一次性可编程存储器、制造及编程读取方法技术

本发明专利技术公开了半晶体管结构的一次性可编程存储器、制造及编程读取方法，所述半晶体管包括：由多晶硅层、栅氧层、轻掺杂漏区、离子注入区形成的可编程电容；由离子注入区与重掺杂区形成的二极管；所述可编程电容与所述二极管串联连接；其中，所述离子注入区位于紧邻的绝缘层上；所述多晶硅层与字线相连接，所述重掺杂区与位线相连接。利用可编程电容被击穿时形成导通电阻，未击穿时仍为绝缘电容的特性以及二极管的正向导通与反向关闭的特性，实现具有存储单元面积小，集成度高，能够随工艺的发展而进一步提高集成度，基于现有逻辑工艺，无需增加特殊工艺、具有高数据存储稳定性和可靠性的一次性可编程存储器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要涉及半导体存储器领域，尤其涉及。
技术介绍
目前，基于逻辑工艺的一次性可编程存储器的设计主要采用动态随机存储器结构，利用晶体管的栅氧层的可击穿特性来进行数据编程。这种一次性可编程存储器的每个单元都包括两个晶体管，其中一个晶体管是用于输入输出的厚栅氧层晶体管，由于其栅氧层较厚，因此具有较高的耐压性能；另一个晶体管是用于芯片内部电路的薄栅氧层晶体管，由于其栅氧层较薄，因此很容易在较低的电压下被击穿。由于厚栅氧层晶体管具备选通特性，薄栅氧层晶体管具备可击穿电容特性，因此，这种电路结构也称为包括一个选通晶体管和一个可击穿电容(1T1C)的电路结构。这种结构的一次性可编程存储器，由于编程电压较高，需要选通管具有较高的耐压性能，但由于厚栅氧层晶体管的面积相对较大，使得每个存储单元的面积也比较大，因此，造成制造成本的增加和集成度的降低。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种，达到提供具有存储单元面积小，集成度高，能够随工艺的发展而进一步提高集成度，基于现有逻辑工艺，无需增加特殊工艺、具有高数据存储稳定性和可靠性的一次性可编程存储器。 根据本专利技术实施例的一方面，提供了一种半晶体管结构的一次性可编程存储器，所述半晶体管包括 由多晶硅层、栅氧层、轻掺杂漏区、离子注入区形成的可编程电容；由离子注入区与重掺杂区形成的二极管；所述可编程电容与所述二极管串联连接；其中，所述离子注入区位于与其紧邻的绝缘层上；所述多晶硅层与字线相连接，所述重掺杂区与位线相连接。根据本专利技术实施例的一个特征，所述半晶体管包括隔离沟槽，用于将所述离子注入区隔离；其中，所述隔离沟槽深入至所述绝缘层。根据本专利技术实施例的另一个特征，所述半晶体管包括所述离子注入区的掺杂浓度小于所述重掺杂区的掺杂浓度。根据本专利技术实施例的另一个特征，所述离子注入区包括n型或p型离子注入区。根据本专利技术实施例的另一个特征，所述重掺杂区包括n型或p型重掺杂区。根据本专利技术实施例的另一个特征，所述轻掺杂漏区与所述重掺杂区的掺杂类型相反。根据本专利技术实施例的另一个特征，所述绝缘层包括氧化硅层或蓝宝石层。造浓 所述多晶硅层与字线相连接，所述重掺杂区与位线相连接； 所述读取方法包括 在字线上施加第三电压，在位线上施加第四电压，检测灵敏放大器是否有电流，如果是，则表示可编程电容被击穿形成电阻，二极管导通，输出为逻辑l;否则，表示可编程电容未被击穿，输出逻辑o。 本专利技术所述的，达到的有益效果如下 1.由于采用半晶体管结构，因此，该一次性可编程存储单元只占用半个晶体管的面积，从而减小了存储单元面积，提高了集成度； 2.由于基于现有逻辑工艺制造，因此该一次性可编程存储单元可以随工艺特征尺寸等比例縮小，使该一次性可编程存储器的集成度随工艺的发展而进一步提高； 3.由于无需增加特殊工艺、因此该一次性可编程存储单元可以直接嵌入到S0C芯片中； 4.由于编程时可编程电容击穿区域集中在轻掺杂漏区，因此保证晶体管的离子注入区和重掺杂区不受击穿电压影响，因而提高了一次性编程存储器的可靠性。 5.由于采用绝缘层替代传统体硅工艺的反型阱，并且通过绝缘层和隔离沟槽有效隔离离子注入区，不但提高数据存储的稳定性和可靠性，而且进一步减小了存储单元面积。附图说明 图1为本专利技术第-视视视视视视视视视俯视图图2为本专利技术第-图3为本专利技术第:图4为本专利技术第:图5为本专利技术第J图6为本专利技术第J-实施例中1!型半晶体管结构的--实施例中1!型半晶体管结构的-:实施例中P型半晶体管结构的-:实施例中P型半晶体管结构的-:实施例中n型半晶体管结构的-:实施例中n型半晶体管结构的-图7为本专利技术第四实施例中p型半晶体管结构的-图8为本专利技术第四实施例中p型半晶体管结构的-图9为本专利技术第五实施例中n型半晶体管结构的-'次性可编程存储单元结构的侧'次性可编程存储阵列的局部俯'次性可编程存储单元结构的侧'次性可编程存储阵列的局部俯'次性可编程存储单元结构的侧'次性可编程存储阵列的局部俯'次性可编程存储单元结构的侧'次性可编程存储阵列的局部俯'次性可编程存储单元结构的侧图10为本专利技术第五实施例中n型半晶体管结构的一次性可编程存储阵列的局部 图11为本专利技术第六实施例中n型半晶体管结构的一次性可编程存储单元结构的侧视图； 图12为本专利技术第七实施例中p型半晶体管结构的一次性可编程存储单元结构的侧视图； 图13为本专利技术第八实施例中n型半晶体管结构的一次性可编程存储单元结构的侧视图； 图14为本专利技术第九实施例中p型半晶体管结构的一次性可编程存储单元结构的侧视图； 图15A为本专利技术第一、三、五、六、八实施例中n型半晶体管结构的一次性可编程存储单元的等效电路原理图； 图15B为本专利技术第一、三、五、六、八实施例中n型半晶体管结构的一次性可编程存储单元编程击穿后的等效电路原理图； 图16为本专利技术第一、三、五、六、八实施例中n型半晶体管结构的一次性可编程存储阵列的局部示意图； 图17A为本专利技术第二、四、七、九实施例中p型半晶体管结构的一次性可编程存储单元的电路原理图； 图17B为本专利技术第二、四、七、九实施例中p型半晶体管结构的一次性可编程存储单元编程击穿后的等效电路原理图； 图18为本专利技术第二、四、七、九实施例中p型半晶体管结构的一次性可编程存储阵列的局部示意图。具体实施例方式下面结合附图详细描述本专利技术的具体实施例。 实施例一 图1为本专利技术第一实施例中n型半晶体管结构的一次性可编程存储单元结构的侧视图，图1中包括多晶硅层101、薄栅氧层102、p型离子注入区103、n型重掺杂区104、浅隔离沟槽105、 n型阱106和p型衬底107。多晶硅层101下接于薄栅氧层102、薄栅氧层102下接于p型离子注入区103， p型离子注入区103位于n型阱106内，重掺杂区104位于P型离子注入区103中；多晶硅层101与字线(WL，Word Line)相连接，n型重掺杂区104与位线(BL，Bit Line)相连接。薄栅氧层102与p型离子注入区103连接。薄栅氧层102与n型重掺杂区104之间保持预定距离。 其中，多晶硅层101、薄栅氧层102、p型离子注入区103形成可编程电容，p型离子注入区103与n型重掺杂区104形成二极管。浅隔离沟槽105用于将p型离子注入区103隔离，其中，浅隔离沟槽105的深度大于p型离子注入区103的深度。p型离子注入区103的掺杂浓度大于n型阱106的掺杂浓度但是小于n型重掺杂区104的掺杂浓度。 下面介绍本专利技术第一实施例中n型半晶体管结构的一次性可编程存储单元的制造方法，具体步骤如下 步骤IOIS，按照掩膜图形生成浅隔离沟槽； 步骤102S，在p型衬底上形成n阱；7 步骤103S，在n阱内形成p型离子注入区； 步骤104S，在p型离子注入区上生成栅氧层； 步骤105S，在栅氧层上生成多晶硅层； 步骤106S，在p型离子注入区内进行大剂量的n型离子注入形成n型重掺杂区。 上述步骤中，多晶硅层、栅氧层、p型离子注入区形成可编程电容，p型离子注入区与n型重掺杂区形成二极管。浅隔离沟槽的深度小于n阱的深度但大于p型离子注入区的深度，从而保证浅隔离沟槽能够很好地隔离P型离子注入区，使得每个一次性可编程存储单元之间的间距很小，从而减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半晶体管结构的一次性可编程存储器，其特征在于，所述半晶体管包括：由多晶硅层、栅氧层、轻掺杂漏区、离子注入区形成的可编程电容；由所述离子注入区与重掺杂区形成的二极管；所述可编程电容与所述二极管串联连接；其中，所述离子注入区位于与其紧邻的绝缘层上；所述多晶硅层与字线相连接，所述重掺杂区与位线相连接。

【技术特征摘要】
一种半晶体管结构的一次性可编程存储器，其特征在于，所述半晶体管包括由多晶硅层、栅氧层、轻掺杂漏区、离子注入区形成的可编程电容；由所述离子注入区与重掺杂区形成的二极管；所述可编程电容与所述二极管串联连接；其中，所述离子注入区位于与其紧邻的绝缘层上；所述多晶硅层与字线相连接，所述重掺杂区与位线相连接。2. 根据权利要求1所述的一次性可编程存储器，其特征在于，所述半晶体管包括 隔离沟槽，用于将所述离子注入区隔离；其中，所述隔离沟槽深入至所述绝缘层。3. 根据权利要求1所述的一次性可编程存储器，其特征在于，所述半晶体管包括 所述离子注入区的掺杂浓度小于所述重掺杂区的掺杂浓度。4. 根据权利要求1所述的一次性可编程存储器，其特征在于， 所述离子注入区包括n型或p型离子注入区。5. 根据权利要求1所述的一次性可编程存储器，其特征在于， 所述重掺杂区包括n型或p型重掺杂区。6. 根据权利要求1所述的一次性可编程存储器，其特征在于， 所述轻掺杂漏区与所述重掺杂区的掺杂类型相反。7. 根据权利要求1所述的一次性可编程存储器，其特征在于， 所述绝缘层包括氧化硅层或蓝宝石层。8. —种半晶体管结构的一次性可编程存储器的制造方法，其特征在于，包括以下步生成浅隔离沟槽； 在绝缘层上形成离子注入区； 在所述离子注入区上生成栅氧层； 在所述栅氧层上生成多晶硅层； 在所述离子注入区内或形成轻掺杂漏区； 在所述栅氧层和所述多晶硅层的两侧形成侧墙； 在所述离子注入区内形成重掺杂区；所述多晶硅层、所述薄栅氧层、所述轻掺杂漏区、所述离子注入区形成可编程电容； 所述离子注入区与所述重掺杂区形成二极管； 所述可编程电容和所述二极管串联连接。9. 根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述隔离沟槽用于将所述离子注入区隔离；其中，所述隔离沟槽深入至所述绝缘层。10. 根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱一明，苏如伟，
申请(专利权)人：北京芯技佳易微电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]