[实用新型]反熔丝存储单元

说明书

本实用新型实施例涉及一种反熔丝存储单元，包括：衬底，所述衬底上具有选择栅极结构；第一掺杂区和第二掺杂区，所述第一掺杂区和所述第二掺杂区分别位于选择栅极结构相对两侧的所述衬底内，所述第一掺杂区和所述第二掺杂区的掺杂离子类型相同；位于所述第一掺杂区上的反熔丝栅介质层和位于所述反熔丝栅介质层上的反熔丝栅极；第三掺杂区，所述第三掺杂区位于所述第二掺杂区与所述选择栅极结构之间，所述第三掺杂区的与所述第二掺杂区的掺杂离子类型相同，且所述第三掺杂区的掺杂离子浓度小于所述第二掺杂区的掺杂离子浓度。本实用新型可以降低电场对选择栅介质层的损伤，从而提高反熔丝存储单元中选择晶体管的可靠性。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种反熔丝存储单元。

背景技术

存储器装置通常可以分为易失性存储器装置和非易失性存储装置。非易失性存储装置又可以分成只读存储器(read only memory，ROM)、单次可编程存储器(one timeprogrammable memory，OTP memory)以及可重复读写存储器。其中，单次可编程存储器可以类分为熔丝型(fuse type)以及反熔丝型(anti-fuse type)。

在DRAM(动态随机存取存储器，Dynamic Random Access Memory)等半导体器件中，一般通过使用冗余单元来替代不能正常工作的缺陷单元，以修复缺陷地址。在存储缺陷地址的过程中，通常使用反熔丝存储器来存储信息。

反熔丝存储器的最小单元通常由一个反熔丝晶体管和一个选择晶体管构成。反熔丝存储器的工作原理是根据反熔丝栅介质层是否被击穿来存储数据1或0，因此，反熔丝存储器能够使原本电学隔离的两个元件选择性地进行电学连接。现有技术中，在反熔丝存储器编写过程中，选择晶体管的源/漏端瞬间承受反熔丝晶体管传递过来的高电压，造成选择栅介质层的损伤，影响选择晶体管的可靠性。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种反熔丝存储单元，解决当反熔丝栅介质层发生介质击穿时，源/漏承受瞬间高压造成选择栅极结构损坏的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种反熔丝存储单元，包括：衬底，衬底上具有选择栅极结构；第一掺杂区和第二掺杂区，第一掺杂区和第二掺杂区分别位于选择栅极结构相对两侧的衬底内，第一掺杂区和第二掺杂区的掺杂离子类型相同；位于第一掺杂区上的反熔丝栅介质层和位于反熔丝栅介质层上的反熔丝栅极；第三掺杂区，第三掺杂区位于第二掺杂区与选择栅极结构之间，第三掺杂区的掺杂离子类型与第二掺杂区的掺杂离子类型相同，且第三掺杂区的掺杂离子浓度小于第二掺杂区的掺杂离子浓度。

与现有技术相比，本实用新型实施例提供的技术方案具有以下优点：

本实用新型实施例提供一种反熔丝存储单元，在选择栅极结构与第二掺杂区之间设置第三掺杂区，第三掺杂区与第二掺杂区的掺杂离子类型相同，即在第一掺杂区与选择栅极结构之间未设置LDD结构。当反熔丝栅介质层发生介质击穿时，第一掺杂区承受瞬时高电压。由于LDD结构的存在会增加选择栅极结构与第一掺杂区之间的强电场区的交叠区域面积，因此当第一掺杂区与选择栅极结构之间未设置LDD结构时，第一掺杂区承受的瞬时高电压形成的强电场区与选择栅极结构的交叠区域面积减小，降低了强电场对选择栅极结构的直接损伤。

此外，由于在第一掺杂区与选择栅极结构之间未设置LDD结构，相当于在第一掺杂区与选择栅极结构之间串联了等效电阻并可以达到分压效果，有利于减小选择栅极结构所在的强电场区的电场强度，从而减弱强电场区对选择栅极结构的损伤。

另外，反熔丝栅介质层的材料与选择栅介质层的材料相同，且反熔丝栅介质层的厚度小于或等于选择栅介质层的厚度，有利于保证在反熔丝栅介质层未被击穿之前选择栅介质层不会发生击穿，从而提高反熔丝存储单元的电学性能。