[发明专利]一次性可编程非易失性熔丝存储单元

说明书

本发明提供一种一次性可编程非易失性熔丝存储单元，PMOS晶体管的栅极连接于编程电压，源极、漏极和N阱连接在一起，以形成第一连接点；NMOS晶体管的栅极连接于控制信号，源极连接于第一连接点；其中，当NMOS晶体管在所述控制信号的控制下被打开时，将大于阈值电压的编程电压施加到PMOS晶体管的栅极，并保持预定时间段，以改变PMOS晶体管的至少一个物理特性，从而使第一连接点输出的逻辑电平被改变。本发明实施例的一次性可编程存储器非易失性熔丝存储单元不需要额外的掩膜，可以满足CMOS工艺不同制程的需求，提供多样化的一次性可编程存储器解决方案。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，尤其涉及一种一次性可编程非易失性熔丝存储单元。

背景技术

一次性可编程存储器(One Time Programmable，简称OTP)只能够进行一次编程，不可以通过电擦除，可应用于程序代码存储器、串行配置存储器、芯片上系统(System-on-Chip，简称SOC)等，用于ID识别、修正等。

现有技术中多是基于反熔丝(antifuse)的逻辑架构来实现OTP，例如采用氧化层-硅化物-氧化物(简称ONO)或金属-氧化物-金属(简称MOM)来实现反熔丝。反熔丝在编程前具有非常高的电阻，约在几百兆欧，编程时被高电压击穿，电阻减小到千欧级别甚至更低，以此来实现OTP功能。但ONO和MOM结构都需要额外的掩膜工艺，不适合用标准互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，简称CMOS)逻辑工艺来实现。

发明内容

本发明实施例提供一次性可编程非易失性熔丝存储单元，以解决或缓解现有技术中的一项或更多项技术问题。

作为本发明实施例的一个方面，本发明实施例提供一种一次性可编程非易失性熔丝存储单元，包括：

P型金属氧化物半导体(Positive channel Metal Oxide Semiconductor，简称PMOS)晶体管，所述PMOS晶体管的栅极连接于编程电压，所述PMOS晶体管的源极、漏极和N阱连接在一起，以形成第一连接点；

第一N型金属氧化物半导体(Negative channel Metal Oxide Semiconductor，简称NMOS)晶体管，所述第一NMOS晶体管的栅极连接于控制信号，所述第一NMOS晶体管的源极连接于所述第一连接点；

其中，当所述第一NMOS晶体管在所述控制信号的控制下被打开时，将大于阈值电压的所述编程电压施加到所述PMOS晶体管的栅极，并保持预定时间段，以改变所述PMOS晶体管的至少一个物理特性，并使所述第一连接点输出的逻辑电平被改变。

在一些实施例中，所述熔丝存储单元形成于CMOS工艺。

在一些实施例中，所述熔丝存储单元还包括至少一个高压保护晶体管，所述第一NMOS晶体管的源极通过所述高压保护晶体管连接于所述第一连接点。

在一些实施例中，所述高压保护晶体管包括第二NMOS晶体管。

在一些实施例中，所述第二NMOS晶体管的栅极连接于电源电压，所述第二NMOS晶体管的源极连接于所述PMOS晶体管的漏极，所述第二NMOS晶体管的漏极连接于所述第一NMOS晶体管的源极。

在一些实施例中，所述第一NMOS晶体管的漏极和P阱连接在一起，以形成第二连接点，所述第二连接点接地。

在一些实施例中，所述熔丝存储单元包括输出端，所述输出端连接于所述第一连接点。

在一些实施例中，通过击穿所述PMOS晶体管的栅氧化物以改变所述PMOS晶体管的至少一个物理特性。

在一些实施例中，所述阈值电压为使所述PMOS晶体管的栅氧化物被击穿的击穿电压。