[发明专利]可提高写入效能的非易失性存储单元

说明书

本发明公开了一种非易失性存储单元，包含一选择栅极晶体管、一跟随栅极晶体管及一逆熔丝可变电容，耦合串接在有源区域上；一第一离子井及一第二离子井，具有第一导电型，设于有源区域，其中跟随栅极晶体管与第一离子井部分重叠，其中第二离子井的掺杂浓度小于第一离子井的掺杂浓度。

技术领域

本发明涉及非易失性存储单元(NVM)领域，特别是一种可提高写入效能的单次写入(OTP)存储单元。

背景技术

非易失性存储单元(nonvolatile memory cell,NVM)是一种存储器，其即使在没有被提供电力的情况下也可以保存其贮存的信息。一些实施例包括磁性设备、光学盘片、闪存和其他半导体存储器。根据写入次数限制，非易失性存储单元组件分为多次写入(multi-time programmable,MTP)存储器和单次写入(one-time programmable,OTP)存储器。

通常，MTP存储器可以多次写入，并且可以多次修改MTP存储器的存储数据。相反地，OTP存储器可以被写入一次。OTP存储器可以分为两种类型，例如，熔丝型OTP存储器和逆熔丝型OTP存储器。

发明内容

本发明的目的是提供一可提高写入效能的单次写入(OTP)存储单元。

根据本发明一实施例，本发明提出一种非易失性存储单元，包含一硅衬底，具有一第一导电型，其中硅衬底包含一有源区域，被一沟道绝缘区域围绕；一选择栅极晶体管、一跟随栅极晶体管及一逆熔丝可变电容，耦合串接在有源区域上，其中跟随栅极晶体管设置在选择栅极晶体管与逆熔丝可变电容中间；一第一离子井，具有第一导电型，设于有源区域，其中跟随栅极晶体管与第一离子井部分重叠；以及一第二离子井，具有第一导电型，设于有源区域并与第一离子井相连，其中第二离子井的掺杂浓度小于第一离子井的掺杂浓度。

根据本发明一实施例，选择栅极晶体管包括一字线栅极、字线栅极与有源区域之间的一选择栅极氧化层、设置在字线栅极一侧的一源极掺杂区域、设置在字线栅极另一侧的一第一源极/漏极掺杂区域、耦合到源极掺杂区域的一第一源极/漏极延伸区域、耦合到第一源极/漏极掺杂区域的一第二源极/漏极延伸区域，及第一源极/漏极延伸区域与第二源极/漏极延伸区域之间的一选择栅极通道。

根据本发明一实施例，源极掺杂区域与第一源极/漏极掺杂区域具有一第二导电型，第二导电型与第一导电型相反。

根据本发明一实施例，源极掺杂区域与第一源极/漏极掺杂区域皆设置在第一离子井内。

根据本发明一实施例，跟随栅极晶体管包括一跟随栅极、跟随栅极与有源区域之间的一跟随栅极氧化层、设置在跟随栅极一侧的第一源极/漏极掺杂区域、设置在跟随栅极另一侧的一第二源极/漏极掺杂区域、耦合到第一源极/漏极掺杂区域的一第三源极/漏极延伸区域、耦合到第二源极/漏极掺杂区域的一第四源极/漏极延伸区域，及第三源极/漏极延伸区域与第四源极/漏极延伸区域之间的一跟随栅极通道。

根据本发明一实施例，第一源极/漏极掺杂区域与耦合到第一源极/漏极掺杂区域的第三源极/漏极延伸区域设置在第一离子井内。

根据本发明一实施例，第二源极/漏极掺杂区域与耦合到第二源极/漏极掺杂区域的第四源极/漏极延伸区域设置在第二离子井内。

根据本发明一实施例，第二源极/漏极掺杂区域具有第二导电型。

根据本发明一实施例，跟随栅极通道是由部分第一离子井与部分第二离子井所构成。

根据本发明一实施例，逆熔丝可变电容包括一逆熔丝栅极、逆熔丝栅极与有源区域之间的一逆熔丝栅极氧化层、设置在逆熔丝栅极一侧的该第二源极/漏极掺杂区域、设置在逆熔丝栅极另一侧的一漏极掺杂区域、耦合到第二源极/漏极掺杂区域的一第五源极/漏极延伸区域、耦合到漏极掺杂区域的一第六源极/漏极延伸区域。