[发明专利]反熔丝

说明书

本发明涉及半导体结构(1000A)，该半导体结构(1000A)包括：第一半导体层(1140)；实现第一反熔丝单元(1000A)的第一编程晶体管(5200)和第一选择晶体管(1300)，其中，所述第一半导体层作为所述第一编程晶体管的主体(1301)和所述第一选择晶体管的主体(1301)；其中，所述第一编程晶体管的栅极(5210)和所述第一选择晶体管的栅极(1160，1161)在所述第一半导体层的不同面上。

技术领域

本发明涉及电子学领域，并且特别地涉及半导体。更特别地，本发明涉及反熔丝领域。甚至更加特别地，本发明涉及半导体结构，该半导体结构包括：第一半导体层；执行第一反熔丝单元的第一编程晶体管和第一选择晶体管，其中第一半导体层作为第一编程晶体管的主体并作为第一选择晶体管的主体。

背景技术

反熔丝单元在半导体领域中很普遍，在半导体领域它们经常用作实施一次性的可编程单元。例如，它们可用于诸如记录密码、产品号等的目的。特别地，反熔丝单元是可用于通过产生或不产生在两个电极之间的电连接来记录数字值(诸如0或1)的结构。更具体地，通过在两个电极之间施加高电压，使绝缘体层被击穿并且实现两个电极之间的连接。反熔丝单元因此是典型的一次写入存储器。

图5A示出了根据现有技术状态的反熔丝单元5000A。例如在以下非专利文献中描述了这样的单元：“Comparison of embedded non-volatile memory technologies andtheir applications(嵌入式非易失性存储器技术及其应用)”，Linh Hong，Kilopass(从地址为www.kilopass.com的网络检索获得的)。

更特别地，反熔丝单元5000A包括：半导体基板5100，在该半导体基板5100上实现两个晶体管5200、5300：包括栅极5210和栅极氧化物5220的编程晶体管5200，以及包括栅极5310和栅极氧化物5320的选择晶体管5300。两个晶体管5200和5300经由第一连接区域5110串联连接。选择晶体管5300的另一端被连接到第二连接区域5120，该第二连接区域5120进而被连接到连接件5130。

反熔丝单元5000A的编程以如下方式执行：触头5130处在正电压并且晶体管5300处在导通状态。当将高压施加在编程晶体管5200上时，栅极5210下面的氧化物5220将被击穿并且将在栅极5210和第一连接区域5110之间实现永久性电连接。以这种方式，如果施加高压，则记录例如为1的数字值。相反地，如果不施加高压，则记录例如为0的数字值。

通过在选择晶体管5300的栅极5310上施加要求的电压打开选择晶体管5300而执行反熔丝单元5000A的读取。以这种方式，第一连接区域5110连接到第二连接区域5120并连接到连接件5130。因此，通过在栅极5210和连接件5130之间施加电压，可以检测存储在反熔丝单元5000中的值。特别地，参考上面的示例，如果电流在栅极5210和连接件5130之间流动，则读取出数字值1。如果没有电流流动，则读取出数字值0。

这种实施方式要求使用彼此接近的两个晶体管，以及数个连接区域的存在，这占据了半导体基板5100上的相当大的面积。

图5B示出了根据现有技术状态的另选地反熔丝单元5000B。

反熔丝单元5000B比反熔丝单元5000A有益，因为反熔丝单元5000B不要求第一连接区域5110。更特别地，半导体基板5100B仅包括一个连接区域，即第二连接区域5120。这通过实现彼此接近的晶体管5200和5300而获得，以使得它们不需要在它们之间的连接区域。

然而，这样的布置意味着在编程阶段期间使用的高压将被施加给栅极5210和5310。这将导致选择晶体管5300下面的氧化物被击穿。为了解决这个问题，选择晶体管5300由选择晶体管5300B代替，选择晶体管5300B设置有比编程晶体管5200的栅极氧化物5220厚的栅极氧化物5320B。