Otp器件的結構和制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導體集成電路制造領域，特別是涉及0TP器件的結構及其制作方 法。
【背景技術】
[0002] OTP(OneTimeProgramming，一次可編程）器件是一種存儲器件，它是相對于多次 性編程而言的，其編程過程是不可逆的活動，它適合程序固定不變的應用場合，因成本較低 而得到廣泛的應用。
[0003] 如圖 1 所不，現(xiàn)有的 0TP器件由 2 個PMOS(positivechannelMetalOxide Semiconductor，P溝道金屬氧化物半導體場效應）晶體管構成，其中，SG(SelectGate，選 擇柵）是Salicide(自對準多晶娃化物）的，F(xiàn)G(FloatingGate，浮柵）是non-salicide(非 自對準多晶硅化物）的。其工作原理是利用熱空穴產生的熱電子注入對器件進行編程： 電子存儲在FG中，從而引起閾值電壓的移動。在0. 18ym工藝上，F(xiàn)G需要SAB(Salicide block，娃化阻擋層）保護起來。由于OTP區(qū)域pitchsize(間距尺寸）小，F(xiàn)G上SAB最小 spacer(側墻）僅為0? 28ym(0TP以外區(qū)域SAB最小spacer為0? 42ym)，因此需要用DUV 光刻機進行光刻，價格昂貴。

【發(fā)明內容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術問題之一是提供一種0TP器件的制作方法，它可以擴大SAB 光刻工藝的窗口，并可以降低制作的成本。
[0005] 為解決上述技術問題，本發(fā)明的0TP器件的制作方法，步驟包括：
[0006] 1)用常規(guī)工藝在襯底上形成阱、源、漏、淺溝槽隔離、柵氧、選擇柵、浮柵、柵極多晶 硅和側墻；
[0007] 2)淀積等離子增強-四乙氧基硅烷膜，通過光刻和刻蝕把硅化阻擋層以外區(qū)域的 等離子增強-四乙氧基硅烷膜刻蝕掉；
[0008] 3)進行鈷化金屬工藝，在硅露出區(qū)域形成鈷化金屬；
[0009] 4)再次淀積等離子增強-四乙氧基硅烷膜，形成浮柵數(shù)據(jù)存儲保護膜；
[0010] 5)淀積層間介質膜，化學機械研磨，光刻和刻蝕形成接觸孔。
[0011] 步驟2)的刻蝕分兩步進行：先干法刻蝕，將等離子增強-四乙氧基硅烷膜的厚度 刻蝕至180±80A;再濕法刻蝕，把剩余的等離子增強-四乙氧基硅烷膜完全刻蝕掉。
[0012] 步驟3)，鈷化金屬工藝方法為：淀積金屬鈷，進行第一次快速燈退火，用濕法去除 未反應的鈷，再進行第二次快速燈退火。其中，第一次快速燈退火是在510°C溫度下，在氮氣 氛圍中退火30秒；第二次快速燈退火是在866°C溫度下，在氮氣氛圍中退火30秒。
[0013] 本發(fā)明要解決的技術問題之二是提供按照上述方法制作的0TP器件的結構，其由 兩個PM0S晶體管串聯(lián)構成，其中一個PM0S晶體管是選擇柵，另一個PM0S晶體管是浮柵。
[0014] 所述選擇柵和浮柵，以及選擇柵和浮柵之間的源漏區(qū)，均為自對準多晶硅化物。
[0015] 所述選擇柵和浮柵上覆蓋有數(shù)據(jù)存儲保護膜，例如等離子增強-四乙氧基硅烷 膜。
[0016] 本發(fā)明通過對FG和SG都采用salicide工藝，使SAB最小spacer從0.28ym擴 大到了 0. 42ym，如此不僅擴大了SAB光刻工藝的窗口，而且由于可以使用I-line光刻機進 行光刻，從而還降低了成本。
【附圖說明】
[0017] 圖1是現(xiàn)有的OTP器件的結構示意圖。
[0018] 圖2?圖6是本發(fā)明的OTP器件的制作工藝流程示意圖。
[0019] 圖7是本發(fā)明的OTP器件的單元截面結構圖。
[0020] 圖中附圖標記說明如下：
[0021] 1:P型襯底
[0022] 2:N阱
[0023] 3:鈷化金屬
[0024] 4:柵氧
[0025] 5:側墻
[0026] 6 :PE-TEOS(等離子增強-四乙氧基硅烷）膜
[0027] 7:接觸孔
[0028] 8 :層間介質膜（ILD)
[0029] 9:淺溝槽隔離（STI)
[0030]S:源
[0031] D、D' ：漏
[0032]SG:選擇柵
[0033]FG:浮柵
[0034]HR:柵極多晶硅
【具體實施方式】
[0035] 為對本發(fā)明的技術內容、特點與功效有更具體的了解，現(xiàn)結合附圖，詳述如下：
[0036] 本發(fā)明的OTP器件的制備方法，具體包括以下工藝步驟：
[0037] 步驟1，如圖2所示，用常規(guī)工藝在P型襯底1上形成N阱2、源S、漏D、漏D'、淺溝 槽隔離9、柵氧4、選擇柵SG、浮柵FG、柵極多晶硅HR、側墻5。
[0038] 步驟2,如圖3所示，淀積PE-TEOS膜6,通過I-line光刻和刻蝕把SAB以外區(qū)域 的卩￡-1￡05膜6刻掉。548刻蝕分兩步：先用干法刻蝕，直到？￡-1￡05殘膜厚度180±80,4; 再用濕法刻蝕，把剩余的殘膜刻干凈，并保持30 %的過刻量。
[0039] 步驟3,如圖4所示，進行鈷化金屬（Co-salicide)工藝：首先淀積75ACo,接著進 行第一次快速燈退火（510°C，在氮氣氛圍中退火30秒），用濕法去除沒有反應的Co,然后進 行第二次快速燈退火（866°C，在氮氣氛圍中退火30秒），在硅露出區(qū)域形成鈷化金屬3。
[0040]步驟4,如圖5所示，再次淀積PE-TE0S膜6,形成FG數(shù)據(jù)存儲保護膜。
[0041] 步驟5,如圖6所示，淀積層間介質膜8,經過化學機械研磨工藝后，光刻和刻蝕形 成接觸孔7。后續(xù)按照常規(guī)工藝完成OTP器件的制作。最后形成的OTP器件的單元（cell) 截面結構如圖7所示。
[0042]FG和SG都采用salicide工藝之后，SAB最小spacer從0?28ym擴大到0?42ym，不僅擴大了SAB光刻工藝的窗口，而且還可以用I-line光刻機進行光刻，相比較DUV，成本 更低。如果0TP區(qū)域以外沒有SAB層次，可以把SAB刪除。
【主權項】
1. OTP器件的制作方法，其特征在于，步驟包括： 1) 用常規(guī)工藝在襯底上形成阱、源、漏、淺溝槽隔離、柵氧、選擇柵、浮柵、柵極多晶硅和 側墻； 2) 淀積等離子增強-四乙氧基硅烷膜，通過光刻和刻蝕把硅化阻擋層以外區(qū)域的等離 子增強-四乙氧基硅烷膜刻蝕掉； 3) 進行鈷化金屬工藝，在硅露出區(qū)域形成鈷化金屬； 4) 再次淀積等離子增強-四乙氧基硅烷膜，形成浮柵數(shù)據(jù)存儲保護膜； 5) 淀積層間介質膜，化學機械研磨，光刻和刻蝕形成接觸孔。
2. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟2)的刻蝕分兩步進行：先干法刻蝕， 將等離子增強-四乙氧基硅烷膜的厚度刻蝕至180±80 A;再濕法刻蝕，把剩余的等離子增 強-四乙氧基硅烷膜完全刻蝕掉。
3. 根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟3)，鈷化金屬工藝方法為：淀積金屬 鈷，進行第一次快速燈退火，用濕法去除未反應的鈷，再進行第二次快速燈退火。
4. 根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，第一次快速燈退火是在510°C溫度下，在 氮氣氛圍中退火30秒；第二次快速燈退火是在866°C溫度下，在氮氣氛圍中退火30秒。
5. 用權利要求1至4任何一項所述方法制作的OTP器件的結構，其特征在于，由兩個 PMOS晶體管串聯(lián)構成，其中一個PMOS晶體管為選擇柵，另一個PMOS晶體管為浮柵。
6. 根據(jù)權利要求5所述的OTP器件的結構，其特征在于，所述選擇柵和浮柵為自對準多 晶硅化物。
7. 根據(jù)權利要求5所述的OTP器件的結構，其特征在于，所述選擇柵和浮柵之間的源漏 區(qū)為自對準多晶硅化物。
8. 根據(jù)權利要求5所述的OTP器件的結構，其特征在于，所述選擇柵和浮柵上覆蓋有等 離子增強-四乙氧基硅烷膜。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種OTP器件的制作方法，步驟包括：1)用常規(guī)工藝在襯底上形成阱、源、漏、淺溝槽隔離、柵氧、選擇柵、浮柵、柵極多晶硅、側墻；2)淀積等離子增強-四乙氧基硅烷膜，通過光刻和刻蝕把硅化阻擋層以外區(qū)域的等離子增強-四乙氧基硅烷膜刻掉；3)進行鈷化金屬工藝，在硅露出區(qū)域形成鈷化金屬；4)再次淀積等離子增強-四乙氧基硅烷膜，形成浮柵數(shù)據(jù)存儲保護膜；5)淀積層間介質膜，化學機械研磨，光刻和刻蝕形成接觸孔。本發(fā)明還公開了用上述方法制作的OTP器件的結構。發(fā)明通過對浮柵和選擇柵都采用自對準多晶硅化物工藝，擴大了硅化阻擋層光刻工藝的窗口，同時降低了成本。
【IPC分類】H01L21-8247, H01L21-28
【公開號】CN104538362
【申請?zhí)枴緾N201410842288
【發(fā)明人】王樂平, 徐俊杰
【申請人】上海華虹宏力半導體制造有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年12月29日