用于垂直半导体器件的精度提高的器件体系结构和方法_2

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器件微调部分,微调部分111和 微调部分112。元件组110具有栅极端子119、漏极端子122以及源极端子123。在使用中, 电压VDS被施加在漏极端子与源极端子之间而电压Ves被施加在栅极端子与源极端子之间。
[0046] 微调部分111包括器件113,其漏极电极连接至漏极端子122而其源极电极连接至 源极端子123。器件113的栅极电极通过隔离熔线120连接至栅极端子119。器件113的 栅极电极还通过与激活熔线117串联的下拉电阻器115连接至源极端子123。器件113展 现阈值电压Vt2。
[0047] 微调部分112包括器件114,其中其漏极电极连接至漏极端子122而其源极电极连 接至源极端子123。器件114的栅极电极通过串联连接的隔离熔线121和隔离熔线120连 接至栅极端子119。器件114的栅极电极还通过与激活熔线118串联的下拉电阻器116连 接至源极端子123。器件114展现阈值电压Vt3。元件组110具有Vt2或Vt3的可选择的阈值 电压。
[0048] 参照图1C,示例的复合VDM0S器件130包括n个互相连接的VDM0S器件部分,包括 不可微调部分131和微调部分132和133。存在互相连接在微调部分132与微调部分133 之间的(n-3)个微调部分。复合器件130具有栅极端子143、漏极端子147以及源极端子 148。包括隔离熔线145和146的n个隔离熔线的集合与栅极端子143串联连接。在使用 中,电压VDS被施加在漏极端子与源极端子之间并且电压Ves被施加在栅极端子与源极端子 之间。
[0049] 不可微调部分131包括器件134,其中其漏极电极连接至漏极端子147而其源极电 极连接至源极端子148。器件134的栅极电极连接至栅极端子143。器件134展现阈值电 压Vtl。
[0050] 微调部分132包括器件135,其中其漏极电极连接至漏极端子147而其源极电极 连接至源极端子148。器件135的栅极电极通过隔离熔线145连接至栅极端子143。器件 135的栅极电极还通过与激活熔线141串联的下拉电阻器138连接至源极端子148。可替 换地,激活熔线141可以被放置在下拉电阻器138与器件135的栅极之间,以便减小与下拉 电阻器相关联的任何寄生电阻。器件135展现阈值电压Vt2。
[0051] 微调部分133包括器件136,其中其漏极电极连接至漏极端子147而其源极电极 连接至源极端子148。器件136的栅极电极通过隔离熔线145、隔离熔线146以及隔离熔线 146与隔离熔线145之间串联连接的所有中间隔离熔线连接至栅极端子143。器件136的 栅极电极还通过与激活熔线142串联的下拉电阻器139连接至源极端子148。器件136展 现阈值电压Vtn。
[0052] 在复合器件130中的微调部分132与133之间存在与微调部分132和133类似地 互相连接至栅极端子143、漏极端子147和源极端子148的(n-3)个中间微调部分。为了微 调目的,一个或多个微调部分可以具有相同的阈值电压。示例复合器件130具有在Vtn与Vtl 之间的阈值电压范围中的可选择的阈值电压,其中Vtn〈Vt2〈Vtl。
[0053] 当激活熔线被连接,例如如在激活熔线142中,通过下拉电阻器139和激活熔线 142形成分路,其中电流从栅极端子流动至源极端子。由于该分路,不充足的电流通过器件 136从栅极端子流动至源极端子,以便使器件136传导。
[0054] 微调部分在其对应的激活熔线被"熔断"时"激活"。在微调部分与栅极端子143 之间的至少一个隔离熔线被"熔断"时,微调部分与元件组电"隔离"。在图1C的实施例中, 没有微调部分被"隔离"并且没有微调部分被"激活"。在大量附加实施例中,存在通过熔断 隔离和激活熔线而可选择的复合器件130的大量不同配置。
[0055] 参照图1D,提供了微调部分的隔离和激活的另外的示例。在图1D中,元件组150包 括n个互相连接的VDM0S器件部分,包括不可微调部分151以及微调部分152、153和154。 每个微调部分包括VDM0S器件,其具有栅极电极、源极电极和漏极电极。在微调部分153与 154之间存在(n-4)个微调部分155。元件组150具有栅极端子156、漏极端子157和源极 端子158。在使用中,电压VDS被施加在漏极端子与源极端子之间而电压Ves被施加在栅极 端子与源极端子之间。
[0056] 包括隔离熔线172、173和174的n个隔离熔线的集合串联连接至栅极端子156。 隔离熔线173和174被熔断,从而将栅极端子156与微调部分153和微调部分154断开连 接。熔断隔离熔线173还导致也与栅极端子断开连接的微调部分155的级联隔离。微调部 分153、154和155因此与栅极端子电隔离并且由于Ves和VDS而不汲取任何电流,并且不会 对元件组150的操作做出贡献。
[0057] n个激活熔线的集合包括将每个微调部分中的栅极电极通过下拉电阻器连接至源 极端子的激活熔线162、163和164。激活熔线162被熔断。激活熔线163和164被连接。 由于激活熔线162被熔断,微调部分152的器件可以将电流从漏极端子传导至源极端子。由 此,微调部分151和152根据漏源电压VDS并且如由栅源电压Ves控制的那样有效地传导电 流。元件组150的阈值电压是部分151和152的最小阈值电压。
[0058] 参照图2,用于微调元件组至特定阈值电压的示例过程200如下。在步骤202,选择 目标阈值电压。在步骤204,取决于特定应用,使用标准线性Vt测量,或饱和Vt测量或基于 面积加权的漏电流规格的Vt测量,来测量复合器件的阈值电压。可以使用复合器件的阈值 电压的测量,或使用在半导体制造工艺中通常找到的各个测试器件的测量来确定每个具有 不同阈值电压的元件组的阈值电压。在步骤206,基于从步骤204测量的阈值电压,计算要 去除的微调部分的数目以实现目标阈值电压。在步骤208,从仍然活跃的元件组中最右侧的 隔离熔线开始,微调部分的隔离熔线从右至左熔断,直到所计算的数目的微调部分被去除。 例如在图1D中,从隔离熔线174开始熔断并且以隔离熔线173结束。从右至左熔断隔离熔 线将器件的总的复合阈值电压增加至接近目标阈值电压的阈值电压。
[0059] 在步骤210,测量复合器件的微调的阈值电压。在步骤212,如果所微调的阈值电 压仍然低于目标阈值电压,则从步骤206开始重复该过程,直到获得目标阈值电压。
[0060] 在步骤212,如果在预先限定容差范围内所微调的阈值电压大于目标阈值电压,或 者等于目标阈值电压,则过程进行至步骤218,其中元件组中的每个剩余的微调部分(至最 后熔断的隔离熔线的左侧的每个微调部分)通过熔断其对应的激活熔线来永久地使能。例 如,在图1D中,由于隔离熔线173是最后熔断的隔离熔线,激活熔线162被熔断。
[0061 ] 参照图3A,复合VDM0S器件300包括m个器件微调部分的集合,其包括彼此并联连 接并且连接至主器件301的器件微调部分332、334和336。主器件301的栅极电极连接至 栅极端子322,主器件301的漏极电极连接至漏极端子338,以及主器件301的源极电极连 接至源极端子340。
[0062] 器件微调部分332通过隔离熔线324并联连接至主器件301。(m-3)个器件微调部 分335的附加集合连接在器件微调部分334与器件微调部分336之间。包括隔离熔线324、 326和330的m个隔离熔线的集合串联连接至栅极端子322。电压VDS被施加在漏极端子与 源极端子之间并且电压Ves被施加在栅极端子与源极端子之间。
[0063] 微调部分332包括器件302,其中其漏极电极连接至漏极端子338而其源极电极 连接至源极端子340。器件302的栅极电极通过隔离熔线324连接至栅极端子322。器件 302的栅极电极还通过与激活熔线314串联的下拉电阻器308连接至源极端子340。
[0064] 微调部分334包括器件304,其中其漏极电极连接至漏极端子338而其源极电极连 接至源极端子340。器件304的栅极电极通过隔离熔线326和隔离熔线324连接至栅极端 子322。器件304的栅极电极还通过与激活熔线316串联的下拉电阻器310连接至源极端 子 340。
[0065] 微调部分336包括器件306,其中其漏极电极连接至漏极端子338而其源极电极连 接至源极端子340。器件306的栅极电极通过隔离熔线330、隔离熔线326、隔离熔线324以 及所有串联连接在隔离熔线330与隔离熔线326之间的中间隔离熔线连接至栅极端子322。 器件306的栅极电极还通过与激活熔线318串联的下拉电阻器312连接至源极端子340。
[0066] 在元件组300中的微调部分334与336之间存在与微调部分332、334和336类似 地互相连接至栅极端子322、漏极端子338以及源极端子340的(m-3)个中间微调部分。
[0067] 参照图3B,用于复合器件300的示例性器件布局具有传导面积Atotal,其在主器件 301的传导面积A。与器件微调部分332、334、335以及336的集合的传导面积A&im之和之间 被除。具有传导面积A。的主器件对于复合器件的传导性贡献面积比。具有传导 面积单个器件微调部分对于复合器件的传导性以及对于复合器件的对应的导通电 阻贡献面积比F&in=A trim /Atotal0
[0068] 在复合器件300的实施例中,在没有电隔离微调部分的情况下,复合器件300具有 小于所期望导通电阻的导通电阻。在复合器件300的另一实施例中,在没有电隔离微调部 分的情况下,复合器件300具有大于所期望电流携载能力的电流携载能力。在附加的实施 例中,通过电隔离微调部分的子集,复合器件300的导通电阻在所期望容差范围内是可选 择的。在另一实施例中,通过电隔离微调部分的子集,复合器件300的电流携载能力在所期 望容差范围内是可选择的。
[0069] 参照图4,用于微调复合器件300至目标导通电阻的示例过程400描述如下。在 步骤402,选择目标导通电阻Rta_,其中Rta_大于未微调的复合VDM0S器件的导通电 阻。在步骤404,测量未微调的复合VDM0S器件的导通电阻。在优选实施例中,在复合 VDM0S器件的线性区域中执行导通电阻的测量。用于测量导通电阻的示例条件是当Vgs 被设定为10V并且当Vds被设定为0.IV时测量Id (漏极电流);随后将导通电阻计算为 廳
[0070] 在步骤406,基于从步骤404测量的导通电阻
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