可以通過(guò)碰撞電離導(dǎo)致雪崩效應(yīng)，并且由于隨后形成熱點(diǎn)可以產(chǎn)生漏極-本體-P-n結(jié)的損壞。因此，OTP-MOS晶體管在編程后不能再充分地關(guān)斷。在信息讀出期間，關(guān)斷狀態(tài)下的OTP-MOS-晶體管的漏極電流值可由分析電路分析，以便確定晶體管是否已被編程。在一點(diǎn)上，高漏極電流表示編程。
[0079]如已經(jīng)提到的，圖1A、2、3和4示出了 OTP-MOS結(jié)構(gòu)被操作為抗熔合元件的示例。例如，圖2示出了 0TP-M0S，其也可以被稱為凹口 -M0S，在多晶(多晶硅)柵極處具有凹口，用于實(shí)現(xiàn)楔形漏極尖端。
[0080]進(jìn)一步，圖3示出了這種凹口 -MOS的示例，其在多晶硅柵極處具有凹口，也用于實(shí)現(xiàn)楔形漏極尖端。進(jìn)一步，可以看見(jiàn)在漏極尖端處的電子電流的點(diǎn)狀濃度(由于碰撞電離的熱點(diǎn))。
[0081 ] 如已經(jīng)提到的，圖4示出了馬錢(qián)子-MOS的示例，在多晶硅柵極處具有凹口，用于實(shí)現(xiàn)楔形漏極尖端。由源極側(cè)主要提供的電子電流在漏極尖端的方向上被集中為漏斗形。
[0082]OTP-MOS的另一實(shí)施例可以基于MOS-結(jié)構(gòu)，例如其是根據(jù)resurf原理(降低表面場(chǎng)強(qiáng))構(gòu)造為具有漂移路徑、所謂的漏極延伸部。在漏極側(cè)的漂移路徑在溝道方向上可以被構(gòu)造為楔形。進(jìn)一步地，設(shè)置在下方的本體地帶可以實(shí)施為高歐姆，以便更容易地激活寄生雙極晶體管。
[0083]實(shí)施例還可以提供一種具有程序代碼的計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)計(jì)算機(jī)程序在計(jì)算機(jī)或處理器上執(zhí)行時(shí)，用于執(zhí)行上述方法中的一種。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將容易認(rèn)識(shí)到，各種上述方法的步驟可以由編程的計(jì)算機(jī)執(zhí)行。在此，一些實(shí)施例也旨在涵蓋程序存儲(chǔ)設(shè)備，例如，數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)，其是機(jī)器或計(jì)算機(jī)可讀的和編碼的機(jī)器可執(zhí)行或指令的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序，其中所述指令執(zhí)行上述方法的一些或所有動(dòng)作。所述程序存儲(chǔ)設(shè)備可以是例如數(shù)字存儲(chǔ)器、諸如磁盤(pán)和磁帶的磁存儲(chǔ)介質(zhì)、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，或光學(xué)可讀數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)。這些實(shí)施例還旨在涵蓋編程以執(zhí)行上述方法的動(dòng)作的計(jì)算機(jī)，或(場(chǎng))可編程邏輯陣列((F)PLA)或(場(chǎng))可編程門(mén)陣列((F) PGA)，其被編程以執(zhí)行上述方法的動(dòng)作。
[0084]說(shuō)明書(shū)和附圖僅用來(lái)說(shuō)明本發(fā)明的原理。因此應(yīng)當(dāng)明白，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠設(shè)計(jì)出各種安排，它們盡管沒(méi)有在這里明確描述或示出，但是體現(xiàn)了本發(fā)明的原理并被包括在其精神和范圍內(nèi)。此外，本文敘述的所有示例明確地僅僅主要用于示教目的，以幫助讀者理解本發(fā)明的原理和
【發(fā)明者】為促進(jìn)本領(lǐng)域所提供的理念，并且應(yīng)被解釋為不限于這樣具體敘述的示例和條件。此外，這里引用原理、概念和本發(fā)明實(shí)施例的所有描述，以及其特定示例，意圖包括其等同物。
[0085]表示為“裝置用于…”(完成某一功能)的功能模塊應(yīng)該理解為包括被分別配置為執(zhí)行某一功能的電路的功能模塊。因此，“用于某物的裝置”也可以理解為“被配置成或適于某物的裝置”。因此，配置來(lái)執(zhí)行某一功能的一種裝置不意味著這種裝置(在給定的時(shí)刻)一定要執(zhí)行所述功能。
[0086]圖中所示的各種元件的功能，包括標(biāo)記為“裝置”、“用于提供傳感器信號(hào)的裝置”、“用于產(chǎn)生傳輸信號(hào)的裝置”等的任何功能模塊，可以通過(guò)使用專用硬件提供，例如“信號(hào)提供器”、“信號(hào)處理單元”、“處理器”、“控制器”等，以及能夠與適當(dāng)軟件相關(guān)聯(lián)地執(zhí)行軟件的硬件。此外，本文描述為“裝置”的任何實(shí)體可以對(duì)應(yīng)于或被實(shí)現(xiàn)為“一個(gè)或多個(gè)模塊”，“一個(gè)或多個(gè)器件”，“一個(gè)或多個(gè)單元”等。當(dāng)由處理器提供時(shí)，功能可以由單個(gè)專用處理器、由單個(gè)共享處理器、或由多個(gè)單獨(dú)的處理器提供，其中一些可以是共享的。此外，明確使用的術(shù)語(yǔ)“處理器”或“控制器”不應(yīng)理解為專指能夠執(zhí)行軟件的硬件，而是可以隱含地包括但不限于數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)硬件、網(wǎng)絡(luò)處理器、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)、用于存儲(chǔ)軟件的只讀存儲(chǔ)器(R0M)，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)以及非易失性存儲(chǔ)器。傳統(tǒng)和/或常規(guī)的其他硬件也可以包括在內(nèi)。 [0087]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解的是，本文的任何模塊圖表示體現(xiàn)本發(fā)明原理的說(shuō)明性電路的概念圖。類似地，應(yīng)該理解的是，任何流程圖表、流程圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖、虛擬代碼等表示各種過(guò)程，所述過(guò)程可以基本上被表示在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中，并因此被計(jì)算機(jī)或處理器執(zhí)行，無(wú)論這樣的計(jì)算機(jī)或處理器是否被明確示出。
[0088]此外，以下權(quán)利要求在此結(jié)合到【具體實(shí)施方式】中，其中每個(gè)權(quán)利要求可以獨(dú)立地作為單獨(dú)的實(shí)施例。盡管每個(gè)權(quán)利要求可以獨(dú)立地作為單獨(dú)的實(shí)施例，應(yīng)該注意，雖然在權(quán)利要求中從屬權(quán)利要求可以引用一項(xiàng)或多項(xiàng)其它權(quán)利要求的特定組合，但是其它實(shí)施例也可包括從屬權(quán)利要求與每個(gè)其他從屬權(quán)利要求的主題的組合。本文提出了這種組合，除非說(shuō)明特定組合不是預(yù)期的。此外，它還旨在將權(quán)利要求的特征包括在任何其它獨(dú)立權(quán)利要求中，即使這個(gè)要求不直接從屬于獨(dú)立權(quán)利要求。
[0089]還應(yīng)當(dāng)注意，在說(shuō)明書(shū)或權(quán)利要求書(shū)中所公開(kāi)的方法可以通過(guò)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，該器件具有用于執(zhí)行這些方法的每個(gè)相應(yīng)動(dòng)作的裝置。
[0090]進(jìn)一步，需要理解的是，在說(shuō)明書(shū)或權(quán)利要求中公開(kāi)的多個(gè)動(dòng)作或功能的內(nèi)容不能被理解成是特定的順序。因此，多個(gè)動(dòng)作或功能的內(nèi)容將不限制為特定的順序，除非由于技術(shù)原因這些動(dòng)作或功能是不能相互轉(zhuǎn)換的。此外，在一些實(shí)施例中，單個(gè)動(dòng)作可包括或可被分解成多個(gè)子動(dòng)作。這種子動(dòng)作可以被包括并成為該單個(gè)動(dòng)作內(nèi)容的一部分，除非明確地排除。
【權(quán)利要求】
1.一種一次性編程器件，包括場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管，其中所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的柵極或溝道區(qū)包括如下占用面積的形狀，由于所述占用面積的形狀使得在所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)下，在所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道區(qū)、本體區(qū)或漏極區(qū)的區(qū)域內(nèi)達(dá)到臨界電場(chǎng)，導(dǎo)致預(yù)定編程時(shí)間之后所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的柵極絕緣的損壞，或?qū)е滤鰣?chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的所述溝道區(qū)或所述本體區(qū)和所述漏極區(qū)之間的p-n結(jié)的損壞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性編程器件，其中所述柵極的所述占用面積的所述形狀包括在所述柵極的面向所述漏極區(qū)的邊緣處的凹口，導(dǎo)致所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道長(zhǎng)度隨著所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道寬度而變化，從而使得在接近于構(gòu)成最小溝道長(zhǎng)度的所述凹口的區(qū)域的所述溝道區(qū)、所述本體區(qū)或所述漏極區(qū)的區(qū)域內(nèi)達(dá)到臨界電場(chǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一次性編程器件，其中所述凹口包括楔形形狀、三角形形狀、矩形形狀、正方形形狀、針狀形狀、多邊形形狀、半圓形形狀或圓形形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一次性編程器件，其中所述柵極的所述占用面積限定位于所述溝道區(qū)上方的所述柵極的區(qū)域，其通過(guò)所述柵極絕緣與所述溝道區(qū)絕緣，其中所述柵極的所述占用面積包括除了所述柵極的面向所述漏極區(qū)的所述邊緣處的所述凹口之外的基本上矩形或方形的形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性編程器件，其中所述溝道區(qū)的所述占用面積包括變化的寬度，導(dǎo)致變化的溝道寬度，其中所述柵極的面向所述源極區(qū)的邊緣處的所述溝道區(qū)的寬度大于達(dá)到所述臨界電場(chǎng)的所述溝道區(qū)或所述本體區(qū)的區(qū)域的寬度。
6.根據(jù)權(quán)利 要求5所述的一次性編程器件，其中所述溝道區(qū)的寬度包括漏斗形，從所述柵極的面對(duì)所述源極區(qū)的所述邊緣向達(dá)到所述臨界電場(chǎng)的所述溝道區(qū)、所述本體區(qū)或所述漏極區(qū)的所述區(qū)域逐漸變細(xì)成漏斗形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性編程器件，其中所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管被構(gòu)造為使得處于導(dǎo)通狀態(tài)下至少經(jīng)過(guò)所述預(yù)定編程時(shí)間之后的截止?fàn)顟B(tài)漏極電流比所述預(yù)定編程時(shí)間之前的截止?fàn)顟B(tài)漏極電流高至少100倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性編程器件，其中所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管包括: 包括第一導(dǎo)電類型的源極區(qū)； 包括所述第一導(dǎo)電類型的所述漏極區(qū)； 布置在所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)之間的所述溝道區(qū)，以及包括第二導(dǎo)電類型的本體區(qū)，從而使得P-n結(jié)形成在所述本體區(qū)與所述源極區(qū)之間以及所述本體區(qū)和所述漏極區(qū)之間；以及 布置在所述溝道區(qū)頂部上的柵極，其中所述柵極通過(guò)所述柵極與所述溝道區(qū)之間的柵極絕緣而與所述溝道區(qū)電絕緣。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一次性編程器件，其中所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管被制造在包括所述第二導(dǎo)電類型的井內(nèi)，從而在所述井周?chē)陌雽?dǎo)體形成P-n結(jié)，其中所述井形成了所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的所述本體區(qū)，其中所述井是電浮動(dòng)的，導(dǎo)致相比于連接到限定的電勢(shì)的類似井的高本體電阻。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性編程器件，其中所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的本體連接被構(gòu)造為使得在所述溝道區(qū)或所述本體區(qū)和所述漏極區(qū)之間的所述柵極絕緣或所述P-n結(jié)被損壞之前，在所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的所述導(dǎo)通狀態(tài)下，在源極區(qū)、所述漏極區(qū)和它們之間的所述本體區(qū)之間形成的寄生雙極晶體管貢獻(xiàn)至少10%的總漏極電流。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性編程器件，其中所述一次性編程器件的所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管和提供穩(wěn)定晶體管功能的標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管被制造在共同的半導(dǎo)體晶片上，其中所述一次性編程器件的所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管被構(gòu)造為通過(guò)將對(duì)于操作所述標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體可用的至高最大電壓差，使用為所述一次性編程器件的所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的柵極/源極電壓和漏極/源極電壓，而使得所述臨界電場(chǎng)可到達(dá)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性編程器件，其中所述一次性編程器件的所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管和提供穩(wěn)定晶體管功能的標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管被制造在共同的半導(dǎo)體晶片上，其中所述標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管包括在重?fù)诫s的漏極區(qū)和溝道區(qū)之間的輕摻雜的漏極注入?yún)^(qū)，并且其中對(duì)于所述一次性編程器件的所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管，類似的輕摻雜的漏極注入被省去。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性編程器件，其中所述一次性編程器件的所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管和提供穩(wěn)定晶體管功能的標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管被制造在共同的半導(dǎo)體晶片上，其中所述標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管包括在所述漏極區(qū)和所述本體區(qū)之間的暈環(huán)注入?yún)^(qū)，并且其中對(duì)于所述一次性編程器件的所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管，類似的暈環(huán)注入?yún)^(qū)被省去。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性編程器件，其中所述一次性編程器件的所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管和提供穩(wěn)定晶體管功能的標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管被制造在共同的半導(dǎo)體晶片上，其中所述標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的本體連接和所述一次性編程器件的所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的本 體連接被構(gòu)造為使得所述標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管包括低于所述一次性編程器件的所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管至少10倍的到本體觸點(diǎn)的電阻。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性編程器件，其中進(jìn)一步包括分析電路，所述分析電路被配置為感測(cè)所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的漏極電流，并且將所感測(cè)的所述漏極電流與參考閾值漏極電流進(jìn)行比較，從而基于比較結(jié)果獲得所述一次性編程器件的狀態(tài)信息。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性編程器件，其中所述臨界電場(chǎng)大于25V/ym。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一次性編程器件，其中所述預(yù)定編程時(shí)間小于10s。
18.一種一次性編程器件，包括場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管，其中所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管被構(gòu)造為使得在所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)下，在所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道區(qū)、本體區(qū)或漏極區(qū)的區(qū)域內(nèi)達(dá)到臨界電場(chǎng)，導(dǎo)致所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的所述溝道區(qū)或所述本體區(qū)和所述漏極區(qū)之間的P-n結(jié)在預(yù)定編程時(shí)間之后損壞。
19.一種半導(dǎo)體器件，包括至少一個(gè)提供穩(wěn)定晶體管功能的標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管以及一次性編程器件的陣列，每個(gè)一次性編程器件包括在共同的半導(dǎo)體晶片上制造的場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管，其中每個(gè)一次性編程器件的所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管包括: 包括第一導(dǎo)電類型的源極區(qū)、 包括第一導(dǎo)電類型的漏極區(qū)、 布置在所述源極區(qū)和所述漏極區(qū)之間的溝道區(qū)，以及包含第二導(dǎo)電類型的本體區(qū)，從而使得P-n結(jié)形成在所述本體區(qū)和所述源極區(qū)之間以及所述本體區(qū)和所述漏極區(qū)之間；以及布置在所述溝道區(qū)頂部上的柵極，其中通過(guò)所述柵極和所述溝道區(qū)之間的柵極絕緣將所述柵極與所述溝道區(qū)電絕緣， 其中所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的所述柵極包括在所述柵極的面向所述漏極的邊緣處的凹口，所述凹口導(dǎo)致所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的所述溝道長(zhǎng)度隨著所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的溝道寬度而變化，使得在所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的導(dǎo)通狀態(tài)下，在所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的所述溝道區(qū)、所述本體區(qū)或所述漏極區(qū)的區(qū)域內(nèi)達(dá)到臨界電場(chǎng)，導(dǎo)致預(yù)定編程時(shí)間之后所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的所述柵極絕緣的損壞，或者導(dǎo)致所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的所述溝道區(qū)或所述本體區(qū)和所述漏極區(qū)之間的p-n結(jié)的損壞， 其中所述標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的本體連接和所述一次性編程器件的所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管的本體連接被構(gòu)造為使得，所述標(biāo)準(zhǔn)場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管包括低于相應(yīng)的所述一次性編程器件 的所述場(chǎng)效應(yīng)半導(dǎo)體晶體管至少10倍的到本體觸點(diǎn)的最小電阻。
【文檔編號(hào)】H01L29/78GK104009039SQ201410060390
【公開(kāi)日】2014年8月27日 申請(qǐng)日期:2014年2月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月21日
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