[发明专利]半导体器件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及适用于诸如一次性可编程(One Time Programmable，OTP)元件等存储器元件的半导体器件以及该半导体器件的制造方法。

背景技术

OTP元件是一种即使在器件的电源被关闭的情况下也能够存储信息的非易失性存储器元件。过去，针对OTP元件已经提出了几种诸如熔丝型结构以及反熔丝型结构等结构。

在熔丝型OTP元件中，通过使大电流流入例如由多晶硅等形成的电阻元件以将两个电极间的短路状态改变成它们间的开路状态来熔断电阻器，并由此执行信息写入操作。然而，在熔丝型OTP元件中，如上所述，由于大电流在写入时流过，所以需要具有可通过大电流的高电流能力的晶体管以及具有其内可通过大电流的大宽度的布线。因此，在熔丝型OTP元件中，存在这样的缺点，即，包括外围电路的整个面积增加。

另一方面，在反熔丝型OTP元件中，通过将大于或等于介电强度电压的电压施加到例如金属氧化物半导体(Metal Oxide Semiconductor，MOS)型电容元件、使介电膜击穿以及使大电流流过来熔化形成在电极部中的合金(诸如硅化物)。熔化的金属在电极之间形成细丝，并因此将两个电极之间的开路状态改变成它们间的短路状态。因此，执行了信息写入操作(例如，见日本未经审查的专利申请2012-174863)。在反熔丝型OTP元件中，在写入时，不需要如熔丝型OTP元件那样大的大电流。因此，反熔丝型OTP元件在面积上具有优势，并且能够抑制功率消耗。

然而，为了形成细丝，需要一定水平的大电流(诸如从约几毫安至约100毫安)。因此，存在如下可能，即，由于在形成细丝时产生的热量而导致在电极的接触部和位于前方的布线部处出现烧毁现象。避免烧毁的方法的示例可以包括将接触部和布线部与产生高热的区域分离开。然而，在这种情况下，同时扩大了电极部，并因此增加了元件部的面积。另外，在扩大了电极部的情况下，增加了热释放效应。因此，不太可能产生用于形成细丝所需的热量，这导致功率消耗和写入时间增加。

发明内容

有鉴于此，期望提供能够在防止接触部烧毁的同时能够减小其面积的半导体器件以及制造该半导体器件的方法。

根据本发明的实施例，提供一种半导体器件，其包括：半导体层，其具有第一导电型；一对第一电极，它们彼此分隔开地布置在所述半导体层中；第二电极，其设置在所述半导体层上并位于所述一对第一电极之间，在所述第二电极与所述半导体层之间具有介电膜；以及一对连接部，它们分别电连接到所述一对第一电极，其中，所述一对第一电极中的一者或两者被划分成第一区域和第二区域，所述第一区域与第二区域经由桥连部连接。

根据本发明的实施例，提供一种制造半导体器件的方法，该方法包括：在具有第一导电型的半导体层中形成一对第一电极，所述一对第一电极中的一者或两者被划分成第一区域和第二区域；在所述半导体层上形成介电膜，所述介电膜位于所述一对第一电极之间；形成第二电极，所述第二电极布置在所述介电膜上；形成桥连部，所述桥连部电连接所述第一区域与所述第二区域；以及形成一对连接部，所述一对连接部分别连接到所述一对第一电极。

在本发明的上述实施例的半导体器件和制造该半导体器件的方法中，一对第一电极中的一者或两者被划分成第一区域和第二区域，提供了用于电连接第一区域和第二区域的桥连部，并因此，在写入时，限制了产生于一对第一电极之间的热量，并且能够抑制热被传导到与第二区域连接的连接部。

根据本发明上述实施例的半导体器件和制造该半导体器件的方法，一对第一电极中的一者或两者被划分成写入时的热量限制区(第一区域)和用于连接部的连接区(第二区域)。因此，防止了用于写入(形成导电路径)所需的热量分散，并且抑制了热被传递至连接区域与连接部之间的接合部。因此，在防止了接合部的烧毁的同时允许减小面积。

应当理解，前述的一般性说明和下面的具体说明均是示例性的，旨在提供所要求的技术的进一步的解释。

附图说明

包括附图以提供对本发明的进一步理解，附图被并入并构成本说明书的一部分。附图示出实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。

图1A是示出了构成根据本发明第一实施例的半导体器件(存储器器件)的存储器元件的构造的平面图。

图1B是图1A所示的存储器元件的剖视图。

图2A是示出了在写入操作前图1A所示的存储器元件的构造的示意图。

图2B是示出了在写入操作后图1A所示的存储器元件的构造的示意图。

图3是示出了图1A所示的存储器器件的构造示例的框图。