OTP器件结构及其制备方法、OTP存储器及其操作方法与流程

本公开涉及存储器领域，尤其涉及一种otp器件结构及其制备方法、otp存储器及其操作方法。

背景技术：

1、otp(one time programmable)是一种特殊类型的非易失性存储器(non-volatilememory)，只允许编程一次，一旦被编程，数据永久有效。其中，利用反熔丝(anti-fuse)的otp器件结构是otp存储器的一种经典构型，它由两个晶体管组成，一个是编程晶体管，另一个是读或选择晶体管。在编程晶体管的薄栅氧上施加高电压，通过雪崩击穿使晶体管的栅极和源极短路来编程，但是，现有结构在编程时存在高掺杂区域高阻通道分支，会产生编程后电流分布的长尾效应，造成良率和可靠性的问题。

技术实现思路

1、本公开要解决的技术问题是为了克服现有技术中otp器件结构在编程时存在高掺杂区域高阻通道分支，会产生编程后电流分布的长尾效应，造成良率和可靠性的问题的缺陷，提供一种otp器件结构及其制备方法、otp存储器及其操作方法。

2、本公开是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

3、本公开提供一种otp器件结构，包括：

4、衬底；

5、形成在所述衬底上的编程区域和读取区域，所述编程区域和所述读取区域并列；

6、所述编程区域包括第一栅极；

7、所述读取区域为mos管结构，包括第二栅极；

8、在所述编程区域中所述第一栅极与所述第二栅极之间通过介质层隔离。

9、可选地，所述第一栅极为金属；

10、所述第二栅极为多晶硅材料；

11、所述介质层用于隔绝所述第一栅极与所述第二栅极；

12、所述介质层还用于被击穿后连通所述第一栅极与所述第二栅极。

13、可选地，所述介质层的介电常数大于二氧化硅的介电常数。

14、本公开还提供一种otp器件结构的制备方法，所述制备方法用于制备前述任一项所述的otp器件结构；所述制备方法包括：

15、在衬底上形成阱以及浅槽隔离层，以使所述阱与所述浅槽隔离层的上表面处于同层；

16、在所述阱与所述浅槽隔离层之上形成多晶硅栅极；

17、去除位于所述浅槽隔离层之上的所述多晶硅栅极，剩余的所述多晶硅栅极作为第二栅极；

18、在所述第二栅极以及所述浅槽隔离层的表面上形成介质层；

19、在所述介质层之上形成金属栅极，用于形成第一栅极。

20、可选地，所述制备方法还包括：

21、通过平坦化工艺去除第二栅极上的所述介质层以及所述金属栅极，并且剩余的所述金属栅极作为第一栅极。

22、本公开还提供一种otp存储器，所述otp存储器由存储单元所形成的阵列构成；

23、其中，所述存储单元为前述中任意一项所述的otp器件结构。

24、本公开还提供一种otp存储器的操作方法，基于前述的otp存储器，对所述otp存储器中的选中存储单元进行操作；所述操作方法包括：

25、对所述存储单元所对应的otp器件结构的第一栅极施加电压，以使第一栅极与第二栅极之间的介质层被击穿，进行编程操作。

26、可选地，所述操作方法还包括：

27、对所述存储单元所对应的otp器件结构的读取区域mos管的源极施加电压，以使源极的电压大于漏极的电压，读取所述源极和所述漏极之间的电流，进行读取操作。

28、本公开提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述中任一项所述的otp器件结构的制备方法，或者实现前述中任一项所述的otp存储器的操作方法。

29、本公开提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述中任一项所述的otp器件结构的制备方法，或者实现前述中任一项所述的otp存储器的操作方法。

30、在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本公开各较佳实例。

31、本公开的积极进步效果在于：通过将otp器件结构的编程区域的第一栅极与读取区域中mos管结构第二栅极之间的介质层取代传统的反熔丝结构，能够实现在编程具有较高的可靠性，而在读出电流时，具有较大的读出电流。

技术特征：

1.一种otp器件结构，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的otp器件结构，其特征在于，所述第一栅极为金属；

3.根据权利要求1所述的otp器件结构，其特征在于，所述介质层的介电常数大于二氧化硅的介电常数。

4.一种otp器件结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法用于制备如权利要求1至3中任一项所述的otp器件结构；所述制备方法包括：

5.根据权利要求4所述的otp器件结构的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括：

6.一种otp存储器，其特征在于，所述otp存储器由存储单元所形成的阵列构成；

7.一种otp存储器的操作方法，其特征在于，基于权利要求6所述的otp存储器，对所述otp存储器中的选中存储单元进行操作；所述操作方法包括：

8.根据权利要求7所述的otp存储器的操作方法，其特征在于，所述操作方法还包括：

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求4至5中任一项所述的otp器件结构的制备方法，或者实现权利要求7至8中任一项所述的otp存储器的操作方法。

10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求4至5中任一项所述的otp器件结构的制备方法，或者实现权利要求7至8中任一项所述的otp存储器的操作方法。

技术总结本公开提供了一种OTP器件结构及其制备方法、OTP存储器及其操作方法。一种OTP器件结构，包括：衬底；形成在所述衬底上的编程区域和读取区域，所述编程区域和所述读取区域并列；所述编程区域包括第一栅极；所述读取区域为MOS管结构，包括第二栅极；在所述编程区域中所述第一栅极与所述第二栅极之间通过介质层隔离。本公开的积极进步效果在于：通过将OTP器件结构的编程区域的第一栅极与读取区域中MOS管结构第二栅极之间的介质层取代传统的反熔丝结构，能够实现在编程具有较高的可靠性，而在读出电流时，具有较大的读出电流。技术研发人员：汪大祥,张雄,史闻,李青,徐迪受保护的技术使用者：上海朗矽科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/20