[发明专利]OTP存储器及其操作方法、工艺方法

权利要求书

1.一种OTP存储器，其特征在于，包括至少一个OTP存储单元，所述OTP存储单元包括：

源区、漏区和沟道区，形成于一半导体基底中的第一掺杂类型区域，所述源区具有第一掺杂类型，所述漏区具有第二掺杂类型，所述沟道区位于所述源区和漏区之间；

具有第二掺杂类型的源端Ldd区和漏端Ldd区，分别位于所述沟道区的两端并分别邻接所述源区和漏区，其中，所述源端Ldd区和所述源区之间形成PN结；以及

栅极氧化层和栅极，堆叠形成于所述沟道区上。

2.如权利要求1所述的OTP存储器，其特征在于，所述OTP存储器中，多个所述OTP存储单元构成OTP存储单元阵列，并且，多个所述OTP存储单元的所述栅极连接形成多条字线。

3.如权利要求2所述的OTP存储器，其特征在于，所述OTP存储单元阵列包括至少一对镜像设置的所述OTP存储单元，每对镜像设置的所述OTP存储单元共用所述源区。

4.如权利要求2所述的OTP存储器，其特征在于，所述OTP存储器还包括：

层间介质层，所述层间介质层覆盖各所述OTP存储单元；以及

多条位线，位于所述层间介质层上，多条所述位线通过贯穿所述层间介质层的接触插塞与各所述OTP存储单元的漏区连接。

5.一种如权利要求1所述的OTP存储器的操作方法，其特征在于，包括对所述OTP存储器中的OTP存储单元进行一次性编程操作，所述一次性编程操作包括：

设置所述OTP存储单元的源区接地，漏区电压大于所述PN结的击穿电压，栅极电压大于阈值电压；其中，所述漏区电压通过所述沟道区耦合至所述源端Ldd区，使所述PN结被反向击穿。

6.如权利要求5所述的操作方法，其特征在于，还包括对所述OTP存储单元进行读取操作，所述读取操作包括：

设置所述OTP存储单元的源区接地，漏区电压小于所述PN结的击穿电压，栅极电压大于阈值电压；其中，当所述OTP存储单元经过编程从而所述PN结已被击穿时，形成从所述漏区经所述漏端Ldd区、所述沟道区、被击穿的所述PN结及所述源区流到所述半导体基底的单元电流，通过检测所述单元电流判断所述OTP存储单元是否经过编程。

7.一种用于形成如权利要求1所述的OTP存储器的工艺方法，其特征在于，包括：

提供半导体基底，所述半导体基底具有第一掺杂类型区域和第二掺杂类型区域，并堆叠栅介质层和栅极材料层于所述第一掺杂类型区域和第二掺杂类型区域上；

光刻刻蚀所述栅极材料层，形成第一栅极于所述第一掺杂类型区域上，形成第二栅极于所述第一掺杂类型区域和/或所述第二掺杂类型区域上；

对所述第一栅极两侧的部分所述第一掺杂类型区域进行第二掺杂类型Ldd注入，并对所述第二栅极两侧的部分所述第一掺杂类型区域进行第二掺杂类型Ldd注入和/或部分所述第二掺杂类型区域进行第一掺杂类型Ldd注入；

形成侧墙于所述第一栅极的两侧面和所述第二栅极的两侧面；以及

对所述第一栅极一侧的部分所述第一掺杂类型区域进行第二掺杂类型源漏注入，并对所述第一栅极另一侧的部分所述第一掺杂类型区域进行第一掺杂类型源漏注入，以及对所述第二栅极两侧的部分所述第一掺杂类型区域进行所述第二掺杂类型源漏注入和/或部分所述第二掺杂类型区域进行第一掺杂类型源漏注入，之后进行退火；

其中，在所述第一掺杂类型区域表面形成所述OTP存储单元，还在所述第一掺杂类型区域表面和/或所述第二掺杂类型区域表面形成至少一个MOS晶体管，所述OTP存储单元包括所述第一栅极、于所述第一栅极一侧形成的具有第二掺杂类型的漏区和漏端Ldd区以及于所述第一栅极另一侧形成的具有第一掺杂类型的源区和具有第二掺杂类型的源端Ldd区，所述MOS晶体管包括所述第二栅极以及于所述第二栅极两侧形成的均为第二掺杂类型或均为第一掺杂类型的源漏区以及Ldd区。