专利名称：一种金属电容耦合otp器件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体集成电路中一次性编程器件(OTP, One-Time-Programmable)的设计与制造技术，特别涉及一种金属电容耦合 OTP器件。
背景技术：
目前的OTP基本上采用的是类似EEPROM的结构或用EEPROM代替等 方法来实现，其缺点是由于EEPROM复杂的工艺要求和专有的模块工艺， 所以很难嵌入普通的逻辑和高压工艺中；也有利用单层多晶硅来做OTP器 件的工艺，但由于OTP器件编程时需要用到高压，因此大多都需要追加一 些特殊的工艺，从而增加工艺的复杂度、并在器件可靠性方面出现问题。 如图1所示，为一种典型的传统单层多晶硅栅OTP结构，包括存储器晶体管 (有源区)、多晶硅栅、晶体管电容，其中1、有源区，2、多晶硅栅，3、 存储器晶体管，4、晶体管电容区。由此可见，晶体管电容作为对浮栅的控 制端，对OTP的读写编程等起到关键作用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种金属电容耦合OTP器件及其制造 方法，改变传统的版图设计，利用现有工艺即达到嵌入式OTP的成功运用。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种金属电容耦合OTP器件，除包 括常规的存储器晶体管、多晶硅栅外，利用金属-绝缘体-金属(MIM， metal-insulator-metal)电容代替常规OTP结构中的晶体管电容，该MIM电容的下极板与多晶硅栅通过接触孔相连，作为存储器晶体管的浮栅；MIM 电容的上电极作为浮栅的控制端。
为解决上述技术问题，本发明还提出了一种制造上述器件的方法，即
使用MIM电容与存储器晶体管相结合，且用多晶硅栅通过接触孔与MIM电 容的下极板相连，作为存储器晶体管的浮栅；MIM电容的上电极作为浮栅 的控制端。
本发明由于利用现有工艺中MIM电容，通过版图设计与低压逻辑晶 体管共同构成OTP器件，并且本发明可完全保持现有MIM工艺不变，不 用追加任何额外工艺的条件下，实现结构简单、编程效果良好、可靠性高 的嵌入式OTP器件。
图1是一种传统的单层多晶硅栅OTP设计结构示意图； 图2是本发明的一个具体实施例的OTP设计结构示意附图标记
1、有源区，2、多晶硅栅，3、存储器晶体管，4、晶体管电容区； 5、有源区，6、接触孔，7、金属#1， 8、金属#2， 9、多晶硅栅，10、 存储器晶体管，11、 M服电容区。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。 如前所述，图1中是一种传统的单层多晶硅栅0TP结构，其中晶体管电 容作为对浮栅的控制端，对OTP的读写编程等起到关键作用。本发明设计 思路是，利用M服电容代替常规OTP结构中的晶体管电容。
实施例
图2是本发明的一个具体实施例的OTP设计结构示意图，其中5、有
源区，6、接触孔，7、金属弁l， 8、金属弁2， 9、多晶硅栅，10、存储器晶 体管，11、 MIM电容区。在该实施例中，用MIM电容代替常规OTP结构中的 晶体管电容，MIM的下电极(金属#1)通过接触孔与多晶硅栅一起作为浮 栅控制晶体管的沟道，用MIM的上电极(金属#2)，取代常规的MOS的有源 区，作为浮栅的控制端。必须强调指出，制作该结构的OTP的工艺可完全 保持现有MIM工艺流程不变，且不用追加任何额外工艺，即使用M服电容 与存储器晶体管相结合，且用多晶硅栅通过接触孔与MIM电容的下极板相 连，作为存储器晶体管的浮栅；M腸电容的上电极作为浮栅的控制端。
该实施例可实现结构简单、不需要特别制作OTP编程所需的高压结、 编程效果良好、可靠性高的嵌入式OTP器件。
综上所述，本发明由于利用现有工艺中的MIM电容，通过改变版图 设计与低压逻辑晶体管共同构成OTP器件，从而达到嵌入式OTP的成功 运用。与传统的OTP相比，本发明的OTP结构具有以下效果和优点保 持现有MIM工艺不变，不用追加任何额外工艺，工艺简单，开发成本低； 不需要特别制作OTP编程所需的高压结，存储器器件的有源区不经受高 压；OTP编程效果好，可靠性良好。
权利要求
1、一种金属电容耦合OTP器件，包括存储器晶体管、多晶硅栅，其特征在于，还包括MIM电容，且所述多晶硅栅通过接触孔与所述MIM电容的下极板相连，作为所述存储器晶体管的浮栅；所述MIM电容的上电极作为所述浮栅的控制端。
2、 一种制造权利要求l的器件的方法，其特征在于，使用MIM电容与 所述存储器晶体管相结合，且用所述多晶硅栅通过接触孔与所述MIM电容 的下极板相连，作为所述存储器晶体管的浮栅；所述M服电容的上电极作 为所述浮栅的控制端。
全文摘要
本发明公开了一种金属电容耦合OTP器件及其制造方法，该器件除包括常规的存储器晶体管(10)、多晶硅栅(9)外，利用MIM电容(11)代替常规OTP结构中的晶体管电容，该MIM电容的下极板(7)与多晶硅栅通过接触孔(6)相连，作为存储器晶体管的浮栅；MIM电容的上电极(8)取代常规的MOS的有源区，作为浮栅的控制端。本发明由于利用现有工艺中MIM电容，通过版图设计与低压逻辑晶体管共同构成OTP器件，并且本发明可完全保持现有MIM工艺不变，不用追加任何额外工艺的条件下，实现结构简单、编程效果良好、可靠性高的嵌入式OTP器件。
文档编号H01L27/06GK101197370SQ200610119190
公开日2008年6月11日 申请日期2006年12月6日 优先权日2006年12月6日
发明者徐向明, 龚顺强 申请人:上海华虹Nec电子有限公司