[发明专利]一次性可编程存储装置

说明书

提供了一种一次性可编程(OTP)存储装置、其制造方法及包含其的电子装置，所述一次性可编程存储装置使编程电压降低，以增强编程效率，增加用于OTP存储装置的设计的外围输入/输出(I/O)元件的可靠性，并且简化设计。OTP存储装置包括具有第一栅极结构、第二栅极结构和第三栅极结构中的一种栅极结构的晶体管，第一栅极结构包括高k介电层、稀土元素(RE)供给层和第二金属层，第二栅极结构包括高k介电层、第一金属层和第二金属层，第三栅极结构包括高k介电层和第二金属层。

本申请要求于2015年11月30日提交到韩国知识产权局的第10-2015-0169280号韩国专利申请的权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用被全部包含于此。

技术领域

本发明构思涉及一种半导体装置，更具体地，涉及一种禁止对写入存储器的数据修改的一次性可编程(OTP)存储装置以及制造该一次性可编程存储装置的方法。

背景技术

在诸如存储电子数据的非易失性存储装置的存储装置中，即使当切断或从装置去除电源时也会保留所存储的数据。例如，非易失性存储装置的示例可以包括只读存储器(ROM)、磁盘、光盘、闪存装置等。禁止改变写入的数据的非易失性存储装置被称作OTP存储装置。如果数据在OTP存储装置中被编程，则包括在OTP存储装置中并且为数据存储的单元的OTP单元的结构被改变为不可逆的结构，并且可以通过使用该不可逆的结构来存储值0或1。

发明内容

发明构思提供了一种OTP存储装置、一种制造该存储装置的方法以及一种包括该存储装置的电子装置，所述OTP存储装置使编程电压降低以提高编程效率，增加了用于OTP存储装置的设计的外围输入/输出(I/O)元件的可靠性，并且简化设计。

根据发明构思的方面，提供了一种一次性可编程(OTP)存储装置，OTP存储装置设置有包括具有不同阈值电压的多个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的逻辑装置，OTP存储装置包括：程序晶体管，被构造为根据被施加到第一栅极结构的编程电压而一次写入数据，程序晶体管包括所述第一栅极结构；读取晶体管，被构造为根据被施加到第二栅极结构的操作电压而读取存储在程序晶体管中的数据，读取晶体管包括所述第二栅极结构，其中，多个MOSFET中的至少一个包括具有高k介电层、稀土元素(RE)供给层、第一金属层和第二金属层的第三栅极结构，其中，第一栅极结构包括具有至少一个层的第一栅极氧化物层和在第一栅极氧化物层上的具有至少一个层的第一金属电极层，并且第一栅极结构包括第一结构和第二结构中的至少一种结构，在第一结构处，第一金属电极层比第一金属层的厚度与第二金属层的厚度的总和薄，在第二结构处，第一栅极氧化物层比高k介电层的厚度与RE供给层的厚度的总和薄。

根据发明构思的另一方面，提供了一种一次性可编程(OTP)存储装置，所述OTP存储装置包括具有第一栅极结构、第二栅极结构和第三栅极结构中的一种栅极结构的晶体管，其中，第一栅极结构包括高k介电层、稀土元素(RE)供给层和第二金属层，第二栅极结构包括高k介电层、第一金属层和第二金属层，第三栅极结构包括高k介电层和第二金属层。

根据发明构思的另一方面，提供了一种电子装置，所述电子装置包括逻辑装置和设置在逻辑装置附近的一次性可编程(OTP)存储装置，其中，逻辑装置包括具有不同阈值电压的多个金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)，多个MOSFET中的至少一个包括具有高k介电层、稀土元素(RE)供给层、第一金属层和第二金属层的第一栅极结构，OTP存储装置包括具有第二栅极结构的晶体管，第二栅极结构包括具有至少一个层的第一栅极氧化物层和在第一栅极氧化物层上的具有至少一个层的第一金属电极层，其中，第二栅极结构包括第一结构和第二结构中的至少一种结构，在第一结构中，第一金属电极层形成为比第一金属层的厚度与第二金属层的厚度的总和薄，在第二结构中，第一栅极氧化物层形成为比高k介电层的厚度与RE供给层的厚度的总和薄。