[发明专利]一种可编程非易失性存储器单元、阵列及其制造方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及半导体存储器件，尤其涉及一种可编程非易失性存储器单元、阵列及其制造方法。

背景技术

随着集成电路技术的不断发展，对集成电路芯片制造技术的要求也越来越高，尤其是对半导体存储器件的制造技术，开发商和制造厂商都不断投入大量经费和研发人员用以提高甚至改变现有的半导体存储器制造技术。半导体存储器包括多种类型，其中，使用较为广泛的当属非易失性半导体存储器。目前，非易失性存储器包括只读非易失性存储器、可编程只读非易失性存储器、可编程可擦除只读非易失性存储器等。

现有可编程非易失性存储器常常采用熔丝或反熔丝制造技术，这种熔丝或反熔丝制造技术除了需要采用传统的逻辑工艺外，还需要采用特殊工艺和特殊材料。因此，采用基于熔丝或反熔丝制造技术的可编程非易失性存储器，不但增加了芯片制造的成本，而且由于制造过程中采用了特殊工艺和特殊材料，因此，还大大降低逻辑器件的可靠性。

另外，现有的基于逻辑工艺制造的可编程非易失性存储单元需要两个以上的金属氧化物半导体(MOS，Metal Oxide Semiconductor)晶体管组成，所占用的面积比较大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可编程非易失性存储器单元、阵列及其制造方法。通过该可编程非易失性存储器单元、阵列及其制造方法，达到大大提高存储稳定性、进一步缩小存储单元面积和提高芯片集成度、更有利于大规模集成电路应用的目的。

本发明提供了一种可编程非易失性存储器单元，包括晶体管，还包括与晶体管连接的电容器；

所述电容器由金属层、接触孔、阻挡层和有源区依次连接形成；其中，所述阻挡层为该电容器的介质层。

该可编程非易失性存储器单元所述阻挡层在预定电压作用下被击穿，通过所述阻挡层在击穿和未击穿两种状态下产生的不同电阻值进行数据存储。

该可编程非易失性存储器单元所述阻挡层为金属硅化物阻挡层。

该可编程非易失性存储器单元所述晶体管包括栅极、源极和漏极，所述电容器与所述晶体管的漏极串联连接。

本发明还提供了一种可编程非易失性存储器单元的制造方法，包括：

提供金属层、接触孔、阻挡层、有源区和晶体管；

金属层、接触孔、阻挡层、有源区依次连接形成电容器，将阻挡层作为该电容器的介质层；

将所述晶体管与所述电容器连接。

该方法所述晶体管包括栅极、源极和漏极，将所述电容器与所述晶体管的漏极串联连接。

本发明还提供了一种可编程非易失性存储器阵列，包括字线、位线、源线以及位于字线、位线和源线之间的多个存储器单元；其中，

所述存储单元中的晶体管的栅极与字线连接；

所述存储单元中的晶体管的漏极与电容器串联连接至位线上；

所述存储单元中的晶体管的源极与源线连接；

所述电容器由金属层、接触孔、阻挡层和有源区依次连接形成。

该可编程非易失性存储器阵列所述阻挡层在预定电压作用下被击穿，通过所述阻挡层在未击穿和击穿两种状态下产生的不同电阻值进行数据存储。

本发明还提供了一种可编程非易失性存储器阵列的制造方法，包括：

提供金属层、接触孔、阻挡层、多根多晶硅和包括有源区的衬底，多根多晶硅与包括有源区的衬底形成多个包括栅极、漏极和源极的晶体管；

多个晶体管的源极形成多条源线；

多根多晶硅形成多条字线；

金属层中的多根金属线形成多条位线；

金属层、接触孔、阻挡层、有源区依次连接形成电容器，其中，阻挡层作为该电容器的介质层；

将多个所述晶体管与所述电容器对应连接形成存储单元排布在与存储单元对应的字线、位线和源线之间。

该方法所述阻挡层在预定电压作用下被击穿，通过所述阻挡层在未击穿和击穿两种状态下产生的不同电阻值进行数据存储。