[发明专利]多阈值OTP存储器单元以及控制方法

权利要求书

1.一种多阈值OTP存储器单元，其特征在于，所述多阈值OTP存储器单元包括：

厚栅氧高压选择器件；

多个与所述厚栅氧高压选择器件互联的薄栅氧低压存储器件；

其中，所述厚栅氧高压选择器件基于控制编程电流的大小来控制所述薄栅氧低压存储器件的击穿个数；

所述厚栅氧高压选择器件的栅极连接字线，所述字线用于输入第一电压；所述薄栅氧低压存储器件的栅极用于输入可编程电压以及所述编程电流；所述厚栅氧高压选择器件的源极连接位线，所述位线用于输出所述编程电流；并联的所述薄栅氧低压存储器件为叉指型结构，叉指个数大于等于2个。

2.根据权利要求1所述的多阈值OTP存储器单元，其特征在于，所述薄栅氧低压存储器件的源极均与所述厚栅氧高压选择器件的漏极电连接；

所述薄栅氧低压存储器件的衬底与所述厚栅氧高压选择器件的衬底均接地；

所述薄栅氧低压存储器件的漏极均浮空。

3.根据权利要求1所述的多阈值OTP存储器单元，所述厚栅氧高压选择器件为NMOS或PMOS；

所述薄栅氧低压存储器件为NMOS或PMOS。

4.根据权利要求1所述的多阈值OTP存储器单元，其特征在于，设定所述编程电压为Vpgm，所述编程电流为Ipgm，所述薄栅氧低压存储器件击穿后的等效电阻为Ron，所述击穿个数为N，N为正整数，

Ipgm≥(Vpgm/Ron)*N；

其中，通过调节所述厚栅氧高压选择器件的栅极电压的大小控制所述编程电流Ipgm。

5.根据权利要求1所述的多阈值OTP存储器单元，其特征在于，所述薄栅氧低压存储器件与所述厚栅氧高压选择器件位于同一半导体衬底；

多个所述薄栅氧低压存储器件包括：形成在所述衬底之中的插指型有源区，覆盖在所述插指型有源区之上的薄栅氧化层以及栅极，其插指型有源区具有多块间隔排布的长条区域，其栅极横跨所有长条区域；

所述厚栅氧高压选择器件的栅极与所述薄栅氧低压存储器件的栅极同层，且二者分离。

6.根据权利要求1或2所述的多阈值OTP存储器单元，其特征在于，所述厚栅氧高压选择器件的栅极以及所述薄栅氧低压存储器件的栅极均与一字线连接，所述字线输入所述编程电流以及可编程电压；通过限制所述字线内的所述编程电流以控制所述薄栅氧低压存储器件的击穿个数。

7.根据权利要求6所述多阈值OTP存储器单元，其特征在于，所述厚栅氧高压选择器件的栅极以及所述薄栅氧低压存储器件的栅极均通过调节电路与所述字线连接；

所述厚栅氧高压选择器件的源极连接位线；

其中，所述调节电路至少用于调节输入所述薄栅氧低压存储器件的栅极的电流，以为所述薄栅氧低压存储器件提供设定的所述编程电流。

8.根据权利要求7所述的多阈值OTP存储器单元，其特征在于，所述调节电路包括多个并联支路，通过控制所述并联支路的导通个数控制所述击穿个数。

9.根据权利要求8所述的多阈值OTP存储器单元，其特征在于，所述并联支路包括串联的开关元件和电阻元件。

10.根据权利要求7所述的多阈值OTP存储器单元，其特征在于，所述薄栅氧低压存储器件与所述厚栅氧高压选择器件位于同一半导体衬底；

所述薄栅氧低压存储器件包括：形成在所述衬底之中的插指型有源区，覆盖在所述插指型有源区之上的薄栅氧化层以及栅极，其插指型有源区具有多块间隔排布的长条区域，其栅极横跨所有长条区域；

所述厚栅氧高压选择器件的栅极与所述薄栅氧低压存储器件的栅极同层，且二者为一体结构。

11.一种控制方法，用于如权利要求1-10任一项所述的多阈值OTP存储器单元，其特征在于，所述控制方法包括：

所述厚栅氧高压选择器件基于控制编程电流的大小来控制所述薄栅氧低压存储器件的击穿个数。