[发明专利]半导体装置

说明书

半导体装置包括在有源区上方的编程字元线和读取字元线。编程字元线和读取字元线中的每一者沿着线方向延伸。此外，编程字元线接合第一晶体管通道，并且读取字元线接合第二晶体管通道。半导体装置还包括在编程字元线上方并且电性连接至编程字元线的第一金属线和在读取字元线上方并且电性连接至读取字元线的第二金属线。半导体装置还包括在第一有源区上方并且电性连接至第一有源区的位元线。此外，编程字元线沿着垂直于线方向的通道方向具有第一宽度；读取字元线沿着通道方向具有第二宽度；以及第一宽度小于第二宽度。

技术领域

本公开涉及一种半导体装置，尤其涉及编程字元线的栅极长度小于读取字元线的栅极长度的半导体装置。

背景技术

在半导体存储器装置中，非易失性存储器(non-volatile memory；NVM)装置可以用于储存数据，即使关闭(turn off)存储器装置的电源。在各种示例中，NVM装置可以包括只读存储器(read only memory；ROM)、磁性存储器、光学存储器或快闪存储器，以及其他类型的NVM装置。不同类型的NVM装置可以被编程一次、几次或多次。一次编程后无法重新写入的NVM装置称为一次性可编程(one-time programmable；OTP)NVM装置。OTP NVM装置通常用于嵌入式NVM应用，因为它们与现有工艺、可微缩性(scalability)、可靠性和安全性相容。根据目标应用、装置要求或工艺要求，OTP NVM装置可以使用浮置栅极、电子熔丝(e-fuse)或反熔丝(antifuse)技术实现。

管用于实现OTP NVM装置的技术如何，单元电流(Icell)在NVM装置操作中都起着重要作用。举例来说，降级(degraded)的单元电流可能导致设备故障(例如：读取故障)。此外，已知编程字元线(program word line；WLP)电压与单元电流相关。在一些示例中，增加的栅极电阻可能导致不期望的寄生电压降，导致给定存储器单元的降级WLP电压，这可能导致降级单元电流和装置故障。

因此，现有技术并非在各个方面都令人满意。

发明内容

本公开提供一种半导体装置。半导体装置包括编程字元线和读取字元线、第一金属线、第二金属线、以及位元线。编程字元线和读取字元线在有源区上方，编程字元线和读取字元线各自沿着线方向延伸，编程字元线接合第一晶体管通道，并且读取字元线接合第二晶体管通道。第一金属线在编程字元线上方，并且电性连接至编程字元线。第二金属线在读取字元线上方，并且电性连接至读取字元线。位元线在有源区上方，并且电性连接至有源区。编程字元线具有沿着垂直于线方向的通道方向的第一宽度，读取字元线具有沿着通道方向的第二宽度。第一宽度小于第二宽度。

本公开提供一种半导体装置。半导体装置包括基板、第一栅极结构和第二栅极结构、以及位元线。第一栅极结构和第二栅极结构在基板的有源区上方，并且彼此平行且相邻地延伸。第一栅极结构接合基板上的第一源极/漏极特征和第二源极/漏极特征之间的第一通道，并且第二栅极结构接合第二源极/漏极特征和第三源极/漏极特征之间的第二通道。位元线电性连接至第三源极/漏极特征。第一栅极结构在第一源极/漏极特征和第二源极/漏极特征之间具有沿着第一方向的第一栅极长度，第二栅极结构沿着第一方向具有第二栅极长度，并且第一栅极长度小于第二栅极长度。

本公开提供一种半导体装置的制造方法。半导体装置的制造方法包括接收工件。工件具有第一栅极结构和第二栅极结构。第一栅极结构夹设在第一源极/漏极特征和第二源极/漏极特征之间。第二栅极结构夹设在第二源极/漏极特征和第三源极/漏极特征之间。第一栅极结构包括第一冗余栅极和在第一冗余栅极的多个侧壁表面上的第一栅极间隔物。第二栅极结构包括第二冗余栅极和在第二冗余栅极的多个侧壁表面上的第二栅极间隔物。半导体装置的制造方法还包括移除第一冗余栅极和第二冗余栅极，以个别形成第一栅极沟槽和第二栅极沟槽；使第一栅极间隔物沿着第一方向凹陷第一量，并且使第二栅极间隔物沿着第一方向凹陷第二量，第一量小于第二量；在第一栅极沟槽和第二栅极沟槽中形成栅极介电层；在第一栅极沟槽中形成第一栅极电极；以及在第二栅极沟槽中形成第二栅极电极。

附图说明