CN104347588B - 电熔丝结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电熔丝结构，包括：电熔丝，电熔丝包括至少三段首尾相连的子熔丝，首尾相连的两段子熔丝之间的夹角大于0度小于180度；分别位于电熔丝两端、并与电熔丝连接的阳极和阴极。在保证电熔丝具有较大长度以使电熔丝结构更易被熔断的前提下可以减小阳极与阴极之间的距离，因而减小了电熔丝结构占据集成电路芯片的面积。在集成电路芯片上同步形成电熔丝结构及金属互连线时，使集成电路芯片中金属互连线的布局设计有更多选择。

Description

电熔丝结构

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种电熔丝结构。

背景技术

随着特征尺寸的持续降低，半导体器件越来越容易受到硅基底中杂质或缺陷的影响，单一二极管或MOS晶体管的失效往往会导致整个集成电路芯片的失效。为了解决所述问题，提高成品率，在集成电路芯片中往往会形成一些冗余电路。当制作工艺完成后发现部分器件不能正常工作时，可以通过熔丝结构熔断将失效电路与其他电路模块电学隔离，并利用冗余电路替换原来的失效电路。特别是在存储器的制造过程中，由于存储器单元的数量很多，难免会有部分存储器单元失效，因此往往会额外形成一些冗余的存储器单元，当制作完成后检测发现部分存储器单元失效时，可以利用熔丝结构将冗余的存储器单元替换原来的失效存储器单元，而不需要将对应的存储器报废，提高了出厂成品率。

目前，常用的熔丝结构通常为两种：激光熔丝（laser fuse）结构和电熔丝（electric fuse，简称E-fuse）结构。激光熔丝结构利用激光束切割熔丝，而电熔丝结构利用大电流将熔丝熔断或发生电迁移导致熔丝断路。随着半导体技术的发展，电熔丝结构逐渐取代了激光熔丝结构。

图1是集成电路芯片中现有一种电熔丝结构的结构示意图，如图1所示，电熔丝结构包括：电熔丝3，呈直线状；分别位于电熔丝3两端、且与电熔丝3连接的阳极1和阴极2。

电熔丝结构常常与金属互连线同步形成，在同一集成电路芯片上同时制作电熔丝结构及金属互连线时，电熔丝结构所在区域的电路布局密度小于金属互连线的电路布局密度，为减少电路布局密度不一致性所带来的不良影响，会在电熔丝3的两侧设置伪电熔丝4。

为了使得现有电熔丝结构更容易被熔断，电熔丝3的长度较大，导致电熔丝结构占据集成电路芯片的面积较大，使集成电路芯片中金属互连线的布局设计受到诸多限制。为此，业界迫切需要一种占芯片面积较小的电熔丝结构。

发明内容

本发明要解决的问题是：现有电熔丝结构占据集成电路芯片的面积较大。

为解决上述问题，本发明提供了一种电熔丝结构，包括：

电熔丝，所述电熔丝包括至少三段首尾相连的子熔丝，首尾相连的两段子熔丝之间的夹角大于0度小于180度；

分别位于所述电熔丝两端、并与电熔丝连接的阳极和阴极。

可选的，首尾相连的两段子熔丝之间的夹角为90度。

可选的，和所述阳极连接的子熔丝与阳极之间的夹角为90度。

可选的，和所述阴极连接的子熔丝与阴极之间的夹角为90度。

可选的，所述阳极具有面向阴极的第一正面，所述阴极具有面向阳极的第二正面；

所述阳极的第一正面、阴极的第二正面分别与电熔丝连接。

可选的，所述第一正面与第二正面平行，所述第一正面与第二正面的正对面积等于，第一正面的面积和第二正面的面积中的最小值。

可选的，所述第一正面与第二正面平行，所述第一正面与第二正面的正对面积小于第一正面的面积及第二正面的面积。

可选的，所述阳极具有与第一正面相连的第一侧面，所述阴极具有与第二正面相连的第二侧面；

所述阳极的第一侧面、阴极的第二侧面分别与电熔丝连接，且与所述阳极连接的子熔丝和与所述阴极连接的子熔丝具有正对面积。

可选的，至少有两段子熔丝具有正对面积。

可选的，所述阳极、阴极及电熔丝的材料为金属。

可选的，所述金属为铜或铝。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本技术方案所提供电熔丝结构的电熔丝包括至少三段首尾相连的子熔丝，且首尾相连的两段子熔丝之间的夹角大于0度小于180度，在保证电熔丝具有较大长度，以使电熔丝结构更易被熔断的前提下可以减小阳极与阴极之间的距离，因而减小了电熔丝结构占据集成电路芯片的面积。在集成电路芯片上同步形成电熔丝结构及金属互连线时，使集成电路芯片中金属互连线的布局设计有更多选择。

进一步地，当电熔丝结构的电熔丝中至少有两段子熔丝具有一定正对面积时，使得无需在电熔丝两侧设置伪电熔丝的情况下，就可以达到电熔丝结构所在区域的电路布局密度与金属互连线的电路布局密度保持一致的目的，从而进一步减小了电熔丝结构占据集成电路芯片的面积。

附图说明

图1是集成电路芯片中现有一种电熔丝结构的结构示意图；

图2是本发明的第一实施例中电熔丝结构的结构示意图；

图3是本发明的第二实施例中电熔丝结构的结构示意图；

图4是本发明的第三实施例中电熔丝结构的结构示意图；

图5是本发明的第四实施例中电熔丝结构的结构示意图；

图6是本发明的第五实施例中电熔丝结构的结构示意图；

图7是本发明的第六实施例中电熔丝结构的结构示意图。

具体实施方式

为了解决现有电熔丝结构占据集成电路芯片的面积较大的问题，本发明提供了一种新的电熔丝结构，该电熔丝结构的电熔丝包括至少三段首尾相连的子熔丝，且首尾相连的两段子熔丝之间的夹角大于0度小于180度，在保证电熔丝具有较大长度以使电熔丝结构更易被熔断的前提下可以减小阳极与阴极之间的距离，因而减小了电熔丝结构占据集成电路芯片的面积。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

第一实施例

如图2所示，本实施例的电熔丝结构1包括：电熔丝30，电熔丝30包括五段首尾相连的子熔丝，五段子熔丝分别为：子熔丝301、子熔丝302、子熔丝303、子熔丝304、子熔丝305；分别位于电熔丝30两端、并与电熔丝30连接的阳极10和阴极20，阳极10具有面向阴极20的第一正面101，阴极20具有面向阳极10的第二正面201，第一正面101与第二正面201平行，且第一正面101与第二正面201的正对面积等于第一正面101的面积及第二正面201的面积。其中：

子熔丝301和阳极10的第一正面101相连，且两者之间的夹角B1为90度；子熔丝301和子熔丝302相连，且两者之间的夹角A1为90度；子熔丝302和子熔丝303相连，且两者之间的夹角A2为90度；子熔丝303和子熔丝304相连，且两者之间的夹角A3为90度；子熔丝304和子熔丝305相连，且两者之间的夹角A4为90度；子熔丝305和阴极20的第二正面201相连，且两者之间的夹角B2为90度。

与现有包含直线状的电熔丝的电熔丝结构相比，本技术方案所提供电熔丝结构的电熔丝具有至少三段首尾相连的子熔丝，且首尾相连的两段子熔丝之间的夹角大于0度小于180度，在保证电熔丝具有较大长度以使电熔丝结构更易被熔断的前提下可以减小阳极与阴极之间的距离，因而减小了电熔丝结构占据集成电路芯片的面积。在集成电路芯片上同步形成电熔丝结构及金属互连线时，使集成电路芯片中金属互连线的布局设计有更多选择。

在本实施例中，子熔丝301、子熔丝303、子熔丝305具有一定的正对面积，使得无需在电熔丝两侧设置伪电熔丝的情况下，就可以达到电熔丝结构所在区域的电路布局密度与金属互连线的电路布局密度保持一致的目的，从而进一步减小了电熔丝结构占据集成电路芯片的面积。

在本实施例中，子熔丝302、子熔丝304相互平行，子熔丝301、子熔丝303、子熔丝305相互平行。

在本实施例中，阳极10、阴极20及电熔丝30的材料为金属，例如铜或铝。

第二实施例

第二实施例与第一实施例的区别在于：如图3所示，电熔丝30包括七段首尾相连的子熔丝，七段子熔丝分别为：子熔丝301、子熔丝302、子熔丝303、子熔丝304、子熔丝305、子熔丝306、子熔丝307。其中：

子熔丝301和阳极10的第一正面101相连，且两者之间的夹角B1为90度；子熔丝301和子熔丝302相连，且两者之间的夹角A1为90度；子熔丝302和子熔丝303相连，且两者之间的夹角A2为90度；子熔丝303和子熔丝304相连，且两者之间的夹角A3为90度；子熔丝304和子熔丝305相连，且两者之间的夹角A4为90度；子熔丝305和子熔丝306相连，且两者之间的夹角A5为90度；子熔丝306和子熔丝307相连，且两者之间的夹角A6为90度；子熔丝307和阴极20的第二正面201相连，且两者之间的夹角B2为90度。

在本实施例中，子熔丝302、子熔丝304、子熔丝306具有一定的正对面积。

在本实施例中，子熔丝301、子熔丝303、子熔丝305、子熔丝307相互平行，子熔丝302、子熔丝304、子熔丝306平行。

第三实施例

第三实施例与第一实施例的区别在于：如图4所示，电熔丝30包括七段首尾相连的子熔丝，七段子熔丝分别为：子熔丝301、子熔丝302、子熔丝303、子熔丝304、子熔丝305、子熔丝306、子熔丝307；另外，阳极10具有第一侧面102，第一侧面102和第一正面101相连，阴极20具有第二侧面202，第二侧面202和第二正面201相连。其中：

子熔丝301和阳极10的第一侧面102相连，且两者之间的夹角B1为90度；子熔丝301和子熔丝302相连，且两者之间的夹角A1为90度；子熔丝302和子熔丝303相连，且两者之间的夹角A2为90度；子熔丝303和子熔丝304相连，且两者之间的夹角A3为90度；子熔丝304和子熔丝305相连，且两者之间的夹角A4为90度；子熔丝305和子熔丝306相连，且两者之间的夹角A5为90度；子熔丝306和子熔丝307相连，且两者之间的夹角A6为90度；子熔丝307和阴极20的第二侧面202相连，且两者之间的夹角B2为90度，与阳极10连接的子熔丝301和与阴极20连接的子熔丝307具有正对面积。

在本实施例中，子熔丝301、子熔丝303、子熔丝305、子熔丝307具有一定的正对面积。

在本实施例中，子熔丝302、子熔丝304、子熔丝306相互平行，子熔丝301、子熔丝303、子熔丝305、子熔丝307平行。

第四实施例

第四实施例与第三实施例的区别在于：第四实施例中（参考图5所示）子熔丝303与阳极10第一正面101的正对面积，大于第三实施例中（参考图4所示）子熔丝303与阳极10第一正面101的正对面积；第四实施例中（参考图5所示）子熔丝305与阴极20第二正面201的正对面积，大于第三实施例中（参考图4所示）子熔丝305与阴极20第二正面201的正对面积。

第五实施例

第五实施例与第一实施例的区别在于：如图6所示，阳极10的第一正面101与阴极20的第二正面201的正对面积小于第一正面101的面积及第二正面201的面积。

在本实施例中，子熔丝301、子熔丝303、子熔丝305平行，且子熔丝301、子熔丝303、子熔丝305具有一定的正对面积。

第六实施例

第六实施例与第五实施例的区别在于：如图7所示，电熔丝30包括九段首尾相连的子熔丝，九段子熔丝分别为：子熔丝301、子熔丝302、子熔丝303、子熔丝304、子熔丝305、子熔丝306、子熔丝307、子熔丝308、子熔丝309。其中：

子熔丝301和阳极10的第一正面101相连，且两者之间的夹角B1为90度；子熔丝301和子熔丝302相连，且两者之间的夹角A1为90度；子熔丝302和子熔丝303相连，且两者之间的夹角A2为90度；子熔丝303和子熔丝304相连，且两者之间的夹角A3为90度；子熔丝304和子熔丝305相连，且两者之间的夹角A4为90度；子熔丝305和子熔丝306相连，且两者之间的夹角A5为90度；子熔丝306和子熔丝307相连，且两者之间的夹角A6为90度；子熔丝307和子熔丝308相连，且两者之间的夹角A7为90度；子熔丝308和子熔丝309相连，且两者之间的夹角A8为90度；子熔丝309和阴极20的第二正面201相连，且两者之间的夹角B2为90度。

在本实施例中，子熔丝301、子熔丝303、子熔丝305、子熔丝307、子熔丝309平行，且子熔丝301、子熔丝303、子熔丝305、子熔丝307、子熔丝309具有一定的正对面积。

本发明中，各实施例采用递进式写法，重点描述与前述实施例的不同之处，各实施例中的相同部分可以参照前述实施例。

在其他实施例中，电熔丝中两段首尾相连的子熔丝之间的夹角也可以大于0度小于90度，或者大于90度小于180度；和阳极相连的子熔丝与阳极之间的夹角也可以大于0度小于90度，或者大于90度小于180度；和阴极相连的子熔丝与阴极之间的夹角也可以大于0度小于90度，或者大于90度小于180度；电熔丝所包含子熔丝的数量也可以为实施例中以外的三个以上的数量。

在第一至第四实施例中，阳极第一正面的面积也可以不等于阴极第二正面的面积，在这种情况下，第一正面与第二正面的正对面积等于，第一正面的面积和第二正面的面积中的最小值。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (7)

1.一种电熔丝结构，其特征在于，包括：

电熔丝，所述电熔丝包括至少三段首尾相连的子熔丝，首尾相连的两段子熔丝之间的夹角大于0度小于180度；

分别位于所述电熔丝两端、并与电熔丝连接的阳极和阴极，所述阳极具有面向阴极的第一正面，所述阴极具有面向阳极的第二正面，阳极的第一正面、阴极的第二正面分别与电熔丝连接，第一正面与第二正面平行，第一正面与第二正面的正对面积小于或者等于，第一正面的面积和第二正面的面积中的最小值，所述阳极具有与第一正面相连的第一侧面，所述阴极具有与第二正面相连的第二侧面，阳极的第一侧面、阴极的第二侧面分别与电熔丝连接，且与所述阳极连接的子熔丝和与所述阴极连接的子熔丝具有正对面积，与所述阳极连接的子熔丝和与所述阴极连接的子熔丝的正对面积，大于所述第一正面的面积和所述第二正面的面积；

其中，在同步形成所述电熔丝结构与金属互连线的过程中，所述电熔丝结构所在区域的电路布局密度与金属互连线的电路布局密度一致，且所述电熔丝结构所在区域不设置伪电熔丝。

2.根据权利要求1所述的电熔丝结构，其特征在于，首尾相连的两段子熔丝之间的夹角为90度。

3.根据权利要求1所述的电熔丝结构，其特征在于，和所述阳极连接的子熔丝与阳极之间的夹角为90度。

4.根据权利要求1所述的电熔丝结构，其特征在于，和所述阴极连接的子熔丝与阴极之间的夹角为90度。

5.根据权利要求1所述的电熔丝结构，其特征在于，至少有两段子熔丝具有正对面积。

6.根据权利要求1所述的电熔丝结构，其特征在于，所述阳极、阴极及电熔丝的材料为金属。

7.根据权利要求6所述的电熔丝结构，其特征在于，所述金属为铜或铝。