1.本发明涉及一种非挥发性存储器元件，尤其是涉及一种单次可编程存储器元件。
背景技术：
：：2.半导体存储装置已经普遍用于各种电子装置。举例来说，非挥发性存储器广泛用于移动电话、数字相机、个人数字助理移动运算装置以及其他应用。一般来说，非挥发性存储器主要包含多次可编程(multi-timeprogrammable,mtp)存储器以及单次可编程(one-timeprogrammable,otp)存储器。相较于可复写(rewritable)式存储器，单次可编程存储器具有较低的制造成本和存储数据不易遗失的优点。然而，单次可编程存储器仅能进行一次性的数据烧写，一旦指定存储区块内的特定几个存储胞的位经由一次性数据写入程序而被改写，指定存储区块内的该些特定存储胞便无法被再次执行数据烧绿。3.由于现行单次可编程存储器元件仍有在读取模式下较弱读取电流以及在程序模式下具有较长应力时间(stresstime)等缺点，因此如何改良现有单次可编程存储器元件架构以解决上述问题即为现今一重要课题。技术实现要素：4.本发明一实施例揭露一种单次可编程存储器元件，其主要包含一第一存储单元区，其中第一存储单元区又细部包含第一源极线沿着第一方向延伸于基底上，第一字符线沿着该第一方向延伸于第一源极线一侧，第二字符线沿着第一方向延伸于第一源极线另一侧，第一扩散区沿着第二方向延伸于第一字符线与第二字符线两侧以及第一金属内连线连接第一字符线与第二字符线。附图说明5.图1为本发明一实施例的单次可编程存储器元件的布局示意图。6.主要元件符号说明7.12:基底8.14:存储单元区9.16:存储单元区10.18:存储单元区11.20:存储单元区12.22:存储单元区13.24:存储单元区14.26:源极线15.28:字符线16.30:字符线17.32:源极线18.34:字符线19.36:字符线20.38:源极线21.40:字符线22.42:字符线23.44:扩散区24.46:扩散区25.48:接触插塞26.50:金属内连线27.52:金属内连线28.54:金属内连线具体实施方式29.在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的基准。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。另外，「连接」或「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置连接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或透过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。30.请参照图1，图1为本发明一实施例的一单次可编程存储器元件的布局示意图。如图1所示，本发明的单次可编程存储器元件主要先提供一由半导体材料所构成的基底12且半导体材料可选自由硅、锗、硅锗复合物、硅碳化物(siliconcarbide)、砷化镓(galliumarsenide)等所构成的群组。然后于基底12上定义出六个存储单元区例如存储单元区14、存储单元区16、存储单元区18、存储单元区20、存储单元区22以及存储单元区24，其中每个存储单元区较佳于后续制作工艺中囊括至少一条源极线、两条字符线设于源极线两侧以及扩散区设于源极线与字符线之间。31.在本实施例中，基底12上主要包含源极线26沿着第一方向例如y方向延伸于基底12上、字符线28沿着同样y方向延伸于源极线26一侧、字符线30沿着y方向延伸于源极线26另一侧、源极线32沿着y方向延伸于字符线28一侧、字符线34沿着y方向延伸于源极线32一侧、字符线36沿着y方向延伸于源极线32另一侧、源极线38沿着y方向延伸于字符线30一侧、字符线40沿着y方向延伸于源极线38一侧、字符线42沿着y方向延伸于源极线38另一侧、扩散区44沿着第二方向例如x方向延伸于源极线26两侧、字符线28、30两侧、源极线32两侧、字符线34、36两侧、源极线38两侧、字符线40、42两侧、扩散区46沿着第二方向例如x方向延伸于源极线26两侧、字符线28、30两侧、源极线32两侧、字符线34、36两侧、源极线38两侧、字符线40、42两侧、接触插塞48设于扩散区44、扩散区46、源极线26、32、38与字符线28、30、34、36、38、40上以及金属内连线50、52、54连接接触插塞48。在本实施例中，设于扩散区44、46上的接触插塞48又可称之为位线接触(bitlinecontact)。32.以中间的两组存储单元区14、16为例，上方的存储单元区14主要包含前述的源极线26、源极线26两侧的字符线28与字符线30、扩散区44设于源极线26两侧与字符线28、30两侧、接触插塞48设于字符线28、30两侧的扩散区44上与字符线28、30正上方以及金属内连线50连接接触插塞48，其中金属内连50线较佳为接触插塞48上的第一层金属内连线层并经由接触设于字符线28与字符线30正上方的接触插塞48来连接两条字符线28、30。下方的存储单元区16则包含源极线26、源极26线两侧的字符线28与字符线30、扩散区46设于源极线26两侧与字符线28、30两侧以及接触插塞48设于字符线28、30两侧的扩散区46上与字符线28、30正上方。33.以左侧的两个存储单元区18、20来看，上方的存储单元区18包含源极线32、源极线32两侧的字符线34与字符线36、扩散区44设于源极线32两侧与字符线34、36两侧、接触插塞48设于字符线34、36正上方以及金属内连线52经由接触插塞48来电连接字符线34与字符线36。下方的存储单元区20则包含源极线32、源极线32两侧的字符线34与字符线36、扩散区46设于源极线32两侧与字符线34、36两侧以及接触插塞48设于源极线32正上方。34.如同左侧的两个存储单元区18、20，右侧的两个存储单元区22、24也包括类似配置，例如右侧上方的存储单元区22包含源极线38、源极线38两侧的字符线40与字符线42、扩散区44设于源极线38两侧与字符线40、42两侧、接触插塞48设于字符线40、42正上方以及金属内连线54经由接触插塞48来电连接字符线40与字符线42。下方的存储单元区24则包含源极线38、源极线38两侧的字符线40与字符线42、扩散区46设于源极线38两侧与字符线40、42两侧以及接触插塞48设于源极线38正上方。需注意的是，本实施例中的单次可编程存储器元件虽以六个存储单元区为例，但不局限于此数量，依据本发明其他实施例又可依据制作工艺或产品需求于基底12上定义出多个比照上述方式所配置的存储单元区，此变化型也属本发明所涵盖的范围。35.在本实施例中，各源极线26、32、38与字符线28、30、34、36、40、42分别包含一栅极结构以及间隙壁(图未示)设于栅极结构周围而源极线26、32、38与字符线28、30、34、36、40、42两侧的扩散区44、46则为源极/漏极区域，其中各栅极结构可为多晶硅栅极或为金属栅极，且各栅极结构的制作方式可依据制作工艺需求以先栅极(gatefirst)制作工艺、后栅极(gatelast)制作工艺的先高介电常数介电层(high-kfirst)制作工艺以及后栅极制作工艺的后高介电常数介电层(high-klast)制作工艺等方式制作完成。以本发明的金属栅极为例，各栅极结构可包含例如介质层、高介电常数介电层、功函数金属层以及低阻抗金属层等元件。36.其中高介电常数介电层可包含介电常数大于4的介电材料，例如选自氧化铪(hafniumoxide，hfo2)、硅酸铪氧化合物(hafniumsiliconoxide,hfsio4)、硅酸铪氮氧化合物(hafniumsiliconoxynitride,hfsion)、氧化铝(aluminumoxide,al2o3)、氧化镧(lanthanumoxide,la2o3)、氧化钽(tantalumoxide,ta2o5)、氧化钇(yttriumoxide,y2o3)、氧化锆(zirconiumoxide,zro2)、钛酸锶(strontiumtitanateoxide,srtio3)、硅酸锆氧化合物(zirconiumsiliconoxide,zrsio4)、锆酸铪(hafniumzirconiumoxide,hfzro4)、锶铋钽氧化物(strontiumbismuthtantalate,srbi2ta2o9,sbt)、锆钛酸铅(leadzirconatetitanate,pbzrxti1-xo3,pzt)、钛酸钡锶(bariumstrontiumtitanate,baxsr1-xtio3,bst)、或其组合所组成的群组。37.功函数金属层较佳用以调整形成金属栅极的功函数，使其适用于n型晶体管(nmos)或p型晶体管(pmos)。若晶体管为n型晶体管，功函数金属层可选用功函数为3.9电子伏特(ev)～4.3ev的金属材料，如铝化钛(tial)、铝化锆(zral)、铝化钨(wal)、铝化钽(taal)、铝化铪(hfal)或tialc(碳化钛铝)等，但不以此为限；若晶体管为p型晶体管，功函数金属层可选用功函数为4.8ev～5.2ev的金属材料，如氮化钛(tin)、氮化钽(tan)或碳化钽(tac)等，但不以此为限。功函数金属层与低阻抗金属层之间可包含另一阻障层(图未示)，其中阻障层的材料可包含钛(ti)、氮化钛(tin)、钽(ta)、氮化钽(tan)等材料。低阻抗金属层则可选自铜(cu)、铝(al)、钨(w)、钛铝合金(tial)、钴钨磷化物(cobalttungstenphosphide，cowp)等低电阻材料或其组合。由于金属栅极的制作为本领域所熟知技术，在此不另加赘述。38.综上所述，本发明主要揭露一种单次可编程存储器元件的布局图案，其主要于一条源极线的紧邻两侧分别设置两条字符线由此缩减布局图案所需的整体面积。以前述图1所揭露的实施例为例，存储单元区中的源极线紧邻两侧较佳设有字符线与字符线，而字符线与字符线的两侧又紧邻字符线与字符线。换句话说左侧字符线与字符线之间的扩散区较佳直接接触字符线与字符线的边缘且扩散区与字符线之间并无任何浅沟隔离。同样地右侧字符线与字符线之间的扩散区较佳直接接触字符线与字符线的边缘且扩散区与字符线之间并无任何浅沟隔离。39.依据本发明的优选实施例，经由上述配置本发明的每个存储单元区沿着x方向的距离可较现有技术缩减约0.93倍，每个存储单元区沿着y方向的距离可较现有技术略大1.05倍，由此使每个存储单元区相较于现行技术可缩减约3％的面积。另外以效能来看，由于电子是沿着图1中箭头方向由两侧的字符线28、30朝中间的源极线26传送，本发明经由上述布局方式可在维持vpp电压的情况下降低编程时间、维持编程时间的情况下降低vpp电压以及提升读取电流至少两倍以上。40.以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。当前第1页12当前第1页12
背景技术：
：：2.半导体存储装置已经普遍用于各种电子装置。举例来说，非挥发性存储器广泛用于移动电话、数字相机、个人数字助理移动运算装置以及其他应用。一般来说，非挥发性存储器主要包含多次可编程(multi-timeprogrammable,mtp)存储器以及单次可编程(one-timeprogrammable,otp)存储器。相较于可复写(rewritable)式存储器，单次可编程存储器具有较低的制造成本和存储数据不易遗失的优点。然而，单次可编程存储器仅能进行一次性的数据烧写，一旦指定存储区块内的特定几个存储胞的位经由一次性数据写入程序而被改写，指定存储区块内的该些特定存储胞便无法被再次执行数据烧绿。3.由于现行单次可编程存储器元件仍有在读取模式下较弱读取电流以及在程序模式下具有较长应力时间(stresstime)等缺点，因此如何改良现有单次可编程存储器元件架构以解决上述问题即为现今一重要课题。技术实现要素：4.本发明一实施例揭露一种单次可编程存储器元件，其主要包含一第一存储单元区，其中第一存储单元区又细部包含第一源极线沿着第一方向延伸于基底上，第一字符线沿着该第一方向延伸于第一源极线一侧，第二字符线沿着第一方向延伸于第一源极线另一侧，第一扩散区沿着第二方向延伸于第一字符线与第二字符线两侧以及第一金属内连线连接第一字符线与第二字符线。附图说明5.图1为本发明一实施例的单次可编程存储器元件的布局示意图。6.主要元件符号说明7.12:基底8.14:存储单元区9.16:存储单元区10.18:存储单元区11.20:存储单元区12.22:存储单元区13.24:存储单元区14.26:源极线15.28:字符线16.30:字符线17.32:源极线18.34:字符线19.36:字符线20.38:源极线21.40:字符线22.42:字符线23.44:扩散区24.46:扩散区25.48:接触插塞26.50:金属内连线27.52:金属内连线28.54:金属内连线具体实施方式29.在说明书及后续的权利要求当中使用了某些词汇来指称特定的元件。所属领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的元件。本说明书及后续的权利要求并不以名称的差异来作为区分元件的方式，而是以元件在功能上的差异来作为区分的基准。在通篇说明书及后续的请求项当中所提及的「包含」为一开放式的用语，故应解释成「包含但不限定于」。另外，「连接」或「耦接」一词在此包含任何直接及间接的电气连接手段。因此，若文中描述一第一装置连接于一第二装置，则代表该第一装置可直接电气连接于该第二装置，或透过其他装置或连接手段间接地电气连接至该第二装置。30.请参照图1，图1为本发明一实施例的一单次可编程存储器元件的布局示意图。如图1所示，本发明的单次可编程存储器元件主要先提供一由半导体材料所构成的基底12且半导体材料可选自由硅、锗、硅锗复合物、硅碳化物(siliconcarbide)、砷化镓(galliumarsenide)等所构成的群组。然后于基底12上定义出六个存储单元区例如存储单元区14、存储单元区16、存储单元区18、存储单元区20、存储单元区22以及存储单元区24，其中每个存储单元区较佳于后续制作工艺中囊括至少一条源极线、两条字符线设于源极线两侧以及扩散区设于源极线与字符线之间。31.在本实施例中，基底12上主要包含源极线26沿着第一方向例如y方向延伸于基底12上、字符线28沿着同样y方向延伸于源极线26一侧、字符线30沿着y方向延伸于源极线26另一侧、源极线32沿着y方向延伸于字符线28一侧、字符线34沿着y方向延伸于源极线32一侧、字符线36沿着y方向延伸于源极线32另一侧、源极线38沿着y方向延伸于字符线30一侧、字符线40沿着y方向延伸于源极线38一侧、字符线42沿着y方向延伸于源极线38另一侧、扩散区44沿着第二方向例如x方向延伸于源极线26两侧、字符线28、30两侧、源极线32两侧、字符线34、36两侧、源极线38两侧、字符线40、42两侧、扩散区46沿着第二方向例如x方向延伸于源极线26两侧、字符线28、30两侧、源极线32两侧、字符线34、36两侧、源极线38两侧、字符线40、42两侧、接触插塞48设于扩散区44、扩散区46、源极线26、32、38与字符线28、30、34、36、38、40上以及金属内连线50、52、54连接接触插塞48。在本实施例中，设于扩散区44、46上的接触插塞48又可称之为位线接触(bitlinecontact)。32.以中间的两组存储单元区14、16为例，上方的存储单元区14主要包含前述的源极线26、源极线26两侧的字符线28与字符线30、扩散区44设于源极线26两侧与字符线28、30两侧、接触插塞48设于字符线28、30两侧的扩散区44上与字符线28、30正上方以及金属内连线50连接接触插塞48，其中金属内连50线较佳为接触插塞48上的第一层金属内连线层并经由接触设于字符线28与字符线30正上方的接触插塞48来连接两条字符线28、30。下方的存储单元区16则包含源极线26、源极26线两侧的字符线28与字符线30、扩散区46设于源极线26两侧与字符线28、30两侧以及接触插塞48设于字符线28、30两侧的扩散区46上与字符线28、30正上方。33.以左侧的两个存储单元区18、20来看，上方的存储单元区18包含源极线32、源极线32两侧的字符线34与字符线36、扩散区44设于源极线32两侧与字符线34、36两侧、接触插塞48设于字符线34、36正上方以及金属内连线52经由接触插塞48来电连接字符线34与字符线36。下方的存储单元区20则包含源极线32、源极线32两侧的字符线34与字符线36、扩散区46设于源极线32两侧与字符线34、36两侧以及接触插塞48设于源极线32正上方。34.如同左侧的两个存储单元区18、20，右侧的两个存储单元区22、24也包括类似配置，例如右侧上方的存储单元区22包含源极线38、源极线38两侧的字符线40与字符线42、扩散区44设于源极线38两侧与字符线40、42两侧、接触插塞48设于字符线40、42正上方以及金属内连线54经由接触插塞48来电连接字符线40与字符线42。下方的存储单元区24则包含源极线38、源极线38两侧的字符线40与字符线42、扩散区46设于源极线38两侧与字符线40、42两侧以及接触插塞48设于源极线38正上方。需注意的是，本实施例中的单次可编程存储器元件虽以六个存储单元区为例，但不局限于此数量，依据本发明其他实施例又可依据制作工艺或产品需求于基底12上定义出多个比照上述方式所配置的存储单元区，此变化型也属本发明所涵盖的范围。35.在本实施例中，各源极线26、32、38与字符线28、30、34、36、40、42分别包含一栅极结构以及间隙壁(图未示)设于栅极结构周围而源极线26、32、38与字符线28、30、34、36、40、42两侧的扩散区44、46则为源极/漏极区域，其中各栅极结构可为多晶硅栅极或为金属栅极，且各栅极结构的制作方式可依据制作工艺需求以先栅极(gatefirst)制作工艺、后栅极(gatelast)制作工艺的先高介电常数介电层(high-kfirst)制作工艺以及后栅极制作工艺的后高介电常数介电层(high-klast)制作工艺等方式制作完成。以本发明的金属栅极为例，各栅极结构可包含例如介质层、高介电常数介电层、功函数金属层以及低阻抗金属层等元件。36.其中高介电常数介电层可包含介电常数大于4的介电材料，例如选自氧化铪(hafniumoxide，hfo2)、硅酸铪氧化合物(hafniumsiliconoxide,hfsio4)、硅酸铪氮氧化合物(hafniumsiliconoxynitride,hfsion)、氧化铝(aluminumoxide,al2o3)、氧化镧(lanthanumoxide,la2o3)、氧化钽(tantalumoxide,ta2o5)、氧化钇(yttriumoxide,y2o3)、氧化锆(zirconiumoxide,zro2)、钛酸锶(strontiumtitanateoxide,srtio3)、硅酸锆氧化合物(zirconiumsiliconoxide,zrsio4)、锆酸铪(hafniumzirconiumoxide,hfzro4)、锶铋钽氧化物(strontiumbismuthtantalate,srbi2ta2o9,sbt)、锆钛酸铅(leadzirconatetitanate,pbzrxti1-xo3,pzt)、钛酸钡锶(bariumstrontiumtitanate,baxsr1-xtio3,bst)、或其组合所组成的群组。37.功函数金属层较佳用以调整形成金属栅极的功函数，使其适用于n型晶体管(nmos)或p型晶体管(pmos)。若晶体管为n型晶体管，功函数金属层可选用功函数为3.9电子伏特(ev)～4.3ev的金属材料，如铝化钛(tial)、铝化锆(zral)、铝化钨(wal)、铝化钽(taal)、铝化铪(hfal)或tialc(碳化钛铝)等，但不以此为限；若晶体管为p型晶体管，功函数金属层可选用功函数为4.8ev～5.2ev的金属材料，如氮化钛(tin)、氮化钽(tan)或碳化钽(tac)等，但不以此为限。功函数金属层与低阻抗金属层之间可包含另一阻障层(图未示)，其中阻障层的材料可包含钛(ti)、氮化钛(tin)、钽(ta)、氮化钽(tan)等材料。低阻抗金属层则可选自铜(cu)、铝(al)、钨(w)、钛铝合金(tial)、钴钨磷化物(cobalttungstenphosphide，cowp)等低电阻材料或其组合。由于金属栅极的制作为本领域所熟知技术，在此不另加赘述。38.综上所述，本发明主要揭露一种单次可编程存储器元件的布局图案，其主要于一条源极线的紧邻两侧分别设置两条字符线由此缩减布局图案所需的整体面积。以前述图1所揭露的实施例为例，存储单元区中的源极线紧邻两侧较佳设有字符线与字符线，而字符线与字符线的两侧又紧邻字符线与字符线。换句话说左侧字符线与字符线之间的扩散区较佳直接接触字符线与字符线的边缘且扩散区与字符线之间并无任何浅沟隔离。同样地右侧字符线与字符线之间的扩散区较佳直接接触字符线与字符线的边缘且扩散区与字符线之间并无任何浅沟隔离。39.依据本发明的优选实施例，经由上述配置本发明的每个存储单元区沿着x方向的距离可较现有技术缩减约0.93倍，每个存储单元区沿着y方向的距离可较现有技术略大1.05倍，由此使每个存储单元区相较于现行技术可缩减约3％的面积。另外以效能来看，由于电子是沿着图1中箭头方向由两侧的字符线28、30朝中间的源极线26传送，本发明经由上述布局方式可在维持vpp电压的情况下降低编程时间、维持编程时间的情况下降低vpp电压以及提升读取电流至少两倍以上。40.以上所述仅为本发明的优选实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化与修饰，都应属本发明的涵盖范围。当前第1页12当前第1页12
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