[发明专利]一次性可编程存储器、制造及编程读取方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及半导体存储器领域，尤其涉及一次性可编程存储器、制造 及编程读取方法。

背景技术

目前，基于逻辑工艺的一次性可编程存储器的设计主要采用动态随机存储 器结构，利用晶体管的栅氧层的可击穿特性来进行数据编程。这种一次性可编 程存储器的每个单元都包括两个晶体管，其中一个晶体管是用于输入输出的厚 栅氧层晶体管，由于其栅氧层较厚，因此具有较高的耐压性能；另一个晶体管 是用于芯片内部电路的薄栅氧层晶体管，由于其栅氧层较薄，因此很容易在较 低的电压下被击穿。由于厚栅氧层晶体管具备选通特性，薄栅氧层晶体管具备 可击穿电容特性，因此，这种电路结构也称为包括一个选通晶体管和一个可击 穿电容(1T1C)的电路结构。这种结构的一次性可编程存储器，由于编程电 压较高，需要选通管具有较高的耐压性能，但由于厚栅氧层晶体管的面积相对 较大，使得每个存储单元的面积也比较大，因此，造成制造成本的增加和集成 度的降低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种一次性可编程存储器、制造及编程 读取方法，达到提供具有存储单元面积小，集成度高，能够随工艺的发展而进 一步提高集成度，基于现有逻辑工艺，无需增加特殊工艺、具有高数据存储稳 定性和可靠性的一次性可编程存储器。

根据本发明实施例的一方面，提供了一种半晶体管结构的一次性可编程存 储器，所述半晶体管包括：

由多晶硅层、栅氧层、离子注入区形成的可编程电容；

由离子注入区与重掺杂区形成的二极管；

所述可编程电容与所述二极管串联连接；其中，

所述多晶硅层与字线相连接，所述重掺杂区与位线相连接。

根据本发明实施例的一个特征，所述半晶体管包括：

隔离沟槽，用于将离子注入区隔离；其中，隔离沟槽的深度大于离子注入 区的深度。

根据本发明实施例的另一个特征，所述半晶体管包括：

所述离子注入区的掺杂浓度小于重掺杂区的掺杂浓度。

根据本发明实施例的另一个特征，所述离子注入区包括n型或p型离子注 入区。

根据本发明实施例的另一个特征，所述重掺杂区包括n型或p型重掺杂区。

根据本发明实施例的另一个特征，所述栅氧层与所述重掺杂区之间保持预 定距离。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种半晶体管结构的一次性可编程 存储器的制造方法，包括以下步骤：

生成隔离沟槽；

在衬底上形成阱；

在阱内形成离子注入区；

在离子注入区上生成栅氧层；

在栅氧层上生成多晶硅层；

在离子注入区内形成重掺杂区；其中，

多晶硅层、薄栅氧层、离子注入区形成可编程电容；

离子注入区与重掺杂区形成二极管；

可编程电容与二极管串联连接。

根据本发明实施例的一个特征，所述隔离沟槽用于将离子注入区隔离；其 中，隔离沟槽的深度大于离子注入区的深度。

根据本发明实施例的另一个特征，所述离子注入区的掺杂浓度小于重掺杂 区的掺杂浓度。

根据本发明实施例的另一个特征，所述离子注入区包括n型或p型离子注 入区。

根据本发明实施例的另一个特征，所述重掺杂区包括n型或p型重掺杂区。

根据本发明实施例的另一个特征，所述栅氧层与所述重掺杂区之间保持预 定距离。

根据本发明实施例的另一个特征，所述阱包括n型或p型阱。

根据本发明实施例的另一方面，提供了一种半晶体管结构的一次性可编程 存储器的编程方法，

所述半晶体管包括：

由多晶硅层、栅氧层、离子注入区形成的可编程电容；

由离子注入区与重掺杂区形成的二极管；

所述可编程电容与所述二极管串联连接；其中，

所述多晶硅层与字线相连接，所述重掺杂区与位线相连接；

所述编程方法包括：

在字线上施加第一电压，在位线上施加第二电压，将可编程电容击穿形成 导通电阻，并使二极管导通。