一次可编程非挥发性存储器制造技术

本发明专利技术公开一种一次可编程非挥发性存储器，包括基底、开关元件与熔丝结构。开关元件设置于基底上。熔丝结构包括导体层、间隙壁与插塞。导体层耦接至开关元件的端子。间隙壁设置于导体层的侧壁上。插塞设置于导体层上，且覆盖间隙壁。插塞与导体层的上表面的重叠部分的重叠面积小于插塞的上视面积。所述可编程非挥发性存储器可有效地降低烧断熔丝结构所需要的电流。

One time programmable non-volatile memory

The invention discloses a one time programmable non-volatile memory, which comprises a base, a switch element and a fuse structure. The switch element is arranged on the substrate. The fuse structure comprises a conductor layer, a gap wall and a plug. Conductor layer coupling terminal to switch element. The gap wall is arranged on the side wall of the conductor layer. The plug is arranged on the conductor layer and covers the gap wall. Plug and the conductor layer on the surface of the overlapping part of the overlap area is less than the plug as the area. The programmable non-volatile memory can effectively reduce the current required for the burning fuse structure.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种存储器，且特别是涉及一种一次可编程非挥发性存储器(onetimeprogrammablenon-volatilememory，OTPnon-volatilememory)。
技术介绍
非挥发性存储器元件由于具有使存入的数据在断电后也不会消失的优点，所以已成为个人电脑和电子设备所广泛采用的一种存储器元件。一般而言，非挥发性存储器可以区分为只读存储器(readonlymemory，ROM)、一次可编程存储器(OTPmemory)以及可重复读写存储器。近年来在半导体集成电路装置中，一次可编程存储器成为不可欠缺的元件。一次可编程存储器可广泛地用在动态随机存取存储器(dynamicrandomaccessnemory，DRAM)或静态随机存取存储器(staticrandomaccessmemory，SRAM)的大容量的存储器中的备用(redundant)用途，模拟电路的校正(calibrating)用途或暗键等的码储存用途以及制造过程的经历等之类的管理用的资讯存储用的芯片辨认(ID)用途等。一次可编程存储器可依使用者的需要，可利用电流将其内部的熔丝烧断(burnout)以写入所需的数据及程序。然而，如何有效地降低烧断熔丝所需要的电流为目前业界努力的目标。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种一次可编程非挥发性存储器，其可有效地降低烧断熔丝结构所需要的电流。为达上述目的，本专利技术提出一种一次可编程非挥发性存储器，包括基底、开关元件与熔丝结构。开关元件设置于基底上。熔丝结构包括导体层、间隙壁与插塞。导体层耦接至开关元件的端子。间隙壁设置于导体层的侧壁上。插塞设置于导体层上，且覆盖间隙壁。插塞与导体层的上表面的重叠部分的重叠面积小于插塞的上视面积。依照本专利技术的一实施例所述，在一次可编程非挥发性存储器中，开关元件例如是晶体管或二极管。依照本专利技术的一实施例所述，在一次可编程非挥发性存储器中，晶体管例如是金属氧化物半场效晶体管(metaloxidesemiconductorfieldeffecttransistor，MOSFET)。依照本专利技术的一实施例所述，在一次可编程非挥发性存储器中，金属氧化物半场效晶体管包括栅极、第一掺杂区、第二掺杂区与闸介电层。栅极设置于基底上。第一掺杂区与第二掺杂区分别设置于栅极两侧的基底中。第一掺杂区作为耦接至导体层的端子。闸介电层设置于栅极与基底之间。依照本专利技术的一实施例所述，在一次可编程非挥发性存储器中，导体层与栅极例如是源自于同一层半导体材料层。依照本专利技术的一实施例所述，在一次可编程非挥发性存储器中，导体层例如是通过内连线结构耦接到第一掺杂区。依照本专利技术的一实施例所述，在一次可编程非挥发性存储器中，二极管例如是PN接面二极管或PIN(P-intrinsic-N)二极管。依照本专利技术的一实施例所述，在一次可编程非挥发性存储器中，二极管包括P型半导体层与N型半导体层。N型半导体层设置于P型半导体层的一侧，且作为耦接至导体层的端子。依照本专利技术的一实施例所述，在一次可编程非挥发性存储器中，导体层与N型半导体层例如是源自于同一层半导体材料层。依照本专利技术的一实施例所述，在一次可编程非挥发性存储器中，还可包括本质层(intrinsiclayer)。本质层设置于P型半导体层与N型半导体层之间。依照本专利技术的一实施例所述，在一次可编程非挥发性存储器中，本质层的材料例如是多晶硅。依照本专利技术的一实施例所述，在一次可编程非挥发性存储器中，导体层例如是直接连接于N型半导体层。依照本专利技术的一实施例所述，在一次可编程非挥发性存储器中，插塞可完全覆盖或部分覆盖间隙壁。依照本专利技术的一实施例所述，在一次可编程非挥发性存储器中，重叠部分的导体层的宽度例如是小于插塞的宽度。依照本专利技术的一实施例所述，在一次可编程非挥发性存储器中，重叠部分的导体层的宽度例如是符合导体层设计规则(designrule)的最小宽度。依照本专利技术的一实施例所述，在一次可编程非挥发性存储器中，插塞的宽度例如是符合插塞设计规则的最小宽度。依照本专利技术的一实施例所述，在一次可编程非挥发性存储器中，导体层的材料例如是掺杂多晶硅。依照本专利技术的一实施例所述，在一次可编程非挥发性存储器中，其中插塞例如是接触窗插塞(contactplug)或介层窗插塞(viaplug)。依照本专利技术的一实施例所述，在一次可编程非挥发性存储器中，其中插塞的材料例如是钨、铜、铝、金、银或其合金。依照本专利技术的一实施例所述，在一次可编程非挥发性存储器中，其中还可包括隔离结构。隔离结构设置于基底中。导体层位于隔离结构上。基于上述，在本所专利技术所提出的一次可编程非挥发性存储器中，由于插塞与导体层的上表面的重叠部分的重叠面积小于插塞的上视面积，所以在进行存储器的写入操作时，电流会集中在插塞与导体层的上表面的重叠部分，因此使用较小的电流即可将熔丝结构烧断，进而可有效地降低烧断熔丝结构所需要的电流。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附的附图作详细说明如下。附图说明图1为本专利技术一实施例的一次可编程非挥发性存储器的上视图；图2A为沿着图1中的I-I’剖面线的剖视图；图2B为沿着图1中的II-II’剖面线的剖视图；图3为本专利技术另一实施例的一次可编程非挥发性存储器的上视图；图4为沿着图3中的III-III’剖面线的剖视图。符号说明10、20：一次可编程非挥发性存储器100、200：基底102、202：开关元件104、204：熔丝结构106：栅极107、113、220：介电层108、110：掺杂区109、120、124、128、218：插塞111、126、130：导线112：栅介电层114、118、212、216：间隙壁116、214：导体层122：内连线结构132、222：隔离结构206：P型半导体层208：N型半导体层210：本质层R1、R2：重叠部分W1、W2、W3、W4：宽度具体实施方式图1为本专利技术一实施例的一次可编程非挥发性存储器的上视图。在图1中，为了清楚描述一次可编程非挥发性存储器的结构，省略绘示隔离结构与介电层。图2A为沿着图1中的I-I’剖面线的剖视图。图2B为沿着图1中的II-II’剖面线的剖视图。请同时参照图1、图2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种一次可编程非挥发性存储器，包括：基底；开关元件，设置于所述基底上；以及熔丝结构，包括：导体层，耦接至所述开关元件的端子；间隙壁，设置于所述导体层的侧壁上；以及插塞，设置于所述导体层上，且覆盖所述间隙壁，其中所述插塞与所述导体层的上表面的重叠部分的重叠面积小于所述插塞的上视面积。

【技术特征摘要】
2014.10.14 US 62/063,4101.一种一次可编程非挥发性存储器，包括：
基底；
开关元件，设置于所述基底上；以及
熔丝结构，包括：
导体层，耦接至所述开关元件的端子；
间隙壁，设置于所述导体层的侧壁上；以及
插塞，设置于所述导体层上，且覆盖所述间隙壁，其中所述插塞与
所述导体层的上表面的重叠部分的重叠面积小于所述插塞的上视面积。
2.根据权利要求1所述的一次可编程非挥发性存储器，其中所述开关元
件包括晶体管或二极管。
3.根据权利要求2所述的一次可编程非挥发性存储器，其中所述晶体管
包括金属氧化物半场效晶体管。
4.根据权利要求3所述的一次可编程非挥发性存储器，其中金属氧化物
半场效晶体管包括：
栅极，设置于所述基底上；
第一掺杂区与第二掺杂区，分别设置于所述栅极两侧的所述基底中，其
中所述第一掺杂区作为耦接至所述导体层的所述端子；以及
栅介电层，设置于所述栅极与所述基底之间。
5.根据权利要求4所述的一次可编程非挥发性存储器，其中所述导体层
与所述栅极源自于同一层半导体材料层。
6.根据权利要求4所述的一次可编程非挥发性存储器，其中所述导体层
通过内连线结构耦接到所述第一掺杂区。
7.根据权利要求2所述的一次可编程非挥发性存储器，其中所述二极管
包括PN接面二极管或PIN二极管。
8.根据权利要求2所述的一次可编程非挥发性存储器，其中所述二极管
包括：
P型半导体层；以及
N型半导体层，设置于所述P型半导体层的一侧，...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐德训，
申请(专利权)人：力旺电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71