專利名稱:提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制備技術(shù)領(lǐng)域,更確切的說,本發(fā)明涉及一種提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法、以及采用了該提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法的靜態(tài)隨機存儲器制造方法。
背景技術(shù):
靜態(tài)隨機存儲器(SRAM)作為半導(dǎo)體存儲器中的一類重要產(chǎn)品,在計算機、通信、 多媒體等高速數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。圖I所示的是一個90納米以下的通常的靜態(tài)隨機存儲器單元的版圖結(jié)構(gòu),包括有源區(qū)、多晶硅柵、和接觸孔這三個層次。圖中區(qū)域I所標(biāo)示出來的為控制管(Pass Gate),該器件為一 NMOS器件,區(qū)域2所標(biāo)示出來的為下拉管(Pull Down M0S),該器件同樣為一 NMOS器件,區(qū)域3所標(biāo)示出來的為上拉管(Pull Up M0S),該器件為一 PMOS器件。寫入冗余度(Write Margin)是衡量靜態(tài)隨機存儲器單元寫入性能的一個重要參數(shù),圖2是一個靜態(tài)隨機存儲器器件在寫入時的工作示意圖,圖中4為控制管,5為下拉管,6 為上拉管,假設(shè)節(jié)點7存儲數(shù)據(jù)為低電位(即存儲數(shù)據(jù)為“O”),相應(yīng)的,節(jié)點8存儲數(shù)據(jù)為高電位(即存儲數(shù)據(jù)為“I”)。現(xiàn)在以向節(jié)點7寫入高電位而節(jié)點8寫入低電位為例,在寫入動作前,位線9會被預(yù)充到高電位,位線10會被預(yù)充電到低電位,寫入動作開始時,字線 11打開,由于節(jié)點7初始存儲的數(shù)據(jù)為低電位,所以初始狀態(tài)時,上拉管6打開而下拉管5 關(guān)閉。由于上拉管6和控制管4都是打開的,所以節(jié)點8的電位不再是“1”,而是位于某一中間電位。該中間電位由上拉管6和控制管4的等效電阻所決定。為了完成寫入動作,節(jié)點8的中間電位必須小于一定數(shù)值,即控制管4和上拉管6的等效電阻的比例必須要小于一定數(shù)值,中間電位值越低,靜態(tài)隨機存儲器單元的寫入冗余度就越大。如果增大上拉管6 的等效電阻,就可以降低節(jié)點8的中間電位,從而增大靜態(tài)隨機存儲器單元的寫入冗余度。在現(xiàn)有的先進(jìn)工藝中(如45納米以下工藝代中),會采用多晶硅柵預(yù)注入工藝, 在多晶硅柵刻蝕工藝步驟前,對NMOS器件的柵極進(jìn)行五族元素的預(yù)注入,而對PMOS器件的柵極進(jìn)行三族元素的預(yù)注入。目的是降低柵電阻以及降低多晶硅柵耗盡問題。以達(dá)到調(diào)節(jié) CMOS器件閾值電壓(Vt)以及開啟電流(Ion)的目的。對于SRAM單元,通常工藝中會對控制管和下拉管這兩個NMOS器件進(jìn)行五族元素的預(yù)注入,即對圖I中區(qū)域I和區(qū)域2進(jìn)行五族元素的預(yù)注入,而對上拉管(PM0S器件)進(jìn)行三族元素的預(yù)注入,即對圖I中區(qū)域3進(jìn)行三族元素的預(yù)注入。但是,根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的靜態(tài)隨機存儲器制造方法所制造的靜態(tài)隨機存儲器的寫入冗余度并不是特別理想,所以,希望能夠提供一種可有效提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷,提供一種可有效提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法、以及采用了該提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法的靜態(tài)隨機存儲器制造方法。根據(jù)本發(fā)明的第一方面,提供了一種提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法,其包括在多晶硅柵刻蝕之前執(zhí)行多晶硅柵預(yù)注入步驟,其中在多晶硅柵預(yù)注入步驟中,對 (普通)NMOS器件以及靜態(tài)隨機存儲器中的NMOS器件的柵極進(jìn)行五族元素的預(yù)注入;對普通PMOS器件的柵極進(jìn)行三族元素的預(yù)注入,并且,在對PMOS多晶硅柵預(yù)注入步驟中,在產(chǎn)生PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版時,使得PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版可以覆蓋同為PMOS器件的靜態(tài)隨機存儲器的上拉管區(qū)域;隨后,利用所述PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版來對靜態(tài)隨機存儲器中的PMOS器件的柵極進(jìn)行三族元素的預(yù)注入。優(yōu)選地,在所述的提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法中,通過邏輯運算來產(chǎn)生PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版。優(yōu)選地,在所述的提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法中,在產(chǎn)生PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版時,使PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版包括覆蓋控制管區(qū)域的多晶硅柵的第一注入掩膜區(qū)域、覆蓋下拉管區(qū)域的多晶硅柵的第二注入掩膜區(qū)域、以及覆蓋上拉管區(qū)域的多晶硅柵的第一注入掩膜區(qū)域。優(yōu)選地,所述提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法用于45nm靜態(tài)隨機存儲器制備工藝中。根據(jù)本發(fā)明的第二方面,提供了一種一種靜態(tài)隨機存儲器制造方法,其采用了根據(jù)本發(fā)明的第一方面所述的提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法。本發(fā)明在靜態(tài)隨機存儲器制備工藝過程中,通過設(shè)計PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版來移除上拉管的多晶硅柵預(yù)注入工藝,降低了上拉管的多晶硅柵摻雜濃度,增大了上拉管的等效電阻,提高了隨機存儲器寫入冗余度。具體地說,本發(fā)明在產(chǎn)生PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版時,使得PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版可以覆蓋上拉管區(qū)域,在PMOS的多晶硅柵預(yù)注入工藝時,不再對上拉管區(qū)域進(jìn)行預(yù)注入(即不再對上拉管區(qū)域進(jìn)行多晶硅柵預(yù)注入),使得上拉管多晶硅柵的摻雜濃度降低,從而增大了多晶硅柵的寄生電阻以及多晶硅柵耗盡現(xiàn)象,導(dǎo)致上拉管的閾值電壓增加,開啟電流減小。從而增大了上拉管的等效電阻,在寫入過程中,降低了相應(yīng)節(jié)點的電位,從而提高了隨機存儲器的寫入冗余度。
結(jié)合附圖,并通過參考下面的詳細(xì)描述,將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征,其中圖I示出了通常的靜態(tài)隨機存儲器單元的版圖結(jié)構(gòu)。圖2示出了靜態(tài)隨機存儲器單元的電路結(jié)構(gòu)。圖3示出了采用了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法的靜態(tài)隨機存儲器單元的版圖結(jié)構(gòu)。需要說明的是,附圖用于說明本發(fā)明,而非限制本發(fā)明。注意,表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且,附圖中,相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂,下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)描述。隨著工藝代的進(jìn)步,特別是在45納米以下工藝代中,會采用多晶硅柵預(yù)注入工藝,在多晶硅柵刻蝕工藝步驟前,對NMOS器件的柵極進(jìn)行五族元素的預(yù)注入,而對PMOS器件的柵極進(jìn)行三族元素的預(yù)注入。這種預(yù)注入的目的是降低柵電阻以及降低多晶硅柵耗盡問題,以達(dá)到調(diào)節(jié)CMOS器件閾值電壓以及開啟電流的目的。對于靜態(tài)隨機存儲器單元,通常工藝中會對控制管和下拉管這兩個NMOS器件進(jìn)行五族元素的預(yù)注入,即對圖I中區(qū)域I和區(qū)域2進(jìn)行五族元素的預(yù)注入,而對上拉管 (PM0S器件)進(jìn)行三族元素的預(yù)注入,即對圖I中區(qū)域3 (上拉管區(qū)域)進(jìn)行三族元素的預(yù)注入。圖3示出了采用了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法的靜態(tài)隨機存儲器單元的版圖結(jié)構(gòu)。在根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法中,在多晶硅柵刻蝕之前執(zhí)行多晶硅柵預(yù)注入步驟,并且在多晶硅柵預(yù)注入步驟中,對NMOS器件(普通NMOS器件)以及靜態(tài)隨機存儲器中的NMOS器件的柵極進(jìn)行五族元素的預(yù)注入,對普通 PMOS器件的柵極進(jìn)行三族元素的預(yù)注入,而不對靜態(tài)隨機存儲器中的上拉管區(qū)域進(jìn)行預(yù)注入。并且,在根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法中,在多晶硅柵預(yù)注入步驟中,可例如通過邏輯運算,在產(chǎn)生PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版時,使得PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版可以覆蓋同為PMOS器件的上拉管區(qū)域。隨后,利用如此產(chǎn)生的PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版來對靜態(tài)隨機存儲器中的PMOS器件的柵極進(jìn)行三族元素的預(yù)注入。更具體地說,例如,如圖3所示,在產(chǎn)生PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版時,使PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版包括覆蓋控制管區(qū)域I的多晶硅柵的第一注入掩膜區(qū)域11、覆蓋下拉管區(qū)域2的多晶硅柵的第二注入掩膜區(qū)域21、以及覆蓋上拉管區(qū)域3的多晶硅柵的第一注入掩膜區(qū)域31。這樣,在利用PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版對靜態(tài)隨機存儲器中的PMOS的多晶硅柵預(yù)注入工藝時,不再對上拉管區(qū)域進(jìn)行預(yù)注入(即不再對圖I中區(qū)域3進(jìn)行多晶硅柵預(yù)注入),使得上拉管多晶硅柵的摻雜濃度降低,從而增大了多晶硅柵的寄生電阻以及多晶硅柵耗盡現(xiàn)象,導(dǎo)致上拉管的閾值電壓增加,開啟電流減小。從而增大了上拉管的等效電阻。 這樣,在寫入過程中,降低了節(jié)點8的電位,從而提高了隨機存儲器的寫入冗余度。具體地說,再次參考圖2,同樣以向節(jié)點7寫入高電位而節(jié)點8寫入低電位為例,在寫入動作前,位線9會被預(yù)充到高電位,位線10會被預(yù)充電到低電位,寫入動作開始時,字線11打開,由于節(jié)點7初始存儲的數(shù)據(jù)為低電位,所以初始狀態(tài)時,上拉管6打開而下拉管 5關(guān)閉。由于上拉管6和控制管4都是打開的,所以節(jié)點8的電位不再是“1”,而是位于某一中間電位。該中間電位由上拉管6和控制管4的等效電阻所決定。為了完成寫入動作, 節(jié)點8的中間電位必須小于一定數(shù)值,即控制管4和上拉管6的等效電阻的比例必須要小于一定數(shù)值,中間電位值越低,靜態(tài)隨機存儲器單元的寫入冗余度就越大。根據(jù)本發(fā)明上述優(yōu)選實施例,在利用PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版對靜態(tài)隨機存儲器中的PMOS的多晶硅柵預(yù)注入工藝時,不再對上拉管區(qū)域進(jìn)行預(yù)注入,使得上拉管多晶硅柵的摻雜濃度降低,從而增大上拉管6的等效電阻,由此降低節(jié)點8的中間電位,從而增大靜態(tài)隨機存儲器單元的寫入冗余度。在具體應(yīng)用實施中,例如,根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的上述提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法可應(yīng)用在45nm靜態(tài)隨機存儲器制備工藝中,以提高其寫入冗余度。此外,根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例,本發(fā)明還提供了一種采用了上述提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法的靜態(tài)隨機存儲器制造方法。總體上來說,根據(jù)本發(fā)明的提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法以及采用了該提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法的靜態(tài)隨機存儲器制造方法至少還具有如下技術(shù)效果I.不增加現(xiàn)有工藝步驟。2.通過邏輯運算,在產(chǎn)生PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版時,使得光刻版可以覆蓋上拉管區(qū)域,從而實現(xiàn)移除上拉管多晶硅預(yù)注入。3.上拉管多晶硅柵的摻雜濃度降低,從而增大了多晶硅柵的寄生電阻以及多晶硅柵耗盡現(xiàn)象,導(dǎo)致上拉管的閾值電壓增加,開啟電流減小,從而增大了上拉管的等效電阻。4.在寫入過程中,降低了節(jié)點8的電位,從而提高了隨機存儲器的寫入冗余度??梢岳斫獾氖?,雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上,然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言,在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下, 都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾,或修改為等同變化的等效實施例。因此,凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容,依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法,其特征在于包括在多晶硅柵刻蝕之前執(zhí)行多晶硅柵預(yù)注入步驟,其中在多晶硅柵預(yù)注入步驟中,對NMOS器件以及靜態(tài)隨機存儲器中的NMOS器件的柵極進(jìn)行五族元素的預(yù)注入,對PMOS器件的柵極進(jìn)行三族元素的預(yù)注入,而不對靜態(tài)隨機存儲器中的上拉管區(qū)域進(jìn)行三族元素的預(yù)注入;并且,在多晶硅柵預(yù)注入步驟中,在產(chǎn)生PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版時,使得PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版可以覆蓋作為PMOS器件的上拉管區(qū)域;隨后,利用所述PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版來對靜態(tài)隨機存儲器中的PMOS器件的柵極進(jìn)行三族元素的預(yù)注入。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法,其特征在于,其中通過邏輯運算來產(chǎn)生PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法,其特征在于,在產(chǎn)生PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版時,使PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版包括覆蓋控制管區(qū)域的多晶硅柵的第一注入掩膜區(qū)域、覆蓋下拉管區(qū)域的多晶硅柵的第二注入掩膜區(qū)域、以及覆蓋上拉管區(qū)域的多晶硅柵的第一注入掩膜區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法,其特征在于,所述提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法用于45nm靜態(tài)隨機存儲器制備工藝中。
5.一種靜態(tài)隨機存儲器制造方法,其特征在于采用了根據(jù)權(quán)利要求I至4之一所述的提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法。根據(jù)本發(fā)明的提高靜態(tài)隨機存儲器寫入冗余度的方法包括在多晶硅柵刻蝕之前執(zhí)行多晶硅柵預(yù)注入步驟,其中在多晶硅柵預(yù)注入步驟中,對普通NMOS器件以及靜態(tài)隨機存儲器中的NMOS器件的柵極進(jìn)行五族元素的預(yù)注入,對普通PMOS器件的柵極進(jìn)行三族元素的預(yù)注入,而不對靜態(tài)隨機存儲器中的上拉管區(qū)域進(jìn)行三族元素的預(yù)注入;并且,在多晶硅柵預(yù)注入步驟中,在產(chǎn)生PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版時,使得PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版可以覆蓋作為PMOS器件的上拉管區(qū)域;隨后,利用所述PMOS多晶硅柵預(yù)注入光刻版來對靜態(tài)隨機存儲器中的PMOS器件的柵極進(jìn)行三族元素的預(yù)注入。
文檔編號H01L21/8244GK102610574SQ201210093940
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月31日
發(fā)明者俞柳江 申請人:上海華力微電子有限公司