(57)【要約】      （修正有）【課題】メモリセルおよびメモリアレイの領域全体を小さくするワンタイムプログラマブルメモリアレイを提供する。【解決手段】メモリセル２００は、第一選択トランジスタ２１０と、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０と、アンチヒューズトランジスタ２３０と、第二フォローイングゲートトランジスタ２４０と、第二選択トランジスタ２５０と、を含む。第一選択トランジスタと第二選択トランジスタのゲート端子はワード線ＷＬに結合され、第一フォローイングゲートトランジスタと第二フォローイングゲートトランジスタのゲート端子はフォローイング制御線ＦＬに結合され、アンチヒューズトランジスタのゲート端子はアンチヒューズ制御線ＡＦに結合される。第二フォローイングゲートトランジスタと第二選択トランジスタは、アンチヒューズトランジスタに対して、第一フォローイングゲートトランジスタと第一選択トランジスタに対して対称的に配置される。【選択図】図３
2018032460.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビット線に結合されている第一端子と、第二端子と、ワード線に結合されているゲート端子と、を有する第一選択トランジスタと、
前記第一選択トランジスタの第二端子に結合されている第一端子と、第二端子と、フォローイング制御線に結合されているゲート端子と、を有する第一フォローイングゲートトランジスタと、
前記第一フォローイングゲートトランジスタの第二端子に結合されている第一端子と、第二端子と、アンチヒューズ制御線に結合されているゲート端子と、を有するアンチヒューズトランジスタと、
前記アンチヒューズトランジスタの第二端子に結合されている第一端子と、第二端子と、前記フォローイング制御線に結合されているゲート端子と、を有する第二フォローイングゲートトランジスタと、
前記第二フォローイングゲートトランジスタの第二端子に結合されている第一端子と、前記ビット線に結合されている第二端子と、前記ワード線に結合されているゲート端子と、を有する第二選択トランジスタと、
を含むメモリセル。
【請求項２】
前記第一選択トランジスタは、さらに、前記第一選択トランジスタの第一端子に結合されている第一ソース／ドレイン拡張領域と、前記第一選択トランジスタの第二端子に結合されている第二ソース／ドレイン拡張領域と、を含み、前記第一選択トランジスタの該第一ソース／ドレイン拡張領域及び該第二ソース／ドレイン拡張領域は、前記第一選択トランジスタのゲート端子の下方に配置されており、
前記第一フォローイングゲートトランジスタは、さらに、前記第一フォローイングゲートトランジスタのゲート端子の下方に、前記第一フォローイングゲートトランジスタの第一端子に結合されている第一ソース／ドレイン拡張領域を含み、
前記第二フォローイングゲートトランジスタは、前記第二フォローイングゲートトランジスタのゲート端子の下方に、前記第二フォローイングゲートトランジスタの第二端子に結合されている第一ソース／ドレイン拡張領域を含み、
前記第二選択トランジスタは、前記第二選択トランジスタの第一端子に結合されている第一ソース／ドレイン拡張領域と、前記第二選択トランジスタの第二端子に結合されている第二ソース／ドレイン拡張領域と、を含み、前記第二選択トランジスタの該第一ソース／ドレイン拡張領域及び該第二ソース／ドレイン領域は、前記第二選択トランジスタのゲート端子の下方に配置されている、請求項１に記載のメモリセル。
【請求項３】
前記アンチヒューズトランジスタは、金属酸化物半導体キャパシタである、請求項２に記載のメモリセル。
【請求項４】
前記第一フォローイングゲートトランジスタは、さらに、前記第一フォローイングゲートトランジスタのゲート端子の下方に、前記第一フォローイングゲートトランジスタの第二端子に結合されている第二ソース／ドレイン拡張領域を含み、
前記アンチヒューズトランジスタは、さらに、前記アンチヒューズトランジスタの第一端子に結合されている第一ソース／ドレイン拡張領域と、前記アンチヒューズトランジスタの第二端子に結合されている第二ソース／ドレイン拡張領域と、を含み、前記アンチヒューズトランジスタの該第一ソース／ドレイン拡張領域及び該第二ソース／ドレイン領域は、前記アンチヒューズトランジスタのゲート端子の下方に配置されており、
前記第二フォローイングゲートトランジスタは、前記第二フォローイングゲートトランジスタのゲート端子の下方に、前記第二フォローイングゲートトランジスタの第一端子に結合されている第二ソース／ドレイン拡張領域を含む、請求項２に記載のメモリセル。
【請求項５】
前記アンチヒューズトランジスタは、金属酸化物半導体キャパシタである、請求項４に記載のメモリセル。
【請求項６】
前記第一フォローイングゲートトランジスタは、さらに、前記第一フォローイングゲートトランジスタのゲート端子の下方に、前記第一フォローイングゲートトランジスタの第二端子に結合されている修正ソース／ドレイン拡張領域を含み、
前記アンチヒューズトランジスタは、さらに、前記アンチヒューズトランジスタのゲート端子の下方に、前記アンチヒューズトランジスタの第一端子及び第二端子に結合されている修正ソース／ドレイン拡張領域を含み、
前記第二フォローイングゲートトランジスタは、前記第二フォローイングゲートトランジスタのゲート端子の下方に、前記第二フォローイングゲートトランジスタの第一端子に結合されている修正ソース／ドレイン拡張領域を含む、請求項２に記載のメモリセル。
【請求項７】
前記アンチヒューズトランジスタは、アンチヒューズバラクタである、請求項６に記載のメモリセル。
【請求項８】
前記第一フォローイングゲートトランジスタの第二端子、前記アンチヒューズトランジスタの第一端子及び第二端子並びに前記第二フォローイングゲートトランジスタの第一端子は、ウェル内に配置されている、請求項２に記載のメモリセル。
【請求項９】
前記第一選択トランジスタ、前記第一フォローイングゲートトランジスタ、前記第二選択トランジスタ及び前記第二フォローイングゲートトランジスタは、Ｎ型金属酸化物半導体電界効果トランジスタであり、
前記ウェルは、Ｎウェルである、請求項８に記載のメモリセル。
【請求項１０】
前記アンチヒューズトランジスタは、アンチヒューズバラクタである、請求項８に記載のメモリセル。
【請求項１１】
前記第一選択トランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さ、前記第一フォローイングゲートトランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さ、前記アンチヒューズトランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さ、前記第二フォローイングゲートトランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さ及び前記第二選択トランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さは、実質的に同一である、請求項１に記載のメモリセル。
【請求項１２】
前記第一選択トランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さ、前記第一フォローイングゲートトランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さ、前記第二フォローイングゲートトランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さ及び前記第二選択トランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さは、実質的に同一であり、前記アンチヒューズトランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さよりも大きい、請求項１に記載のメモリセル。
【請求項１３】
複数のメモリセルを含むメモリアレイであって、各メモリセルは、
ビット線に結合されている第一端子と、第二端子と、ワード線に結合されているゲート端子と、を有する第一選択トランジスタと、
前記第一選択トランジスタの第二端子に結合されている第一端子と、第二端子と、フォローイング制御線に結合されているゲート端子と、を有する第一フォローイングゲートトランジスタと、
前記第一フォローイングゲートトランジスタの第二端子に結合されている第一端子と、第二端子と、アンチヒューズ制御線に結合されているゲート端子と、を有するアンチヒューズトランジスタと、
前記アンチヒューズトランジスタの第二端子に結合されている第一端子と、第二端子と、前記フォローイング制御線に結合されているゲート端子と、を有する第二フォローイングゲートトランジスタと、
前記第二フォローイングゲートトランジスタの第二端子に結合されている第一端子と、前記ビット線に結合されている第二端子と、前記ワード線に結合されているゲート端子と、を有する第二選択トランジスタと、を含み、
同一の列に配置されているメモリセルは、同一のアクティブ領域内に配置されている、メモリアレイ。
【請求項１４】
前記第一選択トランジスタは、さらに、前記第一選択トランジスタの第一端子に結合されている第一ソース／ドレイン拡張領域と、前記第一選択トランジスタの第二端子に結合されている第二ソース／ドレイン拡張領域と、を含み、前記第一選択トランジスタの該第一ソース／ドレイン拡張領域及び該第二ソース／ドレイン拡張領域は、前記第一選択トランジスタのゲート端子の下方に配置されており、
前記第一フォローイングゲートトランジスタは、さらに、前記第一フォローイングゲートトランジスタのゲート端子の下方に、前記第一フォローイングゲートトランジスタの第一端子に結合されている第一ソース／ドレイン拡張領域を含み、
前記第二フォローイングゲートトランジスタは、前記第二フォローイングゲートトランジスタのゲート端子の下方に、前記第二フォローイングゲートトランジスタの第二端子に結合されている第一ソース／ドレイン拡張領域を含み、
前記第二選択トランジスタは、前記第二選択トランジスタの第一端子に結合されている第一ソース／ドレイン拡張領域と、前記第二選択トランジスタの第二端子に結合されている第二ソース／ドレイン拡張領域と、を含み、前記第二選択トランジスタの該第一ソース／ドレイン拡張領域及び該第二ソース／ドレイン領域は、前記第二選択トランジスタのゲート端子の下方に配置されている、請求項１３に記載のメモリアレイ。
【請求項１５】
前記アンチヒューズトランジスタは、金属酸化物半導体キャパシタである、請求項１４に記載のメモリアレイ。
【請求項１６】
前記第一フォローイングゲートトランジスタは、さらに、前記第一フォローイングゲートトランジスタのゲート端子の下方に、前記第一フォローイングゲートトランジスタの第二端子に結合されている第二ソース／ドレイン拡張領域を含み、
前記アンチヒューズトランジスタは、さらに、前記アンチヒューズトランジスタの第一端子に結合されている第一ソース／ドレイン拡張領域と、前記アンチヒューズトランジスタの第二端子に結合されている第二ソース／ドレイン拡張領域と、を含み、前記アンチヒューズトランジスタの該第一ソース／ドレイン拡張領域及び該第二ソース／ドレイン領域は、前記アンチヒューズトランジスタのゲート端子の下方に配置されており、
前記第二フォローイングゲートトランジスタは、前記第二フォローイングゲートトランジスタのゲート端子の下方に、前記第二フォローイングゲートトランジスタの第一端子に結合されている第二ソース／ドレイン拡張領域を含む、請求項１４に記載のメモリアレイ。
【請求項１７】
前記アンチヒューズトランジスタは、金属酸化物半導体キャパシタである、請求項１６に記載のメモリアレイ。
【請求項１８】
前記第一フォローイングゲートトランジスタは、さらに、前記第一フォローイングゲートトランジスタのゲート端子の下方に、前記第一フォローイングゲートトランジスタの第二端子に結合されている修正ソース／ドレイン拡張領域を含み、
前記アンチヒューズトランジスタは、さらに、前記アンチヒューズトランジスタのゲート端子の下方に、前記アンチヒューズトランジスタの第一端子及び第二端子に結合されている修正ソース／ドレイン拡張領域を含み、
前記第二フォローイングゲートトランジスタは、前記第二フォローイングゲートトランジスタのゲート端子の下方に、前記第二フォローイングゲートトランジスタの第一端子に結合されている修正ソース／ドレイン拡張領域を含む、請求項１４に記載のメモリアレイ。
【請求項１９】
前記アンチヒューズトランジスタは、アンチヒューズバラクタである、請求項１８に記載のメモリアレイ。
【請求項２０】
前記第一フォローイングゲートトランジスタの第二端子、前記アンチヒューズトランジスタの第一端子及び第二端子並びに前記第二フォローイングゲートトランジスタの第一端子は、ウェル内に配置されている、請求項１４に記載のメモリアレイ。
【請求項２１】
前記第一選択トランジスタ、前記第一フォローイングゲートトランジスタ、前記第二選択トランジスタ及び前記第二フォローイングゲートトランジスタは、Ｎ型金属酸化物半導体電界効果トランジスタであり、
前記ウェルは、Ｎウェルである、請求項２０に記載のメモリアレイ。
【請求項２２】
前記アンチヒューズトランジスタは、アンチヒューズバラクタである、請求項２１に記載のメモリアレイ。
【請求項２３】
前記第一選択トランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さ、前記第一フォローイングゲートトランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さ、前記アンチヒューズトランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さ、前記第二フォローイングゲートトランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さ及び前記第二選択トランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さは、実質的に同一である、請求項１３に記載のメモリアレイ。
【請求項２４】
前記第一選択トランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さ、前記第一フォローイングゲートトランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さ、前記第二フォローイングゲートトランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さ及び前記第二選択トランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さは、実質的に同一であり、前記アンチヒューズトランジスタのゲート端子のゲート酸化物の厚さよりも大きい、請求項１３に記載のメモリアレイ。
【請求項２５】
同一の行に配置されているメモリセルは、同一のアンチヒューズ制御線、同一のフォローイング制御線、同一のワード線及び異なるビット線に結合されており、
同一の列に配置されているメモリセルは、異なるアンチヒューズ制御線、異なるワード線、同一のフォローイング制御線及び同一のビット線に結合されている、請求項１３に記載のメモリアレイ。
【請求項２６】
前記メモリセルのプログラム動作時は、
前記ワード線は、第一電圧から第二電圧までの範囲にあり、
前記フォローイング制御線は、前記第二電圧から第三電圧までの範囲にあり、
前記アンチヒューズ制御線は、前記第三電圧であり、
前記ビット線は、第四電圧であり、
前記第三電圧は前記第二電圧よりも大きく、前記第二電圧は前記第一電圧よりも大きく、前記第一電圧は前記第四電圧よりも大きい、請求項２５に記載のメモリアレイ。
【請求項２７】
前記メモリセルのプログラム動作時は、
該メモリセルと同一の行に配置されている非選択メモリセルに結合されているビット線は、前記第一電圧である、請求項２６に記載のメモリアレイ。
【請求項２８】
前記メモリセルのプログラム動作時は、
該メモリセルと同一の列に配置されている非選択メモリセルに結合されているワード線は、前記第四電圧であり、
前記非選択メモリセルに結合されているアンチヒューズ制御線は、前記第四電圧である、請求項２６に記載のメモリアレイ。
【請求項２９】
前記メモリセルの読出動作時は、
前記ワード線は、第一電圧であり、
前記フォローイング制御線は、前記第一電圧であり、
前記アンチヒューズ制御線は、前記第一電圧から第二電圧までの範囲にあり、
前記ビット線は、第四電圧であり、
前記第二電圧は前記第一電圧よりも大きく、前記第一電圧は前記第四電圧よりも大きい、請求項２５に記載のメモリアレイ。
【請求項３０】
前記メモリセルの読出動作時は、
該メモリセルと同一の行に配置されている非選択メモリセルに結合されているビット線は、前記第一電圧である、請求項２９に記載のメモリアレイ。
【請求項３１】
前記メモリセルの読出動作時は、
該メモリセルと同一の列に配置されている非選択メモリセルに結合されているワード線は、前記第四電圧であり、
前記非選択メモリセルに結合されているアンチヒューズ制御線は、前記第四電圧である、請求項２９に記載のメモリアレイ。
【請求項３２】
前記メモリセルの逆読出動作時は、
前記ワード線は、第一電圧から第二電圧までの範囲にあり、
前記フォローイング制御線は、前記第一電圧から前記第二電圧までの範囲にあり、
前記アンチヒューズ制御線は、第四電圧であり、
前記ビット線は、前記第一電圧から前記第二電圧までの範囲にあり、
前記第二電圧は前記第一電圧よりも大きく、前記第一電圧は前記第四電圧よりも大きい、請求項２５に記載のメモリアレイ。
【請求項３３】
前記メモリセルの逆読出動作時は、
該メモリセルと同一の行に配置されている非選択メモリセルに結合されているビット線は、前記第四電圧である、請求項３２に記載のメモリアレイ。
【請求項３４】
前記メモリセルの逆読出動作時は、
該メモリセルと同一の列に配置されている非選択メモリセルに結合されているワード線は、前記第四電圧であり、
前記非選択メモリセルに結合されているアンチヒューズ制御線は、前記第四電圧である、請求項３２に記載のメモリアレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、メモリアレイに関連し、より詳細には、小さいチップ領域を有するワンタイムプログラマブルメモリアレイに関連する。
【背景技術】
【０００２】
不揮発性メモリ（ＮＶＭ）は、電力がメモリブロックに供給されないときでも、記憶する情報を保持するタイプのメモリである。いくつかの例は、磁気デバイスと、光学ディスクと、フラッシュメモリと、他の半導体ベースのメモリトポロジーと、を含む。プログラミングの回数制限に応じて、不揮発性メモリデバイスは、マルチタイムプログラマブル（ＭＴＰ）メモリとワンタイムプログラマブル（ＯＴＰ）メモリに分類される。
【０００３】
図１は、先行技術の従来のＯＴＰメモリアレイ１０を示す。メモリアレイ１０は、複数のメモリセル１００を含む。各メモリセル１００は、選択トランジスタ１１０と、フォローイングゲートトランジスタ１２０と、アンチヒューズトランジスタ１３０と、を含む。選択トランジスタ１１０は、プログラムされるメモリセルを選択するのに用いられる。メモリセル１００をプログラミングするときに、高電圧により選択トランジスタがブレークダウンする（break  down）のを回避するため、フォローイングゲートトランジスタ１２０が、アンチヒューズトランジスタ１３０と選択トランジスタとの間に追加される。メモリセル１００をプログラミングするときは、アンチヒューズトランジスタ１３０が破壊されて（ruptured）、金属酸化物半導体キャパシタとして振る舞うので、論理「１」のデータをＯＴＰメモリセル１００に書き込むことができる。
【０００４】
図２は、ＯＴＰメモリセル１００のレイアウトを示す。図２において、２つのメモリセル１００が、異なるアクティブ領域ＡＡ１及びＡＡ２にそれぞれ配置されている。また、レイアウトの設計規則により、ダミーポリ（dummy  poly）ＰＯ及びポリオーバ拡散エッジＰＯＤＥ等の絶縁構造が、製造プロセスの安定性のためにアクティブ領域間に追加されている。同様に、メモリアレイ１０の全てのＯＴＰメモリセル１００が異なるアクティブ領域に配置されている。このため、ダミー絶縁構造は、ＯＴＰメモリアレイのレイアウトの至る所で見つかる可能性があり、ＯＴＰメモリアレイ１０によって必要とされるチップ領域をかなり大きくしてしまう。ゆえに、より効率よくチップ領域を利用し、小さいチップ領域を有するメモリアレイを設計する方法が解決される課題となる。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の一つの実施形態は、メモリセルを開示する。メモリセルは、第一選択トランジスタと、第一フォローイングゲートトランジスタと、アンチヒューズトランジスタと、第二フォローイングゲートトランジスタと、第二選択トランジスタと、を含む。
【０００６】
第一選択トランジスタは、ビット線に結合されている第一端子と、第二端子と、ワード線に結合されているゲート端子と、を有する。第一フォローイングゲートトランジスタは、第一選択トランジスタの第二端子に結合されている第一端子と、第二端子と、フォローイング制御線に結合されているゲート端子と、を有する。アンチヒューズトランジスタは、第一フォローイングゲートトランジスタの第二端子に結合されている第一端子と、第二端子と、アンチヒューズ制御線に結合されているゲート端子と、を有する。第二フォローイングゲートトランジスタは、アンチヒューズトランジスタの第二端子に結合されている第一端子と、第二端子と、フォローイング制御線に結合されているゲート端子と、を有する。第二選択トランジスタは、第二フォローイングゲートトランジスタの第二端子に結合されている第一端子と、ビット線に結合されている第二端子と、ワード線に結合されているゲート端子と、を有する。
【０００７】
本発明の他の実施形態は、メモリアレイを開示する。メモリアレイは、複数のメモリセルを含み、各メモリセルは、第一選択トランジスタと、第一フォローイングゲートトランジスタと、アンチヒューズトランジスタと、第二フォローイングゲートトランジスタと、第二選択トランジスタと、を含む。
【０００８】
第一選択トランジスタは、ビット線に結合されている第一端子と、第二端子と、ワード線に結合されているゲート端子と、を有する。第一フォローイングゲートトランジスタは、第一選択トランジスタの第二端子に結合されている第一端子と、第二端子と、フォローイング制御線に結合されているゲート端子と、を有する。アンチヒューズトランジスタは、第一フォローイングゲートトランジスタの第二端子に結合されている第一端子と、第二端子と、アンチヒューズ制御線に結合されているゲート端子と、を有する。第二フォローイングゲートトランジスタは、アンチヒューズトランジスタの第二端子に結合されている第一端子と、第二端子と、フォローイング制御線に結合されているゲート端子と、を有する。第二選択トランジスタは、第二フォローイングゲートトランジスタの第二端子に結合されている第一端子と、ビット線に結合されている第二端子と、ワード線に結合されているゲート端子と、を有する。同一の列に配置されているメモリセルは、同一のアクティブ領域内に配置されている。
【０００９】
本発明のこれらの目的及び他の目的は、種々の図面（figures  and  drawings）に示される好ましい実施形態の次の詳細な説明を理解することで、当業者には疑いなく明らかとなるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、先行技術の従来のワンタイムプログラマブルメモリアレイを示す。
【図２】図２は、図１のＯＴＰメモリセルのレイアウトを示す。
【図３】図３は、本発明の一つの実施形態に従う、メモリアレイを示す。
【図４】図４は、メモリセルのプログラム動作時の、図３のメモリアレイのメモリセルに結合されている制御線の電圧を示す。
【図５】図５は、メモリセルの読出動作時の、図３のメモリアレイのメモリセルに結合されている制御線の電圧を示す。
【図６】図６は、メモリセルの逆読出動作時の、図３のメモリアレイのメモリセルに結合されている制御線の電圧を示す。
【図７】図７は、本発明の一つの実施形態に従う、図３のメモリアレイのメモリセルの構造を示す。
【図８】図８は、本発明の一つの実施形態に従う、図７のメモリセルのレイアウトを示す。
【図９】図９は、本発明の他の実施形態に従う、メモリセルの構造を示す。
【図１０】図１０は、本発明の他の実施形態に従う、メモリセルの構造を示す。
【図１１】図１１は、本発明の他の実施形態に従う、メモリセルの構造を示す。
【図１２】図１２は、本発明の他の実施形態に従う、メモリセルの構造を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図３は、本発明の一つの実施形態に従う、メモリアレイ２０を示す。メモリアレイ２０は、Ｍ×Ｎのメモリセル２００１，１〜２００Ｍ，Ｎを含む。ここで、Ｍ及びＮは、正の整数である。メモリセル２００１，１〜２００Ｍ，Ｎの各々は、第一選択トランジスタ２１０と、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０と、アンチヒューズトランジスタ２３０と、第二フォローイングゲートトランジスタ２４０と、第二選択トランジスタ２５０と、を含む。
【００１２】
メモリセル２００１，１〜２００Ｍ，Ｎは、同様の構成と動作原理を有する。例えば、メモリセル２００１，１の第一選択トランジスタ２１０は、ビット線ＢＬ１に結合されている第一端子と、第二端子と、ワード線ＷＬ１に結合されているゲート端子と、を有する。メモリセル２００１，１の第一フォローイングゲートトランジスタ２２０は、メモリセル２００１，１の第一選択トランジスタ２１０の第二端子に結合されている第一端子と、フォローイング制御線ＦＬに結合されているゲート端子と、第二端子と、を有する。メモリセル２００１，１のアンチヒューズトランジスタ２３０は、メモリセル２００１，１の第一フォローイングゲートトランジスタ２２０の第二端子に結合されている第一端子と、アンチヒューズ制御線ＡＦ１に結合されているゲート端子と、第二端子と、を有する。メモリセル２００１，１の第二フォローイングゲートトランジスタ２４０は、メモリセル２００１，１のアンチヒューズトランジスタ２３０の第二端子に結合されている第一端子と、フォローイング制御線に結合されているゲート端子と、第二端子と、を有する。メモリセル２００１，１の第二選択トランジスタ２５０は、メモリセル２００１，１の第二フォローイングゲートトランジスタ２４０の第二端子に結合されている第一端子と、ビット線ＢＬ１に結合されている第二端子と、ワード線ＷＬ１に結合されているゲート端子と、を有する。
【００１３】
メモリセル２００１，１の第一選択トランジスタ２１０及び第二選択トランジスタ２５０は、同一のワード線ＷＬ１に結合されているので、メモリセル２００１，１の第一選択トランジスタ２１０及び第二選択トランジスタ２５０は、同期的に動作する。また、メモリセル２００１，１の第一フォローイングゲートトランジスタ２２０及び第二フォローイングゲートトランジスタ２４０は、同一のフォローイング制御線ＦＬに結合されているので、メモリセル２００１，１の第一フォローイングゲートトランジスタ２２０及び第二フォローイングゲートトランジスタ２４０は、同期的に動作する。
【００１４】
追加的に、図３において、同一の行に配置されているメモリセルは、同一のアンチヒューズ制御線、同一のフォローイング制御線、同一のワード線及び異なるビット線に結合されている。例えば、メモリセル２００１，１〜２００１，Ｎは、同一の行に配置されており、メモリセル２００１，１〜２００１，Ｎは、同一のアンチヒューズ制御線ＡＦ１、同一のフォローイング制御線ＦＬ及び同一のワード線ＷＬ1に結合されている。また、メモリセル２００１，１は、ビット線ＢＬ１に結合されている一方で、メモリセル２００１，Ｎは、ビット線ＢＬＮに結合されている。同様に、メモリセル２００Ｍ，１〜２００Ｍ，Ｎは、同一の行に配置されており、メモリセル２００M，１〜２００M，Ｎは、同一のアンチヒューズ制御線ＡＦＭ、同一のフォローイング制御線ＦＬ及び同一のワード線ＷＬＭに結合されている。また、メモリセル２００Ｍ，１は、ビット線ＢＬ１に結合されている一方で、メモリセル２００Ｍ，Ｎは、ビット線ＢＬＮに結合されている。
【００１５】
さらに、同一の列に配置されているメモリセルは、異なるアンチヒューズ制御線、異なるワード線、同一のフォローイング制御線及び同一のビット線に結合されている。例えば、メモリセル２００１，１〜２００Ｍ，１は、同一の列に配置されており、メモリセル２００１，１は、アンチヒューズ制御線ＡＦ１及びワード線ＷＬ１に結合されている一方で、メモリセル２００Ｍ，１は、アンチヒューズ制御線ＡＦＭ及びワード線ＷＬＭに結合されている。また、メモリセル２００１，１及びメモリセル２００Ｍ，１は、同一のフォローイング制御線ＦＬ及び同一のビット線ＢＬ１に結合されている。メモリセル２００１，Ｎ〜２００Ｍ，Ｎは、同一の列に配置されており、メモリセル２００１，Ｎは、アンチヒューズ制御線ＡＦ１及びワード線ＷＬ１に結合されている一方で、メモリセル２００Ｍ，Ｎは、アンチヒューズ制御線ＡＦＭ及びワード線ＷＬＭに結合されている。また、メモリセル２００１，Ｎ及びメモリセル２００Ｍ，Ｎは、同一のフォローイング制御線ＦＬ及び同一のビット線ＢＬＮに結合されている。本実施形態において、メモリセル２００１，１〜２００Ｍ，Ｎは、同一のフォローイング制御線ＦＬに結合されているが、メモリセル２００１，１〜２００Ｍ，Ｎは、それでも、他の制御線によって独立して動作することができる。図３に示すように、異なる行に配置されたメモリセルは、異なるアンチヒューズ制御線に結合されることができるが、本発明のいくつかの実施形態においては、アンチヒューズ制御線ＡＦ１〜ＡＦＭは、まとめて結合され、同期的に動作してもよい。図４は、メモリセル２００１，１のプログラム動作時の、メモリセル２００１，１〜２００Ｍ，Ｎに結合されている制御線の電圧を示す。メモリセル２００１，１のプログラム動作時、ワード線ＷＬ１は、第一電圧Ｖ１から第二電圧Ｖ２の範囲内にすることができ、フォローイング制御線ＦＬは、第二電圧Ｖ２から第三電圧Ｖ３の範囲内にすることができ、アンチヒューズ制御線ＡＦ１は、第三電圧Ｖ３にすることができ、ビット線ＢＬ１は、第四電圧Ｖ４にすることができる。
【００１６】
第三電圧Ｖ３は、第二電圧Ｖ２よりも大きい。第二電圧Ｖ２は、第一電圧Ｖ１よりも大きい。第一電圧Ｖ１は、第四電圧よりも大きい。いくつかの実施形態において、１６ｎｍプロセスで製造されたメモリアレイについては、第三電圧Ｖ３は５Ｖであることができ、第二電圧Ｖ２は、１．８Ｖであることができ、第一電圧Ｖ１は、０．８Ｖであることができ、第四電圧Ｖ４は、グラウンド電圧であることができる。しかし、他の実施形態において、メモリアレイが他のプロセスで製造された場合は、第三電圧Ｖ３、第二電圧Ｖ２、第一電圧Ｖ１及び第四電圧Ｖ４は、要件に応じて異なる値でよい。
【００１７】
メモリセル２００１，１のプログラム動作時に、メモリセル２００１，１の第一選択トランジスタ２１０、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０、第二フォローイングゲートトランジスタ２４０、第二選択トランジスタ２５０はオンにされる。ゆえに、メモリセル２００１，１のアンチヒューズトランジスタ２３０は、アンチヒューズ制御線ＡＦ１とビット線ＢＬ１との間の大きい電圧差、つまり、第三電圧Ｖ３と第四電圧Ｖ４との間の電圧差により破壊される。
【００１８】
また、メモリセル２００１，１のプログラム動作時に、メモリセル２００１，１と同一の行に配置されているメモリセル２００１，Ｎはプログラムされるべきではない。このため、非選択メモリセル２００１，Ｎに結合しているビット線ＢＬＮは第一電圧Ｖ１にすることができる。この場合、メモリセル２００１，Ｎのアンチヒューズトランジスタ２３０に印加される電圧差は、メモリセル２００１，Ｎのアンチヒューズトランジスタ２３０を破壊するほどには大きくなく、メモリセル２００１，Ｎはプログラムされない。
【００１９】
さらに、メモリセル２００１，１のプログラム動作時に、メモリセル２００１，１と同一の列に配置されているメモリセル２００Ｍ，１はプログラムされるべきではない。このため、非選択メモリセル２００Ｍ，１に結合されているワード線ＷＬＭを第四電圧Ｖ４にすることができ、非選択メモリセル２００Ｍ，１に結合されているアンチヒューズ制御線ＡＦＭを第四電圧Ｖ４にすることができる。この場合、アンチヒューズ制御線ＡＦＭが低い電圧であるので、メモリセル２００Ｍ，１は、プログラムされない。
【００２０】
また、メモリセル２００１，１のプログラム動作時、図４に示されるように、アンチヒューズ制御線ＡＦ１の電圧は、アンチヒューズ制御線ＡＦＭ等の残りのアンチヒューズ制御線の電圧とは異なっていてもよいが、本発明のいくつかの実施形態において、アンチヒューズ制御線ＡＦ１〜ＡＦＭは、同一の電圧に設定してもよい。つまり、アンチヒューズ制御線ＡＦ１〜ＡＦＭは、まとめて結合され、同期的に動作してもよい。この場合、ワード線ＷＬＭは、第四電圧Ｖ４のままであるので、非選択メモリセル２００Ｍ，１は、プログラムされない。さらに、この場合、メモリセル２００１，１とは異なる列に配置されている、メモリセル２００Ｍ，Ｎ等の他の非選択メモリセルには、メモリセル２００１，Ｎと同じ動作を適用することができる。
【００２１】
図５は、メモリセル２００１，１の読出動作時の、メモリセル２００１，１〜２００Ｍ，Ｎに結合されている制御線の電圧を示す。メモリセル２００１，１の読出動作時は、ワード線ＷＬ１は、第一電圧Ｖ１にすることができ、フォローイング制御線ＦＬは、第一電圧Ｖ１にすることができ、アンチヒューズ制御線ＡＦ１は、第一電圧Ｖ１から第二電圧Ｖ２の範囲内にすることができ、ビット線ＢＬ１は、第四電圧Ｖ４にすることができる。この場合、メモリセル２００１，１の第一選択トランジスタ２１０、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０、第二フォローイングゲートトランジスタ２４０及び第二選択トランジスタ２５０はオンにされ、メモリセル２００１，１のアンチヒューズトランジスタ２３０に記憶されたデータをビット線ＢＬ１から読み出すことができる。
【００２２】
また、メモリセル２００１，１の読出動作時に、メモリセル２００１，１と同一の行に配置されているメモリセル２００１，Ｎは読み出されるべきではない。このため、メモリセル２００１，１の読出動作時は、非選択メモリセル２００１，Ｎに結合されているビット線ＢＬＮは第一電圧Ｖ１にすることができる。この場合、メモリセル２００１，Ｎの第一選択トランジスタ２１０、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０、第二フォローイングゲートトランジスタ２４０及び第二選択トランジスタ２５０はオフにされ、メモリセル２００１，Ｎのアンチヒューズトランジスタ２３０に記憶されたデータは、ビット線ＢＬＮから読み出されない。
【００２３】
さらに、メモリセル２００１，１の読出動作時に、メモリセル２００１，１と同一の列に配置されているメモリセル２００Ｍ，１は読み出されるべきではない。このため、メモリセル２００１，１の読出動作時に、非選択メモリセル２００Ｍ，１に結合されているワード線ＷＬＭは、第四電圧Ｖ４にすることができ、非選択メモリセル２００Ｍ，１に結合されているアンチヒューズ制御線ＡＦＭは、第四電圧Ｖ４にすることができる。この場合、メモリセル２００Ｍ，１の第一選択トランジスタ２１０及び第二選択トランジスタ２５０はオフにされ、メモリセル２００Ｍ，１のアンチヒューズトランジスタ２３０に記憶されたデータは、ビット線ＢＬ１から読み出されない。
【００２４】
また、メモリセル２００１，１の読出動作時、図５に示されるように、アンチヒューズ制御線ＡＦ１の電圧は、アンチヒューズ制御線ＡＦＭ等の残りのアンチヒューズ制御線の電圧とは異なっていてもよいが、本発明のいくつかの実施形態において、アンチヒューズ制御線ＡＦ１〜ＡＦＭは、同一の電圧に設定してもよい。つまり、アンチヒューズ制御線ＡＦ１〜ＡＦＭは、まとめて結合され、同期的に動作してもよい。この場合、ワード線ＷＬＭは、第四電圧Ｖ４のままであるので、非選択メモリセル２００Ｍ，１は、読み出されない。さらに、この場合、メモリセル２００１，１とは異なる列に配置されている、メモリセル２００Ｍ，Ｎ等の他の非選択メモリセルには、メモリセル２００１，Ｎと同じ動作を適用することができる。
【００２５】
いくつかの実施形態においては、メモリアレイは、メモリセル内のデータを読み出す逆読出動作をサポートしてもよい。図６は、メモリセル２００１，１の逆読出動作時の、メモリセル２００１，１〜２００Ｍ，Ｎに結合されている制御線の電圧を示す。メモリセル２００１，１の逆読出動作時、ワード線ＷＬ１は、第一電圧Ｖ１から第二電圧Ｖ２の範囲内にすることができ、フォローイング制御線ＦＬは、第二電圧Ｖ１から第二電圧Ｖ２の範囲内にすることができ、アンチヒューズ制御線ＡＦ１は、第四電圧Ｖ４にすることができ、ビット線ＢＬ１は、第一電圧Ｖ１から第二電圧Ｖ２の範囲内にすることができる。この場合、メモリセル２００１，１の第一選択トランジスタ２１０、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０、第二フォローイングゲートトランジスタ２４０、第二選択トランジスタ２５０はオンにされ、メモリセル２００１，１のアンチヒューズトランジスタ２３０に記憶されたデータをビット線ＢＬ１から読み出すことができる。
【００２６】
また、メモリセル２００１，１の逆読出動作時に、メモリセル２００１，１と同一の行に配置されているメモリセル２００１，Ｎは読み出されるべきではない。このため、メモリセル２００１，１の逆読出動作時は、非選択メモリセル２００１，Ｎに結合されているビット線ＢＬＮは第一電圧Ｖ４にすることができる。この場合、メモリセル２００１，Ｎの第一選択トランジスタ２１０、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０、第二フォローイングゲートトランジスタ２４０及び第二選択トランジスタ２５０はオフにされ、メモリセル２００１，Ｎのアンチヒューズトランジスタ２３０に記憶されたデータは、ビット線ＢＬＮから読み出されない。
【００２７】
さらに、メモリセル２００１，１の逆読出動作時に、メモリセル２００１，１と同一の列に配置されているメモリセル２００Ｍ，１は読み出されるべきではない。このため、メモリセル２００１，１の逆読出動作時は、非選択メモリセル２００Ｍ，１に結合されているワード線ＷＬＭは、第四電圧Ｖ４にすることができ、非選択メモリセル２００Ｍ，１に結合されているアンチヒューズ制御線ＡＦＭは、第四電圧Ｖ４にすることができる。この場合、メモリセル２００Ｍ，１の第一選択トランジスタ２１０及び第二選択トランジスタ２５０はオフにされ、メモリセル２００Ｍ，１のアンチヒューズトランジスタ２３０に記憶されたデータは、ビット線ＢＬ１から読み出されない。
【００２８】
また、いくつかの実施形態において、メモリセル２００１，１の逆読出動作時に、アンチヒューズ制御線ＡＦ１〜ＡＦＭは、まとめて結合され、同期的に動作してもよい。この場合、ワード線ＷＬＭは、第四電圧Ｖ４のままであるので、非選択メモリセル２００Ｍ，１は、読み出されない。さらに、この場合、メモリセル２００１，１とは異なる列に配置されている、メモリセル２００Ｍ，Ｎ等の他の非選択メモリセルには、メモリセル２００１，Ｎと同じ動作を適用することができる。
【００２９】
第一選択トランジスタ２１０及び第一フォローイングゲートトランジスタ２２０は、第二選択トランジスタ２５０及び第二フォローイングゲートトランジスタ２４０と同期的に動作するので、メモリアレイ２０のメモリセル２００１，１〜メモリセル２００Ｍ，Ｎの各々によって生成された読出電流は、２つの異なる経路を通じて、対応するビット線に出力することができる。このため、第一選択トランジスタ２１０のゲート幅、第二選択トランジスタ２５０のゲート幅、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０のゲート幅及び第二フォローイングゲートトランジスタ２４０のゲート幅は、駆動能力に影響を与えることなく、先行技術の選択トランジスタ１１０のゲート幅よりも小さくすることができる。例えば、第一選択トランジスタ２１０、第二選択トランジスタ２５０、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０及び第二フォローイングゲートトランジスタ２４０のゲート幅を５０％小さくすることによって、第一選択トランジスタ２１０、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０、第二フォローイングゲートトランジスタ２４０及び第二選択トランジスタ２５０により形成される２つの電流経路は元の駆動能力を維持することができる。
【００３０】
図７は、本発明の一つの実施形態に従う、メモリアレイ２０のメモリセル２００１，１〜２００Ｍ，Ｎの構造を示す。メモリセル２００１，１及び２００２，１は、同じ構造を有する。図８は、メモリアレイ２０のメモリセル２００１，１及び２００２，１のレイアウトを示す。
【００３１】
図７において、第一選択トランジスタ２１０は、さらに、第一選択トランジスタ２１０の第一端子２１２に結合されている第一ソース／ドレイン拡張領域２１４と、第一選択トランジスタ２１０の第二端子２１８に結合されている第二ソース／ドレイン拡張領域２１６と、を含む。第一選択トランジスタ２１０の第一ソース／ドレイン拡張領域２１４及び第二ソース／ドレイン拡張領域２１６は、第一選択トランジスタ２１０のゲート端子２１０Ｇの下方に配置されている。
【００３２】
第一フォローイングゲートトランジスタ２２０は、さらに、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０の第一端子２２２に結合されている第一ソース／ドレイン拡張領域２２４と、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０の第二端子２２８に結合されている第二ソース／ドレイン拡張領域２２６と、を含む。第一ソース／ドレイン拡張領域２２４及び第二ソース／ドレイン拡張領域２２６は、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０のゲート端子２２０Ｇの下方に配置されている。
【００３３】
アンチヒューズトランジスタ２３０は、さらに、アンチヒューズトランジスタ２３０の第一端子２３２に結合されている第一ソース／ドレイン拡張領域２３４と、アンチヒューズトランジスタ２３０の第二端子２３８に結合されている第二ソース／ドレイン拡張領域２３６と、を含む。アンチヒューズトランジスタ２３０の第一ソース／ドレイン拡張領域２３４及び第二ソース／ドレイン拡張領域２３６は、アンチヒューズトランジスタ２３０のゲート端子２３０Ｇの下方に配置されている。
【００３４】
第二フォローイングゲートトランジスタ２４０は、さらに、第二フォローイングゲートトランジスタ２４０の第二端子２４８に結合されている第一ソース／ドレイン拡張領域２４６と、第二フォローイングゲートトランジスタ２４０の第一端子２４２に結合されている第二ソース／ドレイン拡張領域２４４と、を含む。第一ソース／ドレイン拡張領域２４６及び第二ソース／ドレイン拡張領域２４４は、第二フォローイングゲートトランジスタ２４０のゲート端子２４０Ｇの下方に配置されている。
【００３５】
第二選択トランジスタ２５０は、さらに、第二選択トランジスタ２５０の第一端子２５２に結合されている第一ソース／ドレイン拡張領域２５４と、第二選択トランジスタ２５０の第二端子２５８に結合されている第二ソース／ドレイン拡張領域２５６と、を含む。第二選択トランジスタ２５０の第一ソース／ドレイン拡張領域２５４及び第二ソース／ドレイン拡張領域２５６は、第二選択トランジスタ２５０のゲート端子２５０Ｇの下方に配置されている。
【００３６】
メモリセル１，１の第一選択トランジスタ２１０の第一端子２１２及び第二選択トランジスタ２５０の第二端子２５８は、いずれも、ビット線ＢＬ１に結合されているので、メモリセル１，１は、同一のビット線ＢＬ１に結合されている他のメモリセルと同一のアクティブ領域ＡＡに配置することができる。つまり、同一の列に配置されているメモリセルは、全て、同一のアクティブ領域に配置することができる。例えば、メモリセル２，１〜メモリセルＭ，１もビット線ＢＬ１に結合されているので、メモリセル２，１〜メモリセルＭ，１もメモリセル１，１と同一のアクティブ領域ＡＡに配置することができる。
【００３７】
同一のアクティブ領域を共有することによって、先行技術で用いられたダミーポリ又はポリオーバ拡散エッジ等の多くは、節約することができ、メモリアレイ２０はその領域を効率的に用いることができる。メモリセル２００１，１〜２００Ｍ，Ｎの各々がメモリセル１００よりもより多くのトランジスタを含む可能性があるが、第一選択トランジスタ２１０、第二選択トランジスタ２５０、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０、第二フォローイングゲートトランジスタ２４０のゲート幅は、先行技術の選択トランジスタ１１０及びフォローイングゲートトランジスタ１２０のゲート幅よりも小さくすることができる。これゆえ、メモリアレイ２０のチップ領域全体は、依然として、実質的に小さくなる。例えば、図８に示すように、第一選択トランジスタ２１０、第二選択トランジスタ２５０、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０及び第二フォローイングゲートトランジスタ２４０のゲート幅Ｗ２００は、図２に示した選択トランジスタ１１０及びフォローイングゲートトランジスタ１２０のゲート幅Ｗ１００よりも５０％小さい。この場合、メモリアレイ２０の領域は、駆動能力を低下させることなく、先行技術のメモリアレイのものよりも、３０％小さい。
【００３８】
本発明のいくつかの実施形態においては、第一選択トランジスタ２１０、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０、第二フォローイングゲートトランジスタ２４０、第二選択トランジスタ２５０は、Ｎ型金属酸化物半導体トランジスタであり、アンチヒューズトランジスタ２３０は、金属酸化物半導体キャパシタとして形成される。この場合、第一選択トランジスタ２１０の第一端子２１２及び第二端子２１８、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０の第一端子２２２及び第二端子２２８、アンチヒューズトランジスタ２３０の第一端子２３２及び第二端子２３８、第二フォローイングゲートトランジスタの第一端子２４２及び第二端子２４８並びに第二選択トランジスタ２５０の第一端子２５２及び第二端子２５８は、Ｎ型ドープソース又はドレインであることができる。また、ソース／ドレイン拡張領域２１４、２１６、２２４、２２６、２３４、２３６、２４４、２４６、２５４、２５６は、ソース及びドレインよりも低いドープ濃度を有するＮ型ドープ領域であることができる。
【００３９】
ソース／ドレイン拡張領域は、パンチスルー効果を低下させるのに役立てることができる。しかし、第一選択トランジスタ２１０、第二選択トランジスタ２５０、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０、第二フォローイングゲートトランジスタ２４０により、メモリセル２００１，１〜２００Ｍ，Ｎの各々の２つの電流経路が制御されるので、第一ソース／ドレイン拡張領域２３４及び第二ソース／ドレイン拡張領域２３６を追加せずとも、アンチヒューズトランジスタ２３０でのパンチスルー効果は、選択トランジスタ及びフォローイングゲートトランジスタによって回避することができる。
【００４０】
図９は、本発明の一つの実施形態に従う、メモリセル３００の構造を示す。メモリセル３００及び２００１，１は、類似した構造を有する。２つのメモリの主な違いは、メモリセル３００が、第一選択トランジスタ２１０と、第一フォローイングゲートトランジスタ３２０と、アンチヒューズトランジスタ３３０と、第二フォローイングゲートトランジスタ３４０と、第二選択トランジスタ２５０と、を含む点である。
【００４１】
第一フォローイングゲートトランジスタ３２０は、第一フォローイングゲートトランジスタ３２０の第一端子２２２に結合されている第一ソース／ドレイン拡張領域２２４を含むが、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０のような第二ソース／ドレイン拡張領域２２６を含まない。アンチヒューズトランジスタ３３０は、第一ソース／ドレイン拡張領域２３４及び第二ソース／ドレイン拡張領域２３６を含まない。また、第二フォローイングゲートトランジスタ３４０は、第二フォローイングゲートトランジスタ３４０の第二端子２４８に結合されている第一ソース／ドレイン拡張領域２４６を含むが、第二フォローイングゲートトランジスタ２４０のような第二ソース／ドレイン拡張領域２４４を含まない。
【００４２】
アンチヒューズトランジスタ３３０近くのソース／ドレイン拡張領域を除去することによって、メモリセル３００のアンチヒューズトランジスタ３３０により生成される接合リーク電流を小さくすることができ、メモリセル３００の電力消費を小さくする。
【００４３】
メモリセル３００の第一選択ゲート２１０の第一端子２１２及び第二選択ゲート２５０の第二端子２５８のいずれも、依然として、ビット線ＢＬ１に結合されているので、メモリセル３００は、同一のビット線ＢＬ１に結合されている他のメモリセルと同一のアクティブ領域ＡＡに配置することができる。つまり、同一の列に配置されているメモリセルは、依然として、同一のアクティブ領域に配置することができる。このため、メモリセル３００を用いて、メモリアレイ２０のメモリセル２００１，１〜２００Ｍ，Ｎを置換しても、チップ領域全体は、依然として、先行技術のメモリアレイよりも小さくすることができる。
【００４４】
さらに、いくつかの実施形態においては、ソース／ドレイン拡張領域のいくつかを、ソース／ドレイン拡張領域よりも低いドープ濃度を有する修正ソース／ドレイン拡張領域に置換することができる。図１０は、本発明の一つの実施形態に従う、メモリセル４００の構造を示す。メモリセル４００及び２００１，１は、類似した構造を有する。２つのメモリセルの主な違いは、メモリセル４００が第一選択トランジスタ２１０と、第一フォローイングゲートトランジスタ４２０と、アンチヒューズトランジスタ４３０と、第二フォローイングゲートトランジスタ４４０と、第二選択トランジスタ２５０と、を含む点である。
【００４５】
第一フォローイングゲートトランジスタ４２０は、第一フォローイングゲートトランジスタ４２０の第一端子２２２に結合されている第一ソース／ドレイン拡張領域２２４と、第一フォローイングゲートトランジスタの第二端子２２８に結合されている修正ソース／ドレイン拡張領域４２６と、を含む。第一ソース／ドレイン拡張領域２２４及び修正ソース／ドレイン拡張領域４２６は、第一フォローイングゲートトランジスタ４２０のゲート端子２２０Ｇの下方に配置されている。
【００４６】
アンチヒューズトランジスタ４３０は、アンチヒューズトランジスタ４３０の第一端子２３２及び第二端子２３８に結合されている修正ソース／ドレイン拡張領域４３４を含む。修正ソース／ドレイン拡張領域４３４は、アンチヒューズトランジスタ４３０のゲート端子２３０Ｇの下方に配置されている。
【００４７】
第二フォローイングゲートトランジスタ４４０は、第二フォローイングゲートトランジスタ４４０の第二端子２４８に結合されている第一ソース／ドレイン拡張領域２４６と、第二フォローイングゲートトランジスタ４４０の第一端子２４２に結合されている修正ソース／ドレイン拡張領域４４４と、を含む。第一ソース／ドレイン拡張領域２４６及び修正ソース／ドレイン拡張領域４４４は、第二フォローイングゲートトランジスタ４４０のゲート端子２４０Ｇの下方に配置されている。
【００４８】
この場合、アンチヒューズトランジスタ４３０は、アンチヒューズバラクタとして形成される。また、メモリセル４００の第一選択ゲート２１０の第一端子２１２及び第二選択ゲート２５０の第二端子２５８のいずれも、依然として、ビット線ＢＬ１に結合されているので、メモリセル４００は、同一のビット線ＢＬ１に結合されている他のメモリセルと同一のアクティブ領域ＡＡに配置することができる。つまり、同一の列に配置されているメモリセルは、依然として、同一のアクティブ領域に配置することができる。このため、メモリセル４００を用いて、メモリアレイ２０のメモリセル２００１，１〜２００Ｍ，Ｎを置換しても、チップ領域全体は、依然として、先行技術のメモリアレイよりも小さくすることができる。
【００４９】
図１１は、本発明の一つの実施形態に従う、メモリセル５００の構造を示す。メモリセル５００及び２００１，１は、類似した構造を有する。２つのメモリセルの主な違いは、メモリセル５００が第一選択トランジスタ２１０と、第一フォローイングゲートトランジスタ５２０と、アンチヒューズトランジスタ５３０と、第二フォローイングゲートトランジスタ５４０と、第二選択トランジスタ５５０と、を含む点である。
【００５０】
図１１において、第一フォローイングゲートトランジスタ５２０の第二端子２２８、アンチヒューズトランジスタ５３０の第一端子２３２及び第二端子２３８並びに第二フォローイングゲートトランジスタ５４０の第一端子２４２は、ウェルＷ１内に配置されている。いくつかの実施形態においては、第一選択トランジスタ２１０、第一フォローイングゲートトランジスタ５２０、第二選択トランジスタ２５０及び第二フォローイングゲートトランジスタ５４０は、Ｎ型金属酸化物半導体電界効果トランジスタにより形成され、ウェルＷ１はＮウェルであることができる。
【００５１】
この場合、アンチヒューズトランジスタ５３０はアンチヒューズバラクタとして形成される。また、メモリセル５００の第一選択ゲート２１０の第一端子２１２及び第二選択ゲート２５０の第二端子２５８のいずれも、依然として、ビット線ＢＬ１に結合されているので、メモリセル５００は、同一のビット線ＢＬ１に結合されている他のメモリセルと同一のアクティブ領域ＡＡに配置することができる。つまり、同一の列に配置されているメモリセルは、依然として、同一のアクティブ領域に配置することができる。このため、メモリセル５００を用いて、メモリアレイ２０のメモリセル２００１，１〜２００Ｍ，Ｎを置換しても、チップ領域全体は、依然として、先行技術のメモリアレイよりも小さくすることができる。
【００５２】
追加的に、メモリアレイ２０において、第一選択トランジスタ２１０のゲート端子２１０Ｇのゲート酸化物の厚さ、第一フォローイングゲートトランジスタ２２０のゲート端子２２０Ｇのゲート酸化物の厚さ、アンチヒューズトランジスタ２３０のゲート端子２３０Ｇのゲート酸化物の厚さ、第二フォローイングゲートトランジスタ２４０のゲート端子２４０Ｇのゲート酸化物の厚さ、第二選択トランジスタ２５０のゲート端子２５０Ｇのゲート酸化物の厚さは、実質的に同一である。
【００５３】
しかし、いくつかの実施形態においては、選択トランジスタ及びフォローイングゲートトランジスタは外部信号を受信してもよいので、選択トランジスタ及びフォローイングゲートトランジスタは、より高い電圧耐性の入出力デバイスとして形成されてもよい。一方、アンチヒューズトランジスタは、より低い電圧耐性のコアデバイスとして形成されてよい。この場合、選択トランジスタのゲート酸化物の厚さ及びフォローイングゲートトランジスタのゲート酸化物の厚さは、アンチヒューズトランジスタのゲート酸化物の厚さより大きくてよい。
【００５４】
図１１は、本発明の一つの実施形態に従う、メモリセル６００の構造を示す。メモリセル６００及び２００１，１は、類似した構造を有する。２つのメモリセルの主な違いは、メモリセル６００が第一選択トランジスタ６１０と、第一フォローイングゲートトランジスタ６２０と、アンチヒューズトランジスタ６３０と、第二フォローイングゲートトランジスタ６４０と、第二選択トランジスタ６５０と、を含み、第一選択トランジスタ６１０のゲート端子のゲート酸化物の厚さ、第一フォローイングゲートトランジスタ６２０のゲート端子のゲート酸化物の厚さ、第二フォローイングゲートトランジスタ６４０のゲート端子のゲート酸化物の厚さ及び第二選択トランジスタ６５０のゲート端子のゲート酸化物の厚さが、実質的に同一であり、アンチヒューズトランジスタ６３０のゲート端子のゲート酸化物の厚さよりも大きい点である。この場合、メモリセル６００は、メモリセル２００１，１よりも高い電圧の信号で動作することができる。
【００５５】
まとめると、本発明の実施形態によって提供されたメモリセルの各々は、２つの異なる経路を通じて対応するビット線に結合することができるので、各メモリセルのトランジスタのゲート幅を小さくすることができ、同一のビット線に結合されているメモリセルは、同一のアクティブ領域内に配置することができる。このため、本発明の実施形態によって提供されたメモリセルを用いたメモリアレイの領域全体を、駆動能力に影響を与えることなく、実質的に小さくすることができる。
【００５６】
当業者は、本発明の教示を保持しつつ、装置及び方法の多くの修正及び変更がなされてもよいことを容易に理解するものである。従って、上記の開示は、添付の特許請求の範囲の境界によってのみ制限されると解釈すべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【外国語明細書】
2018032460000001.pdf