[发明专利]一次可编程非挥发性存储器芯片单元及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种一次可编程非挥发性存储器芯片单元。特别涉及一种 具MOSFET结构的一次可编程挥发性存储器芯片单元。

背景技术

一次可编程存储器器件(OTP)为非挥发性存储元件，其即使被断电 也能保存信息。一次可编程存储器(OTP)可以为电路应用提供灵活多样 和价格低廉的解决方案，因此在多种电路中得到广泛的应用。目前有多种 结构可以实现OTP功能。电容耦合半导体场效应管是其中的一种结构。电 容耦合半导体场效应管的一次可编程非挥发性存储器电路原理见图1所 示。电容的上极板和晶体管的栅极为相连的多晶硅层，其与外部绝缘(也 称位于漂浮状态floating)，图1中字线端(Word line)上加的电压通 过电容下极板耦合到晶体管的栅极从而实现对晶体管的控制。在初始状态 下多晶硅上没有电荷，而在编程状态下，在位线端(bit line)和源极 (source)加上较高的电压，并通过字线端在栅极耦合合适的电压，从而在 晶体管漏极形成热电子注入(HCI)到多晶硅，使多晶硅上存储电子。由 于编程前后晶体管栅极上的电荷状态不同，所以在读取操作时可以读到不 同的电流，从而区别出“0”和“1”的不同状态。传统的电容耦合半导体 场效应管采用平行板电容，而电容占用了较大的面积(见图2)，不利于 单元面积的缩小。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种一次可编程非挥发性存储器芯 片，其通过采用制备沟槽电容，在保持电容值不变的前提下使OTP器件单 元所需面积减少。

为解决上述技术问题，本发明的一次可编程非挥发性存储器芯片单 元，其包括一个电容耦合半导体场效应晶体管和一个电容，其中电容为沟 槽型电容。

本发明还提供一种一次可编程非挥发性存储器芯片单元的制备方法， 该一次可编程非挥发性存储器芯片单元包括一个电容耦合半导体场效应 晶体管和一个电容，其中电容采用沟槽填充的方法制备而成。

本发明的一次可编程非挥发性存储器芯片单元中，采用沟槽型电容取 代了原有技术中常用的平板电容，在保持电容值不变的前提下，大大缩小 OTP单元所占用的面积。

附图说明

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1为电容耦合半导体场效应管的一次可编程非挥发性存储器电路 原理图；

图2为现有的平板电容型的一次可编程非挥发性存储器布局示意图；

图3为本发明的一次可编程非挥发性存储器芯片单元布局示意图；

图4为沿图3中AA’面的截面结构示意图。

具体实施方式

本发明的一次可编程非挥发性存储器芯片单元，其包括一个电容耦合 半导体场效应晶体管和一个电容，其中电容为沟槽型电容，其采用在OTP 芯片制备过程中刻蚀沟槽并填充多晶硅电极的方法制备而成。图3为本发明 的一具体实施中，一次可编程非挥发性存储器芯片单元的平面布局示意图， 图4为图3中的AA’截面结构示意图。该沟槽型电容的制备方法为：在衬底 制备完浅沟槽隔离后，刻蚀电容区域形成沟槽，因电容的电极面积越大， 其电容值越大，故按具体要求沟槽也可刻蚀相对较深；在所述沟槽内侧淀 积介质层，最常用的是热生长一氧化硅层；最后淀积多晶硅填充沟槽。