本公開涉及一種可配置反熔絲(antifuse)只讀存儲器(ROM)。它特別地涉及一種一次性可編程存儲器(OTP存儲器)。

背景技術(shù)：

圖1是示出了反熔絲及其存取晶體管的示例的電路圖。該反熔絲包括電容器1并且與存取晶體管3串聯(lián)連接。晶體管3的源極5連接至電壓源V_S，晶體管3的柵極7連接至電壓源V_G，以及晶體管3的漏極9連接至電容器1的第一端子。電容器的自由端子或極板連接至電壓源V_HT。在初始狀態(tài)中，反熔絲稱作是未編程的。其阻抗例如在一GΩ的量級。當(dāng)高電壓施加至電容器時，后者擊穿并且進(jìn)入低阻抗?fàn)顟B(tài)，例如在10kΩ的量級。反熔絲稱作是已編程的。為了使得電容器1擊穿，尋址電壓V_G施加至晶體管柵極并且強電壓差V_HT－V_S施加在電容器1的自由端子與晶體管3的源極5之間。該類型的反熔絲用作在存儲器陣列中的存儲器單元。為了編程該存儲器陣列，電壓V_S、V_G、V_HT的應(yīng)用端子分布在存儲器陣列的行和列上。

圖2是示出了圖1的反熔絲及其存取晶體管3的實施例的視圖。視圖示出了與存取晶體管3串聯(lián)的電容器1，存取晶體管3具有源極5、柵極7和漏極9以及電壓V_S、V_G、V_HT的應(yīng)用端子。電容器1和晶體管3形成在相同的半導(dǎo)體襯底11上。晶體管3的源極5由支持電接觸的襯底11(N⁺)的重?fù)诫sN部分形成。電接觸由通孔13連接至形成在第一金屬化層中的第一電極15，從而形成電壓V_S的應(yīng)用端子。晶體管3的柵極7形成在駐留在少或非P類型摻雜(P^-)的襯底一部分上的絕緣柵極材料的層17上。電柵極接觸由通孔19連接至形成在第一金屬化層中的第二柵極電極21，從而形成電壓V_G的應(yīng)用端子。晶體管3的漏極9由重?fù)诫sN型襯底部分(N⁺)形成。該部分也形成了電容器1的第一極板。實際上，具有與層17基本上相等厚度和相同結(jié)構(gòu)的絕緣材料的層23駐留在該部分上。層23支撐電容器的第二極板25。由通孔27連接至形成在第一金屬化層中、形成了電壓V_HT的應(yīng)用端子的第三電極29的電接觸位于極板25上。

為了訪問存儲在使用該類型反熔絲的存儲器中的數(shù)據(jù)，竊取者可以借由電子掃描顯微鏡采用電子掃描結(jié)構(gòu)并且施加偏置電壓。具有流過其中的電流的已編程存儲器單元將隨后出現(xiàn)作為光斑。在已經(jīng)分層了形成在部件上的金屬化層之后，該攻擊可以從上表面執(zhí)行，以便于到達(dá)第一金屬化層的電極15、21、29。攻擊也可以從下表面執(zhí)行，優(yōu)選地在已經(jīng)減薄了襯底之后。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

實施例的目的在于形成避免了現(xiàn)有裝置缺點的至少一些的可配置ROM。

實施例的目的在于形成不太易于受到竊取者攻擊的可配置ROM。

因此，實施例提供了一種包括電可編程反熔絲和通過掩蔽(masking)已編程的反熔絲的可配置ROM。

根據(jù)實施例，一種電可編程反熔絲包括電容器，電容器與存取晶體管串聯(lián)連接，電容器包括駐留在絕緣材料層上的極板，電接觸被形成在晶體管柵極上、在晶體管與電容器相反的主區(qū)域上、以及在電容器極板上。

根據(jù)實施例，通過掩蔽編程的反熔絲包括電可編程反熔絲的部件，并且進(jìn)一步包括在晶體管和電容器之間的襯底上的電接觸。

根據(jù)實施例，所述電接觸的每一個由通孔連接至形成在第一金屬化層中的電極。

根據(jù)實施例，電可編程反熔絲的電容器的電極具有等同于通過掩蔽編程的反熔絲的電容器的電極的那些形狀和尺寸。

根據(jù)實施例，絕緣材料的層具有與存取晶體管的柵極絕緣體層的相同厚度并且由相同材料制成。

根據(jù)實施例，絕緣材料的層和柵極絕緣層具有在從1至10nm范圍內(nèi)的厚度。

在以下具體實施例的非限定性說明中將結(jié)合附圖詳細(xì)討論前述和其他特征以及優(yōu)點。

附圖說明

圖1示出了電可編程反熔絲及其存取晶體管的電路圖；

圖2是示出了電可編程反熔絲及其存取晶體管的實施例的剖視圖；

圖3是示出了通過掩蔽編程的反熔絲及其存取晶體管的實施例的剖視圖；

圖4是通過掩蔽編程的反熔絲及其存取晶體管的實施例的頂視圖；

圖5是電可編程反熔絲及其存取晶體管的實施例的頂視圖；

圖6示出了可配置ROM陣列的實施例。

具體實施方式

在不同附圖中已經(jīng)采用相同參考數(shù)字標(biāo)注相同元件，并且進(jìn)一步的，各個附圖并未按照比例。為了清楚，僅已經(jīng)示出并詳述有助于理解所述實施例的那些步驟和元件。

在以下說明書中，當(dāng)對于限制了相對位置的術(shù)語諸如術(shù)語“頂部”、“下部”和“上部”時，對于附圖中所關(guān)注元件的朝向做出參考。除非另外規(guī)定，表達(dá)“以……的量級”意味著在10％內(nèi)，優(yōu)選地在5％內(nèi)。

圖3是通過掩蔽編程的反熔絲及其存取晶體管的實施例的剖視圖。在該附圖中，采用相同的參考數(shù)字標(biāo)注與圖1和圖2相同的元件。圖3的反熔絲具有與圖2的反熔絲相同的通用配置并且進(jìn)一步包括在電容器1的附近的晶體管的漏極9上的電接觸件。接觸件由通孔31連接至形成了電壓V_HT的應(yīng)用端子的電極33。層23具有在從1nm至10nm范圍內(nèi)的厚度，并且可以由絕緣材料的單一層或者絕緣材料的層堆疊而形成。作為示例，絕緣材料可以是二氧化硅或二氧化鉿。電極33具有足夠的延長以覆蓋通孔27和31。通孔31因此短路了電容器1。由掩模限定通孔31，掩膜尤其限定了將晶體管3的源極5連接至形成訪問電壓V_S的端子的電極15。反熔絲因此通過制造而編程。

圖4是通過掩蔽圖3中該類型的反熔絲而編程的反熔絲的實施例的頂視圖。晶體管3和電容器1形成在具有矩形輪廓的半導(dǎo)體襯底11上。電容器1的極板25駐留在絕緣材料(圖4中未示出)的層23上，層23自身駐留在晶體管3的漏極9上。在所示的示例中，極板25延伸直至由此形成了兩個對稱通孔27的接觸區(qū)域。電極15、21和33如所示以虛線界定。形成電壓V_HT的應(yīng)用端子的電極33特別地覆蓋了通孔31和通孔27。

圖5是圖2的電可編程反熔絲及其存取晶體管的實施例的頂視圖。在該附圖中，采用相同參考數(shù)字標(biāo)注與圖4中相同的元件。形成了電壓V_HT的應(yīng)用端子的電極29形成為與圖4的通過掩蔽編程的反熔絲的電極33具有相同形狀和相同延伸范圍。因此，在頂視圖中，電可編程反熔絲和通過掩蔽編程的反熔絲是等同的。

圖6是可配置ROM的存儲器單元的陣列4的簡化頂視圖。

該可配置ROM包括電可編程反熔絲以及通過掩蔽編程的反熔絲。

空白存儲器單元42是處于未編程狀態(tài)的電可編程反熔絲。采用黑點標(biāo)記的存儲器單元44是處于已編程狀態(tài)的電可編程反熔絲。采用交叉標(biāo)記的存儲器單元46是通過掩蔽編程的反熔絲。通過掩蔽編程的反熔絲的阻抗例如在10Ω的量級，并且小于處于已編程狀態(tài)下電可編程反熔絲的阻抗，其例如在10kΩ的量級。

兩種類型反熔絲的光學(xué)觀察并未使能相互區(qū)分它們，因為它們具有等同的方面。

采用在現(xiàn)有技術(shù)討論中所述的電子掃描顯微鏡觀察，可以希望查看不同類型反熔絲的狀態(tài)。通過掩蔽編程的反熔絲具有比電可編程反熔絲較低的阻抗并且傳導(dǎo)了最大的電子流。竊取者將隨后查看對于通過掩蔽編程的反熔絲的尖銳光斑。然而，處于已編程狀態(tài)的電可編程反熔絲無法與未編程反熔絲區(qū)分。竊取者可以因此相信在圖6中采用黑點標(biāo)記的已編程單元是未編程的并且將無法訪問存儲在存儲器中的所有數(shù)據(jù)。

已經(jīng)描述了具體實施例。各個改變、修改和改進(jìn)對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是易于發(fā)生的。特別地：

－摻雜的半導(dǎo)體襯底可以對應(yīng)于形成在固體半導(dǎo)體襯底中的阱，或者對應(yīng)于絕緣體上硅結(jié)構(gòu)(SOI)；

－上述偏置均可以反轉(zhuǎn)；

－阻抗值僅給出作為示例；

－所述電容器可以替換為具有第一高電阻率狀態(tài)和第二低電阻率狀態(tài)的任何其他類型反熔絲；

－可以使用多個例如三個串聯(lián)連接的存取晶體管以承擔(dān)在編程操作中所包含的高電壓。

該改變、修改和改進(jìn)意在是本公開的一部分，并且意在落入本實用新型的精神和范圍內(nèi)。因此，前述說明書僅是借由示例的方式并且并非意在是限定性的。本實用新型僅由如以下權(quán)利要求及其等價形式所限定。