本发明公开了一种分阶段的大容量栅氧反熔丝存储器编程方法，将编程过程划分成全数据初始编程、回读定向编程和全数据加强编程三个主要阶段：全数据初始编程阶段顺序对所有地址只进行一次编程，不关注数据写入是否成功；回读定向编程阶段对所有地址逐个进行回读判断编程结果，只对数据未编程成功的地址和存储单元进行定向编程；加强编程阶段再次顺序对所有地址再进行一次编程，以进一步提升反熔丝单元的击穿一致性。本方法可有效避免栅氧反熔丝阵列编程时的热量累积，减少高压通路损伤，从而大幅提高编程成功率，降低反熔丝单元击穿电阻的离散性，提升反熔丝存储器的长期可靠性。