[发明专利]反熔丝型非易失性存储单元、其阵列及其操作方法

说明书

一种反熔丝型非易失性存储单元包括：半导体层，具有第一导电类型；结区和沟槽隔离层，结区具有第二导电类型，结区和沟槽隔离层设置在半导体层的上部内，并且通过沟道区彼此间隔开；反熔丝绝缘图案，设置在沟道区上；栅电极，设置在反熔丝绝缘图案上；栅间隔件，设置在反熔丝绝缘图案和栅电极的侧壁上；字线，与栅电极连接；以及位线，与结区连接。如果将第一偏置电压和第二偏置电压分别施加至字线和位线，则反熔丝绝缘图案被击穿。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年12月23日提交的申请号为10-2015-0184557的韩国专利申请的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明的各种实施例涉及非易失性存储器件，并且更具体地，涉及反熔丝型非易失性存储单元、其阵列及其操作方法。

背景技术

即使当其电源被中断时，非易失性存储器件也能保持它们存储的数据。这种非易失性存储器件可以包括：只读存储(ROM)器件、一次性可编程(OTP)存储器件和可重写存储器件。通常，非易失性存储器件通过互补金属氧化物半导体(CMOS)兼容工艺来实现。

OTP存储器件可以被分类为熔丝型OTP存储器件或者反熔丝型OTP存储器件。包括在熔丝型OTP存储器件内的每个存储单元可以在其被编程之前提供短路，并且可以在其被编程之后提供开路。相反地，包括在反熔丝型OTP存储器件内的每个存储单元可以在其被编程之前提供开路，并且可以在其被编程之后提供短路。考虑到MOS晶体管的特征，CMOS工艺可以适用于反熔丝型OTP存储器件的制造。

发明内容

各种实施例涉及反熔丝型非易失性存储单元、其阵列及其操作方法。

根据一个实施例，反熔丝型非易失性存储单元包括：半导体层，具有第一导电类型；结区和沟槽隔离层，结区具有第二导电类型，结区和沟槽隔离层设置在半导体层的上部内、通过沟道区彼此间隔开；反熔丝绝缘图案，设置在沟道区上；栅电极，设置在反熔丝绝缘图案上；栅间隔件，设置在反熔丝绝缘图案和栅电极的侧壁上；字线，与栅电极连接；以及位线，与结区连接。如果将第一偏置电压和第二偏置电压分别施加至字线和位线，则反熔丝绝缘图案被击穿。

根据另一个实施例，反熔丝型非易失性存储单元包括：半导体层，具有第一导电类型；第一结区和第二结区，第一结区具有第二导电类型，第二结区具有第二导电类型，第一结区和第二结区设置在半导体层的上部内、通过沟道区间隔开；反熔丝绝缘图案，设置在沟道区上；栅电极，设置在反熔丝绝缘图案上；栅间隔件，设置在反熔丝绝缘图案和栅电极的侧壁上；字线，与栅电极连接；以及位线，与第一结区连接。当第二结区被浮置时，反熔丝绝缘图案通过将第一偏置电压和第二偏置电压分别施加至字线和位线而被击穿。

根据另一个实施例，提供了一种反熔丝型非易失性存储(NVM)单元阵列。反熔丝型NVM单元阵列包括多个有源区，所述多个有源区限定在第一导电类型的阱区内，在第一方向上延伸，并且在与第一方向相交的第二方向上彼此间隔开。第二导电类型的第一结区和第二导电类型的第二结区在第一方向上交替地设置在多个有源区中的每个内。多个栅电极在第二方向上延伸，并且在第一方向上彼此间隔开。多个栅电极中的每个与多个有源区相交。多个栅间隔件分别设置在多个栅电极的侧壁上。多个字线分别与多个栅电极连接。多个位线与第一结区连接。多个位线中的每个与设置在多个有源区中的任意一个内的第一结区连接。

根据另一个实施例，提供了一种反熔丝型非易失性存储(NVM)单元阵列。反熔丝型NVM单元阵列包括：多个字线，分别设置在多个列内；多个位线，分别设置在与多个字线相交的多个行内；以及多个反熔丝型NVM单元，分别位于多个字线与多个位线的交叉点处。多个反熔丝型NVM单元中的每个包括：栅电极，与多个字线中的任意一个连接；漏极，与多个位线中的任意一个连接；以及源极，被浮置。组成多个行中的每个行的反熔丝型NVM单元的漏极与多个位线中的任意一个连接。组成多个列中的每个列的反熔丝型NVM单元的栅电极与多个字线中的任意一个连接。