[发明专利]一种提高静态随机储存器读出冗余度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制备技术领域，尤其涉及一种提高静态随机储存器读出冗余度的方法。

背景技术

静态随机存储器（Static Random Access Memory，简称SRAM）作为半导体存储器中的一类重要产品，在计算机、通信、多媒体等高速数据交换系统中得到了广泛的应用。如图1所示的是一个90纳米以下的通常的SRAM单元的版图结构，包括有源区、多晶硅栅、和接触孔这三个层次。图中区域21所标示出来的为控制管（Pass Gate），该区域为一NMOS区域，区域22所标示出来的为下拉管（Pull Down MOS），该区域同样为一NMOS区域，区域23所标示出来的为上拉管（Pull Up MOS），该区域为一PMOS区域。

读出冗余度是衡量SRAM单元读出性能的一个重要参数，如图2所示，是一个SRAM区域在读取时的工作示意图，图中4为控制管，5为下拉管，6为上拉管，假设节点7存储数据为高电位（即存储数据为“1”），而相应的，节点8存储数据为低电位（即存储数据为“0”），在读取动作前，位线9和位线10会被预充电到高电位，读取动作开始时，字线11打开，由于节点7存储的数据为高电位，所以位线9上的电压保持不变，而由于节点8存储的数据为低电位，位线10上的电压会被向下拉，通过感知位线9和位线10上的电压差来完成SRAM单元的读动作。在读出过程中有一个必须保证的条件，就是不能改变SRAM单元中原先存储的数据。当字线11打开后，位线10上的电压被下拉的同时，节点8的电位也会同时被拉升到一个中间电位，即不再保持“0”，中间电位的大小是由下拉管和控制管的比例所决定的，即可理解为下拉管和控制管的等效电阻的比例所决定的。为了不改变SRAM单元中原先存储的数据，节点8的中间电位被要求必须小于一定数值，即下拉管和控制管的等效电阻的比例必须小于一定值。这就是SRAM读出动作时读出冗余度的要求。增大控制管的等效电阻，可以降低节点8的中间电位，从而增加SRAM单元的读出冗余度。

随着工艺代的进步，特别是在45纳米以下工艺代中，会采用多晶硅栅预注入工艺，在多晶硅栅刻蚀工艺步骤前，对NMOS区域的栅极进行五族元素的预注入，而对PMOS区域的栅极进行三族元素的预注入。目的是降低栅电阻以及降低多晶硅栅耗尽问题。以达到调节CMOS区域阈值电压（Vt）以及开启电流（Ion）的目的。对于SRAM单元，通常工艺中会对控制管和下拉管这两个NMOS区域进行五族元素的预注入，如图1所示中区域21和区域22进行五族元素的预注入，而对区域23的上拉管（PMOS区域）进行三族元素的预注入。这样，通常工艺中，控制管的多晶硅栅掺杂浓度升高，从而减小了多晶硅栅的寄生电阻以及多晶硅栅耗尽现象，使得控制管阈值电压降低，开启电流增大，从而减小了控制管的等效电阻，发生随机存储器的读出性能不高的问题。

发明内容

发明公开了一种提高静态随机储存器读出冗余度的方法。用以解决现有技术中，在45纳米以下的SRAM单元的版图结构工艺中，对NMOS区域的栅极进行五族元素的预注入，而对PMOS区域的栅极进行三族元素的预注入，从而发生随机存储器的读出性能不高的问题。

为实现上述目的，发明采用的技术方案是：

一种提高静态随机储存器读出冗余度的方法，其中，包括以下工艺步骤：

步骤一，在版图上生成NMOS多晶硅栅预注入光刻板，并使SRAM版图中控制管和下拉管区域未被所述光刻板覆盖；

步骤二，对NMOS区域中未被光刻板覆盖的控制管和下拉管区域进行第五族元素的注入； 

步骤三，在版图上生成PMOS多晶硅栅预注入光刻板，并使SRAM版图中控制管和上拉管区域未被所述光刻板覆盖；

步骤四，对PMOS多晶硅栅预注入光刻板中未被光刻板覆盖的控制管和上拉管区域进行第五族元素的注入，以完成最后的注入工艺。 

上述的提高静态随机储存器读出冗余度的方法，其中，所述第二步骤中，第三族元素为B、Ga和IN。

上述的提高静态随机储存器读出冗余度的方法，其中，所述第三步骤中，第五族元素为P、As和Sb。

上述的提高静态随机储存器读出冗余度的方法，其中，降低了节点（8）的电位。

本发明中一种提高静态随机储存器读出冗余度的方法，采用了如上方案具有以下效果：

1、能够通过打开控制管区域实现多晶硅反向预注入，有效地使控制管多晶硅栅的掺杂浓度降低，从而增大了多晶硅栅的寄生电阻以及多晶硅栅耗尽现象，导致控制管的阈值电压增加，开启电流减小；