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        反熔絲結構、存儲器、反熔絲結構的編程操作和讀取操作的制作方法

        文檔序號:45270061發布日期:2026-04-17 20:06閱讀:10來源:國知局

        本申請涉及半導體,具體而言,涉及一種反熔絲結構、存儲器、反熔絲結構的編程操作和反熔絲結構的讀取操作。


        背景技術:

        1、一次性編程的反熔絲(anti-fuse?one-time?programmable,簡稱anti-fuse?otp)是一種基于絕緣介質層擊穿的反熔絲器件,默認是斷開,存儲的是“0”,編程時在薄柵氧上施加高電壓,通過擊穿絕緣介質層使其短路來編程,它的邏輯狀態變為“1”。anti-fuse?otp初始態電阻高達1g歐姆(ω),編程電壓幾伏特~幾十伏特,編程后anti-fuse?otp電阻為幾十歐姆(ω)左右,表現出良好的歐姆電阻特性。anti-fuse?otp只能進行一次編程寫入,如果編程后讀取的值不為“1”,則編程失敗。

        2、現有技術中,采用如圖1和圖2所示的反熔絲結構,此結構的反熔絲在編程時的擊穿電壓和編程成功率分布如圖3所示,基本符合正態分布,其中,若要提高編程良率,需要增大擊穿電壓。


        技術實現思路

        1、本申請提供一種反熔絲結構、存儲器、反熔絲結構的編程操作和反熔絲結構的讀取操作,以解決相關技術中增大擊穿電壓提升編程良率的問題。

        2、根據本申請的一個方面,提供了一種反熔絲結構,包括:第一單元,所述第一單元包括串聯連接的第一mos晶體管和數據單元;第二單元,所述第二單元包括串聯連接的第二mos晶體管和參考單元;靈敏放大器,所述靈敏放大器分別與所述數據單元和所述參考單元連接;其中,所述數據單元包括多個并聯的反熔絲存儲單元,所述參考單元包括多個并聯的反熔絲存儲單元。

        3、可選地,所述數據單元包括基底以及在所述基底的一側設置的第一連接線和第二連接線,所述第一連接線位于所述第二連接線靠近所述基底的一側,所述數據單元還包括:電極層,所述電極層位于所述第一連接線和所述第二連接線之間,所述電極層包括至少一個第一電極層和至少一個第二電極層,其中,所述第一電極層位于所述第一連接線背離所述基底的一側,并與所述第一連接線連接,所述第二電極層位于第二連接線靠近所述基底的一側,并與所述第二連接線連接;多個所述反熔絲存儲單元,所述反熔絲存儲單元連接設置于所述第一電極層和所述第二電極層之間。

        4、可選地,每個所述第一電極層與多個所述反熔絲存儲單元連接;和/或每個所述第一電極層與一個所述反熔絲存儲單元連接。

        5、可選地,每個所述第二電極層與多個所述反熔絲存儲單元連接;和/或每個所述第二電極層與一個所述反熔絲存儲單元連接。

        6、可選地,所述反熔絲存儲單元的個數為2~20個。

        7、可選地,所述的反熔絲結構還包括:所述第一電極層與所述第一連接線包括第一導電部,所述第二電極層與所述第二連接線包括第二導電部。

        8、可選地,反熔絲存儲單元包括磁性隨機存取存儲器單元、相變隨機存取存儲器單元、阻變式隨機存取存儲器單元和鐵電隨機存取存儲器單元中的一種或幾種。

        9、根據本申請的另一個方面,提供了一種存儲器,包括:數據陣列,所述數據陣列包括位于一列上的任意一種所述的反熔絲結構中的第一單元,其中,各所述第一單元的一端分別與所述數據陣列的位線連接,各所述第一單元的另一端分別與所述數據陣列的源級線連接;參考陣列,所述參考陣列包括位于一列上的多個所述反熔絲結構的第二單元,其中,各所述第二單元的一端分別與所述參考陣列的位線連接,各所述第二單元的另一端分別與所述參考陣列的源級線連接;第三mos晶體管,所述第三mos晶體管與所述數據陣列連接的位線連接;第四mos晶體管,所述第四mos晶體管與所述參考陣列連接的位線連接;其中,所述第三mos晶體管和所述第四mos晶體管第四mos晶體管分別與所述反熔絲結構中的靈敏放大器連接。

        10、根據本申請的又一個方面,提供了一種反熔絲結構的編程操作,用于操作任意一種所述的反熔絲結構,所述編程操作包括:在所述反熔絲結構的第一mos晶體管的柵極施加第一電壓,將所述反熔絲結構的第二mos晶體管的柵極懸空;在所述反熔絲結構的數據單元的一端施加第二電壓,在所述第一mos晶體管的源極端施加第三電壓;其中,所述第一電壓為所述第一mos晶體管的開啟電壓,所述第二電壓與所述第三電壓的差值的絕對值大于所述反熔絲結構中的反熔絲存儲單元的擊穿電壓。

        11、根據本申請的再一個方面,提供了一種反熔絲結構的讀取操作,用于操作任意一種所述的反熔絲結構,所述讀取操作包括:在所述反熔絲結構的第一mos晶體管的柵極施加第四電壓,在所述反熔絲結構的第二mos晶體管的柵極施加第五電壓;在所述反熔絲結構的數據單元的一側和所述反熔絲結構的參考單元的一側施加第六電壓,在所述第一mos晶體管的源極和所述第二mos晶體管施的源極分別施加第七電壓,所述反熔絲結構中的第一單元和第二單元分別產生第一電流和第二電流;其中,所述第四電壓和所述第五電壓分別為所述第一mos晶體管和所述第一mos晶體管的開啟電壓,所述第六電壓與所述第七電壓的差值的絕對值小于所述反熔絲結構中的反熔絲存儲單元的擊穿電壓。

        12、應用本申請的技術方案,提供一種反熔絲結構,在該反熔絲結構中,數據單元包括多個并聯的反熔絲存儲單元,當反熔絲結構中所有的反熔絲存儲單元未擊穿時,電阻為rp或者rap,反熔絲結構為高阻態,當提供一定的擊穿電壓時,多個并聯的反熔絲存儲單元中有至少一個反熔絲存儲單元被擊穿時,反熔絲結構的阻值為rb,rb遠小于rp或者rap,反熔絲結構為低組態,即反熔絲結構被有效編程。以此,在不用增大擊穿電壓時,提升了反熔絲結構編程的成功率。


        技術特征:

        1.一種反熔絲結構,其特征在于,包括:

        2.根據權利要求1所述的反熔絲結構,其特征在于,所述數據單元包括基底以及在所述基底的一側設置的第一連接線和第二連接線,所述第一連接線位于所述第二連接線靠近所述基底的一側,所述數據單元還包括:

        3.根據權利要求2所述的反熔絲結構,其特征在于,每個所述第一電極層與多個所述反熔絲存儲單元連接;和/或每個所述第一電極層與一個所述反熔絲存儲單元連接。

        4.根據權利要求2所述的反熔絲結構,其特征在于,每個所述第二電極層與多個所述反熔絲存儲單元連接;和/或每個所述第二電極層與一個所述反熔絲存儲單元連接。

        5.根據權利要求2所述的反熔絲結構,其特征在于,所述反熔絲存儲單元的個數為2~20個。

        6.根據權利要求2所述的反熔絲結構,其特征在于,還包括:所述第一電極層與所述第一連接線包括第一導電部,所述第二電極層與所述第二連接線包括第二導電部。

        7.根據權利要求1至6中任意一項所述的反熔絲結構,其特征在于,反熔絲存儲單元包括磁性隨機存取存儲器單元、相變隨機存取存儲器單元、阻變式隨機存取存儲器單元和鐵電隨機存取存儲器單元中的一種或幾種。

        8.一種存儲器,其特征在于,包括:

        9.一種反熔絲結構的編程操作,其特征在于,用于操作權利要求1至7中任意一項所述的反熔絲結構,所述編程操作包括:

        10.一種反熔絲結構的讀取操作,其特征在于,用于操作權利要求1至7中任意一項所述的反熔絲結構,所述讀取操作包括:


        技術總結
        本申請公開了反熔絲結構、存儲器、反熔絲結構的編程操作和讀取操作,該反熔絲結構包括:第一單元,第一單元包括串聯連接的第一MOS晶體管和數據單元;第二單元,第二單元包括串聯連接的第二MOS晶體管和參考單元;靈敏放大器,靈敏放大器分別與數據單元和參考單元連接;其中,數據單元包括多個并聯的反熔絲存儲單元,參考單元包括多個并聯的反熔絲存儲單元。以解決相關技術中增大擊穿電壓提升編程良率的問題。

        技術研發人員:陳雪飛,鄭澤杰,何世坤,謝雪杰
        受保護的技術使用者:浙江馳拓科技有限公司
        技術研發日:
        技術公布日:2026/4/16
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