本發(fā)明涉及集成電路制造領域，尤其涉及一種一次性可編程器件及編程實現(xiàn)方法。

背景技術：

OTP(one time programmable,一次可編程器件)是常見的一種NVM(非易失性存儲器)，一次性編程在編程過程中不可逆轉，只允許寫一次。STT-MRAM是一種非易失的存儲器，它的存儲結構采用MTJ磁性隧道結，中間的稱為勢壘層，上下為自由層和參考層。

針對MTJ(磁性隧道結)的一次性編程通常采用加高壓的方式擊穿勢壘層，擊穿后的勢壘層表現(xiàn)為低阻抗(約100歐姆左右)。勢壘層的擊穿電壓比普通的編程電壓要高，并且由于開關管存在導通電阻，導致外部的電壓必須足夠高才能保證有效擊穿MTJ的勢壘層，這種傳統(tǒng)的方式往往需要額外的高壓輸入結構，不僅設計電路結構復雜，也增加了一次編程的功耗。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為克服上述的不足之處，目的在于提供一種一次性可編程器件，主要包括包括MOS開關管、磁性隧道結，占用面積小，結構簡單，易于實現(xiàn)。

本發(fā)明另一目的在于提供一種一次性可編程器件的編程實現(xiàn)方法，本方法將開關管源級直接接地電位，在正常工作電壓的情況下，達到增加磁性隧道結兩端電壓，從而達到一次打穿勢壘層、一次編程的效果；該方法降低了傳統(tǒng)電路結構所需的擊穿電壓，降低了一次編程的功耗。

本發(fā)明是通過以下技術方案達到上述目的：一種一次性可編程器件，包括：MOS開關管、磁性隧道結、字線、位線、靈敏放大器電路、電位發(fā)生裝置；MOS開關管分別與磁性隧道結、字線、電位發(fā)生裝置連接；磁性隧道結通過位線與靈敏放大器電路連接。

作為優(yōu)選，所述磁性隧道結包括自由層、勢壘層、參考層；勢壘層夾在自由層與參考層之間。

作為優(yōu)選，所述磁性隧道結的自由層與MOS開關管漏極連接；參考層與位線相連。

作為優(yōu)選，所述MOS開關管的柵極與字線相連；MOS開關管的源極與電位發(fā)生裝置相連。

作為優(yōu)選，所述電位發(fā)生裝置產(chǎn)生的電位為固定的接地電位。

作為優(yōu)選，所述磁性隧道結的兩頭還帶有頂層金屬層與底層金屬層，自由層連接到頂層金屬層后與MOS開關管漏極連接；參考層連接到底層金屬層后與位線相連。

作為優(yōu)選，所述自由層連接到底層金屬層后與MOS開關管漏極連接；參考層連接到頂層金屬層后與位線相連。

一種一次性可編程器件的編程實現(xiàn)方法，對MOS開關管源極施加接地電位，在字線上施加普通編程電壓，在位線上施加電壓，保持字線和位線電壓不變直至磁性隧道結的勢壘層擊穿，完成編程。

本發(fā)明的有益效果在于：1)本發(fā)明在正常工作電壓的情況下達到增加磁性隧道結兩端電壓，可達到一次打穿勢壘層、一次編程的效果；2)本發(fā)明降低了傳統(tǒng)電路結構所需的擊穿電壓；3)本發(fā)明器件占用面積小，易于實現(xiàn)，操作簡單，不僅可以降低一次編程的功耗也能節(jié)省制造成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一次性編程器件的基本結構示意圖；

圖2是本發(fā)明一次性編程器件的部分結構示意圖；

圖3是本發(fā)明編程實現(xiàn)方法的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述，但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此：

實施例：如圖1所示，一種一次性可編程器件由MOS開關管、磁性隧道結、字線、位線、靈敏放大器電路、電位發(fā)生裝置組成。磁性隧道結包括自由層、勢壘層、參考層；勢壘層夾在自由層與參考層之間，如圖2所示。其中，圖1中的A點為MOS開關管漏極；磁性隧道結的自由層與MOS開關管漏極連接；磁性隧道結的參考層與位線相連。MOS開關管的柵極與字線相連；MOS開關管的源極與電位發(fā)生裝置相連。所述電位發(fā)生裝置產(chǎn)生的電位為固定的接地電位。

磁性隧道結的兩頭還包括有頂層金屬層與底層金屬層，自由層連接到頂層金屬層后與MOS開關管漏極連接；參考層連接到底層金屬層后與位線相連。另外，連接關系也可以是自由層連接到底層金屬層后與MOS開關管漏極連接；參考層連接到頂層金屬層后與位線相連。

如圖3所示，一種一次性可編程器件的編程實現(xiàn)方法，對MOS開關管源極施加接地電位，在字線上施加普通編程電壓，在位線上施加電壓，一段時間之內，保持字線和位線電壓不變直至磁性隧道結的勢壘層擊穿，完成編程。

本發(fā)明的一次性編程器件可集成到手機、電腦、嵌入式芯片、汽車電子芯片，獨立式存儲器、手持設備、射頻標簽中。

以上的所述乃是本發(fā)明的具體實施例及所運用的技術原理，若依本發(fā)明的構想所作的改變，其所產(chǎn)生的功能作用仍未超出說明書及附圖所涵蓋的精神時，仍應屬本發(fā)明的保護范圍。