反熔丝、反熔丝阵列及其操作方法技术

公开了一种反熔丝、反熔丝阵列及其操作方法。反熔丝阵列包括：有源区，形成在半导体衬底中；狭缝区，形成在有源区的在第一方向上的两个边缘部分；多个选择栅极，在与有源区的第一方向垂直的第二方向上延伸，并耦接到选择字线；多个第一编程栅极，与选择栅极间隔开，形成在由狭缝区隔离的有源区之上，并耦接到第一编程字线；多个第二编程栅极，与选择栅极间隔开，形成在由狭缝区隔离的有源区之上，并耦接到第二编程字线；以及位线，垂直于选择字线。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的交叉引用要求于2015年4月10日提交的第10-2015-0050988号韩国专利申请的优先权，该韩国专利申请的公开内容通过引用整体合并于此。
本公开的实施例涉及一种反熔丝、反熔丝阵列及其操作方法，更具体地，涉及一种具有改善的编程效率的反熔丝阵列。
技术介绍
半导体器件的反熔丝初始处于绝缘状态，并在施加比其阈值电压大的电压时转变为导电状态。反熔丝包括编程晶体管和选择晶体管。反熔丝阵列包括编程晶体管、选择晶体管和位线。选择一个编程晶体管、一个选择晶体管和一个位线以对目标单元编程。当对编程晶体管的编程栅极施加高电压时，编程栅极的栅极绝缘膜由于高电压编程栅极与低电压位线之间的电压差而破坏。更具体地，将足以形成导电沟道的电压施加到选择晶体管的选择栅极，传送编程栅极电压。然后，编程栅极与位线之间的电压差作用于栅极绝缘膜。这引起编程栅极的栅极绝缘膜破坏，完成编程操作。反熔丝允许存储单元的修复在封装级执行，可以提高净裸片(net die)的数量，可以改善产品特性，并且可以克服在使用常规激光熔丝时存在的器件限制和制造限制。由于反熔丝的上述特性，预期反熔丝在各种
中将变得更广泛使用。为了使反熔丝正常作用，必须形成高质量的氧化物膜，使得除非对反熔丝编程，否则电流不泄漏。此外，在编程后，重要的是保证编程操作的成功(即，栅极氧化物膜被完全破坏)。随着必需的熔丝数目的增加以及每个熔丝尺寸的增加，由反熔丝占据的芯片面积也不可避免地增加。因此，一直致力于寻找提高反熔丝的集成度同时维持性能特性的方法。
技术实现思路
本公开的各种实施例在于提供一种反熔丝、反熔丝阵列及其操作方法，其基本上消除相关技术的一个或更多个问题、限制和缺点。实施例涉及一种反熔丝、反熔丝阵列及其操作方法，其中，反熔丝的编程栅极形成为岛状形状，使得在不增加编程栅极区域的尺寸的情况下实现改善的编程效率。根据本公开的实施例，反熔丝包括：有源区，形成在半导体衬底中；狭缝区，形成在有源区的在第一方向上的两个边缘部分；选择栅极，在与有源区的第一方向垂直的第二方向上延伸；以及第一编程栅极和第二编程栅极，与选择栅极间隔开，并安置在由狭缝区隔离的有源区之上。根据本公开的另一方面，反熔丝阵列包括：有源区，形成在半导体衬底中；狭缝区，形成在有源区的在第一方向上的两个边缘部分；多个选择栅极，在与有源区的第一方向垂直的第二方向上延伸，并耦接到选择字线；多个第一编程栅极，与选择栅极间隔开，形成在由狭缝区隔离的有源区之上，并耦接到第一编程字线；多个第二编程栅极，与选择栅极间隔开，形成在由狭缝区隔离的有源区之上，并耦接到第二编程字线；以及位线，垂直于选择字线。根据本公开的另一方面，操作反熔丝阵列的方法包括：当第一编程栅极和第二编程栅极中的至少一个的栅极绝缘膜被破坏时，确定对应的编程栅极的编程状态。反熔丝阵列包括：有源区，形成在衬底中；狭缝区，形成在有源区的在第一方向上的两个边缘部分；多个选择栅极，在与有源区的第一方向垂直的第二方向上延伸，并耦接到选择字线；多个第一编程栅极，与选择栅极间隔开，安置在由狭缝区隔离的有源区之上，并耦接到第一编程字线；多个第二编程栅极，与选择栅极间隔开，安置在由狭缝区隔离的有源区之上，并耦接到第二编程字线；以及位线，垂直于选择字线。将理解的是，前面的总体描述与接下来的详细描述都是示例性的和解释性的，并意在对权利要求书提供进一步的解释。附图说明图1是图示根据本公开实施例的构成反熔丝阵列的熔丝单元的布局图。图2A到图2C是图示根据本公开实施例的反熔丝的剖面图。图3A到图5C是图示根据本公开实施例的形成反熔丝的方法。图6是图示根据本公开实施例的反熔丝阵列的布局图。图7是图示根据本公开实施例的半导体器件的反熔丝阵列的等效电路图。具体实施方式现在将详细地参照特定实施例，在附图中图示了特定实施例的示例。只要可能，就将在整个附图中使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。当对公知或之前讨论
的结构或功能的详细描述可能使主题不太清晰时，将省略对其的描述。反熔丝具有编程特性，其中，反熔丝初始处于绝缘状态，在施加比阈值电压大的电压之后转换到导电状态。反熔丝包括编程晶体管和选择晶体管。图1是图示根据本公开实施例的熔丝单元U的布局图。更详细地，以1×2形状展示具有两个单位单元的熔丝单元U。构成反熔丝阵列的熔丝单元U包括由n沟道型MOS晶体管组成的多个编程栅极120以及多个选择栅极110。参见图1，有源区100在第一方向(即，水平方向)上延伸。尽管未在图1中示出，但有源区100可以由器件隔离层限定。一个有源区100可以包括中心部分以及形成在中心部分的一侧或两侧的至少一个边缘部分。有源区100可以在两个相邻的中心部分连接的条件下由狭缝区123隔离每个边缘部分而形成。换言之，有源区100的两个相邻的中心部分连接，有源区100在有源区100的边缘部分处由狭缝区123划分成两部分。狭缝区123可以形成在基于有源区100的中心部分的一侧和另一侧，并在有源区100的第一方向上延伸。为了方便，在下文中将把通过连接两个相邻的中心部分形成的有源区100称作一个有源区。多个选择栅极110可以形成为跨越有源区100。选择栅极110呈在第二方向上延伸的直线而形成，即，横贯有源区100的方向。两个选择栅极110可以基于设置在它们之间的中心部分而形成在一个有源区100之上。选择栅极110可以构成被配置为选择特定单元的选择晶体管的栅极。多个编程栅极120可以在第一方向上以预定间距相互间隔开，每个编程栅极120安置于选择栅极110的与有源区100的中心部分相对的一侧。编程栅极120可以构成编程晶体管的栅极。编程栅极120可以在通过狭缝区123隔离的有源区100的边缘部分之上沿第二方向隔离。隔离的编程栅极120可以包括第一编程栅极120a和第二编程栅极120b。第一编程栅极120a和第二编程栅极120b中的每个可以形成为岛状形状。第一编程栅极120a和第二编程栅极120b可以通过有源区100的狭缝区123在第二方向上以预定间距相互间隔开。第一编程栅极120a的一侧与第二编程栅极120b的另一侧可以在第二方向上以狭缝区123的临界尺寸(W)相互间隔开。图2A到图2C是图示根据本公开实施例的反熔丝的剖面图。更详细地，图2A是图示沿着图1中的A-A’线截取的反熔丝的剖面图，图2B是沿着图1中的B-B’线截取的反熔丝的剖面图，图2C是图示沿着图1中的C-C’线截取的反熔丝的剖面图。参见图2A到图2C，反熔丝包括多个有源区100，每个有源区100可以由器件隔离膜103限定。一个有源区100可以包括中心部分以及形成在中心部分的一侧或两侧的至少一个边缘部分。有源区100可以在两个相邻的中心部分相互连接的情况下通过经由狭缝区123隔离每个边缘部分而形成。换言之，有源区100的两个相邻的中心部分连接，有源区100在有源区100的边缘部分处由狭缝区123划分成两部分。为了方便，在下文中将把通过连接两个相邻的中心部分而形成的有源区100称作一个有源区。多个选择栅极110可以形成为跨越有源区100(见图2B和图2C)。选择栅极110呈在第二方向上延伸的直线而形成，即，横贯有源区100的方向。两个选择栅极110可以基于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种反熔丝，包括：有源区，形成在半导体衬底中；狭缝区，形成在有源区的在第一方向上的两个边缘部分处；选择栅极，在与有源区的第一方向垂直的第二方向上延伸；以及第一编程栅极和第二编程栅极，与选择栅极间隔开并安置在由狭缝区隔离的有源区之上。

【技术特征摘要】
2015.04.10 KR 10-2015-00509881.一种反熔丝，包括：有源区，形成在半导体衬底中；狭缝区，形成在有源区的在第一方向上的两个边缘部分处；选择栅极，在与有源区的第一方向垂直的第二方向上延伸；以及第一编程栅极和第二编程栅极，与选择栅极间隔开并安置在由狭缝区隔离的有源区之上。2.根据权利要求1所述的反熔丝，其中，狭缝区形成在基于有源区的中心部分的一侧和另一侧，并在有源区的第一方向上延伸。3.根据权利要求1所述的反熔丝，其中，选择栅极安置在由狭缝区隔离的有源区之上，并呈在第二方向上延伸的直线而形成。4.根据权利要求1所述的反熔丝，其中，第一编程栅极和第二编程栅极在第一方向上以预定间距与有源区的中心部分间隔开，并在第二方向上交替地安置。5.根据权利要求1所述的反熔丝，其中，第一编程栅极和第二编程栅极在第二方向上以狭缝区的临界尺寸相互间隔开。6.根据权利要求1所述的反熔丝，其中，第一编程栅极和第二编程栅极中的每个安置为与在第二方向上安置的相邻的有源区重叠。7.根据权利要求1所述的反熔丝，其中，选择栅极、第一编程栅极和第二编程栅极基于有源区的中心部分对称。8.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑龙善，
申请(专利权)人：爱思开海力士有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR