专利名称：Otp器件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体制集成电路，尤其是涉及一种OTP器件。
背景技术：
如图1所示，为现有OTP(即一次可编程器件)器件示意图，包括一个工作电压为 5V的NMOS和一个MOS电容，两者通过一较大面积的多晶硅浮栅耦合连接，所述多晶硅浮栅 一端为所述NMOS的栅、另一端和衬底上P阱中的N+扩散区形成MOS电容，所述N+扩散区 和控制栅相连作为所述OTP的字线，以所述NMOS的漏作为所述OTP的位线，所述NMOS的源 作为所述OTP的源。如图2所示，所述OTP的工作原理为初始状态时，在读取状态下，字线和位线加5V电压，源和衬底加OV电压；字线上 的电压通过右边的MOS电容耦合到左边NMOS的栅极，由于正常NMOS的阈值电压通常只有 0. 7V，因此耦合过来的电压足以让该NMOS开启，从而得到一个较大的电流，此为“ 1 ”。当进行编程时，字线加13V、位线加5V电压，源和衬底加OV电压；由于字线和位线 上的电压都比较大，因此该NMOS将发生较强的热载流子注入效，即有很多热电子注入到多 晶硅浮栅中，由于所述多晶硅浮栅具有很多深陷阱，这些注入的热电子不会消失而是被陷 阱限制在多晶硅浮栅中，从而引起NMOS的阈值电压发生高达3 4V的偏移，此时重新读取 该NMOS则处于关闭状态，此为“0”。总而言之，通过一次电压的编程，我们可以使NMOS的阈值电压偏移，从而区分管 子的状态，这就实现了 0ΤΡ，如图3所示，为NMOS在读写前后的转移曲线，可以看出在初始状 态时，NMOS导通，具有较大的源漏电流，为状态“1”;在经过编程后，NMOS截止，为状态“0”。但是，现有OTP器件需要通过电容耦合电压，因此这种结构的面积较大；另外，在 字线端需要增加一次离子注入，即多了一次额外的光刻步骤，增加了成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种OTP器件，能减小器件面积、降低生产成 本。为解决上述技术问题，本发明提供一种OTP器件，由一 NMOS串联一增强型PMOS形 成；所述NMOS为选择管，所述NMOS为增强型或耗尽型，所述NMOS的漏极和所述PMOS的源 极相连，以所述NMOS的栅极作为所述OTP器件的字线，以所述NMOS的源极作为所述OTP器 件的源极；所述PMOS为存储管，所述PMOS的栅极为浮栅，所述PMOS的源极作为所述OTP的 位线。本发明的OTP器件相对于现有的OTP器件，缩小了器件尺寸、减少了面积；同时能 和CMOS制程结合在一起的，不需要增加额外的生产流程，也减少了生产成本。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明
图1是现有OTP器件示意图；图2是现有OTP器件工作原理图；图3是现有OTP器件初始和编程后的I-V曲线；图4是本发明实施例OTP器件示意图。
具体实施例方式如图4所示，为本发明实施例OTP器件示意图，由一增强型NMOS串联一增强型 PMOS形成，所示NMOS形成于P阱中，所述PMOS形成于N阱中，P阱和N阱形成于衬底上；所 述NMOS为选择管，所述NMOS的漏极和所述PMOS的漏极相连，以所述NMOS的栅极作为所述 OTP器件的字线Vg，以所述NMOS的源极作为所述OTP器件的源极Vs，所述NMOS还接有衬底 偏压V bl ；所述PMOS为存储管，所述PMOS的栅极为浮栅，所述PMOS的源极作为所述OTP的 位线Vd，所述PMOS还接有衬底偏压Vb2。如图4所示的OTP器件中所述NMOS和PMOS都通过5V的CMOS制程制作也即本实 施例的工作电压为5V。在初始状态下，所述PMOS的浮栅未注入热载流子，故其阈值电压为负值，因为所 述OTP器件有5个可以选择加电压的接口，因此读写的自由度比较大，可以有多种电压组合 方式，这里列举一种如下电压组合来读取所述OTP器件VS = Vbl = -5V，Vd = Vb2 = 0V, Vg =OV,该电压组合加入所述OTP器件后，所述PMOS的栅源间的电压值即浮栅和Vd间的电压 为0V，而所述PMOS对应的阈值电压是负值，因此所述PMOS不能导通，从而导致所述OTP器 件从Vs到Vd是不能导通的，没有电流通过，使所述OTP为状态“0”。编程时，可加如下电压组合进行写入信息VS = Vbl = -2. 5V，Vd = Vb2 = 2. 5V，Vg =0V,这时候，所述NMOS的栅源电压大于其阈值电压而导通，所述NMOS的源电压Vs传递 到漏端最后再传递到所述PMOS的漏端，使所述PMOS的漏电压约为-2. 5V，使其漏源电压约 为-5V，同时所述PMOS的栅源电压为-2. 5V，这就使得所述PMOS导通，同时所述PMOS的较 高的漏源、栅源电压差的存在，使所述PMOS在其漏端发生强烈的热载流子注入效应，大量 的热电子会注入到浮栅及其下的氧化层里，而热电子注入的强烈程度决定于所述PMOS的 漏源、栅源电压差，可以通过改变所述OTP器件的Vd和Vs之间的压差以及Vd和Vb2的电压 差来自由调节。所述OTP器件经过编程后，在浮栅及其下的氧化层里会有注入的热电子，因此用 和初始状态时相同的读取条件去读该编程后OTP器件时，所述PMOS为常开的，所述OTP器 件从Vs到Vd端是能导通的，是可以读到电流的，这时所述OTP为状态“1”。以上通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限 制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员还可做出许多变形和改进，这些也应 视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种OTP器件，其特征在于由一 NMOS串联一增强型PMOS形成；所述NMOS为选择 管，所述NMOS的漏极和所述PMOS的漏极相连，以所述NMOS的栅极作为所述OTP器件的字 线，以所述NMOS的源极作为所述OTP器件的源极；所述PMOS为存储管，所述PMOS的栅极为 浮栅，所述PMOS的源极作为所述OTP的位线。
2.如权利要求1所述OTP器件，其特征在于所述NMOS为增强型或耗尽型。
全文摘要
本发明公开了一种OTP器件，由一NMOS串联一增强型PMOS形成；所述NMOS为选择管，所述NMOS的漏极和所述PMOS的漏极相连，以所述NMOS的栅极作为所述OTP器件的字线，以所述NMOS的源极作为所述OTP器件的源极；所述PMOS为存储管，所述PMOS的栅极为浮栅，所述PMOS的源极作为所述OTP的位线。本发明能减小器件面积、降低生产成本。
文档编号H01L27/115GK102097437SQ20091020194
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月15日 优先权日2009年12月15日
发明者熊涛, 罗啸, 陈华伦, 陈瑜, 陈雄斌 申请人:上海华虹Nec电子有限公司