CN104576602B - 一种反熔丝结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种反熔丝结构,包括:相对设置的第一梳状金属件和第二梳状金属件,其中所述第一梳状金属件包含至少两个第一指状金属线,所述第二梳状金属件包含至少两个第二指状金属线,所述第一指状金属线和所述第二指状金属线并列间隔设置,其中所述第一指状金属线的内侧间隔设置有朝向所述第二指状金属线的多个凸起端。本发明通过将所述反熔丝结构设计为线对凸起端(line‑to‑tip)的结构或者凸起端对凸起端(tip‑to‑tip)的结构,可以优化编程条件,其中当所述凸起端的设置,在施加编程电压时,在所述凸起端附近的局部电场强度至少加倍,所述加强的电场强度使得在实现击穿时的时间至少减少88%,从而更快速、更容易的实现所述反熔丝结构的编程。
Description
技术领域
本发明涉及半导体领域,具体地,本发明涉及一种反熔丝结构。
背景技术
在包括CMOS的集成电路中,通常希望能够永久的存储信息,后者在制造后形成集成电路的永久连接。通常可以选用可熔连接的熔丝或者器件实现所述目的。例如,熔丝也可以用于编程冗余元件,以替代同一失效元件。此外,熔丝可用于存储芯片标识或其他这样的信息,或用于通过调节通路的电阻来调节电路速度。
所述熔丝器件中的一类是通过激光编程或烧断的,以在半导体器件被处理和钝化之后断开连接,此类熔丝器件需要激光精确对准熔丝器件上,精度要求很高,不然则会造成相邻器件的损坏;此外,该类熔丝器件不能和许多最新工艺技术一起使用。
随着半导体技术的不断发展,反熔丝(Anti-fuse)技术已经吸引了很多发明者、IC设计者和制造商的显著关注。反熔丝是可改变到导电状态的结构,或者换句话说,反熔丝是从不导电状态改变为导电状态的电子器件。等同地,二元状态可以是响应于电应力(如编程电压或编程电流)的高电阻和低电阻中的任一种。反熔丝器件可以被布置在存储阵列中,由此形成普遍公知的一次性可编程(OTP)存储器。
反熔丝结构广泛的应用于永久性编程(permanently program)的集成电路(integrated circuits,IC)中,例如某种编程漏极器件(Certain programmable logicdevices)、专门目的而设计的集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC),利用反熔丝结构来配置的逻辑电路和从一个标准的IC设计创建一个定制的设计,反熔丝结构可以用于编程只读存储器(programmable read-only memory,PROM)中。例如可编程的漏极器件,例如VLSI和ASIC设计中的应用,选用反熔丝技术来配置逻辑电路,以及从标准的集成电路来设计特定的电路;或者将反熔丝结构应用于可编程只读存储器件(PROM),每一字节包含一熔丝以及一反熔丝,并通过触发其中的一个或者两个实现编程。
现有技术中典型的反熔丝(Anti-fuse)的结构为金属层-介电层-金属层的夹心结构,其中所述介电层为非结晶硅(amorphous silicon),利用所述反熔丝进行栅极数组的程序化,当在所述反熔丝结构上不施加电压时,所述中间介质层处于“关”的状态,此时所述介电层不导电,当在所述熔丝结构上施加电压时,所述介电层非结晶硅(amorphous silicon)变为多晶硅(polysilicon),处于导电状态,所述反熔丝处于“开”的状态,以此进行反熔丝的程序化。
反熔丝结构在集成电路中得到广泛应用,但是反熔丝结构的长期稳定性成为反熔丝结构的一个重要问题,因为随着时间的延长,所述反熔丝结构有性能退化的趋势。
现有技术中还存在如图1a-1b所述的反熔丝结构,在所述反熔丝结构中包括梳状对梳状(comb-comb)的结构,如图1a所示,还包括梳状-蛇形弯曲-梳状(comb-serpentine-comb)的结构,如图1b所示,在所述梳状对梳状(comb-comb)的结构中包括第一梳状结构101和第二梳状结构102,所述第一梳状结构101和第二梳状结构102相对设置,并且第一梳状结构101中的梳齿和第二梳状结构102中的梳齿相互隔离、交错设置,所述梳状-蛇形弯曲-梳状(comb-serpentine-comb)的结构相对于梳状对梳状(comb-comb)的结构来说增加了一个蛇形弯曲103,所述蛇形弯曲103弯曲环绕所述第一梳状结构101和第二梳状结构102,所述反熔丝结构的稳定性具有一定的提高,但是由于其结构呈线对线(line-to-line)结构,但是其编程条件相当苛刻,例如需要更大的电场或者编程电压等。
上述两种反熔丝结构在虽然得到广泛的应用,但是所述反熔丝结构在反熔丝结构或者存在长期稳定性不能保证的弊端,或者存在编程条件苛刻,不容易实现的问题,都给反熔丝结构的应用带来很大阻碍,因此需要对现有技术中的所述反熔丝结构作进一步的改进,以便消除上述问题。
发明内容
在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征,更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
本发明为了克服目前存在问题,提供了一种反熔丝结构,包括:
相对设置的第一梳状金属件和第二梳状金属件,其中所述第一梳状金属件包含至少两个第一指状金属线,所述第二梳状金属件包含至少两个第二指状金属线,所述第一指状金属线和所述第二指状金属线并列间隔设置,其中所述第一指状金属线的内侧间隔设置有朝向所述第二指状金属线的多个凸起端。
作为优选,所述反熔丝结构还包括电源,所述第一梳状金属件和所述第二梳状金属件分别连接于电源的正负极,在施加电压的情况下所述第一指状金属线和所述第二指状金属线之间击穿导通,实现编程。
作为优选,所述第一指状金属线和所述第二指状金属线之间设置有绝缘层。
作为优选,所述第二指状金属线的内侧也间隔设置有凸起端,所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端相对设置,或者所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端相错设置,所述第一指状金属线上的凸起端与所述第二指状金属线上的凸起端之间的间隙相对。
作为优选,所述第一指状金属线的内外两侧沿纵向均间隔设置有凸起端。
作为优选,所述第一梳状金属件包含两个第一指状金属线,所述第二梳状金属件包含两个第二指状金属线,其中,所述第一指状金属线和所述第二指状金属线交替设置,其中位于两端的所述第一指状金属线和第二指状金属线的内侧沿纵向间隔设置有凸起端,位于中间的所述第一指状金属线和第二指状金属线的两侧沿纵向间隔设置有凸起端。
作为优选,所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端相对设置,或者所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端相错设置,所述第一指状金属线上的凸起端与所述第二指状金属线上的凸起端之间的间隙相对。
作为优选,所述凸起端为点状凸起。
作为优选,所述凸起端和所述第一指状金属线为一体设置。
作为优选,所述第一梳状金属件包含多个并列设置的第一指状金属线,所述第二梳状金属件包含多个并列设置的第二指状金属线,所述第一指状金属线和所述第二指状金属线交替设置。
作为优选,所述第一梳状金属件还包括第一连接线,连接所述多个第一指状金属线,以形成梳状结构;
所述第二梳状金属件还包括第二连接线,连接所述多个第二指状金属线,以形成梳状结构;
所述第一梳状金属件和所述第二梳状金属件相对设置,所述第一指状金属线和所述第二指状金属线相互交错。
作为优选,所述第一连接线和所述第二连接线分别连接所述电源的正极和负极。
作为优选,第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线之间的距离为S1,所述凸起端之间的间隙的宽度为S2,调节所述S1和S2,以优化编程条件。
作为优选,当所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端相对设置时,所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端之间的距离为S1,所述凸起端之间的间隙的宽度为S2,调节所述S1和S2,以优化编程条件。
作为优选,当所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端相错设置时,所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端之间的距离为S1,所述第一指状金属线上的凸起端的宽度为S3,所述第二指状金属线上的凸起端的宽度为S4,调节S1、S3和S4,以优化编程条件。
本发明中所述反熔丝结构包括第一指状金属线和第二指状金属线交替设置,其中所述第一指状金属线和/或第二指状金属线的内侧或者两侧设置有凸起端,改变现有技术中线对线(line-to-line)的反熔丝结构,变为线对凸起端(line-to-tip)的结构或者凸起端对凸起端(tip-to-tip)的结构,并且通过优化所述第一指状金属线、第二指状金属线的数目,第一指状金属线和第二指状金属线之间的距离、第一指状金属线上凸起端之间的间隙或者所述凸起端的宽度来进一步优化所述反熔丝结构的编程条件,能够解决反熔丝结构长期稳定性的问题。
此外,通过将所述反熔丝结构设计为线对凸起端(line-to-tip)的结构或者凸起端对凸起端(tip-to-tip)的结构,可以优化编程条件,其中当所述凸起端的设置,在施加编程电压时,在所述凸起端附近的局部电场强度至少加倍,所述加强的电场强度使得在实现击穿时的时间至少减少88%,从而更快速、更容易的实现所述反熔丝结构的编程。
附图说明
本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述,用来解释本发明的装置及原理。在附图中,
图1a-1b为现有技术中反熔丝结构处于关和开状态时的结构示意图;
图2a-2f为本发明中具体实施方式中反熔丝结构的结构示意图。
具体实施方式
在下文的描述中,给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而,对于本领域技术人员而言显而易见的是,本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中,为了避免与本发明发生混淆,对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
为了彻底理解本发明,将在下列的描述中提出详细的描述,以说明本发明所述反熔丝结构。显然,本发明的施行并不限于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下,然而除了这些详细描述外,本发明还可以具有其他实施方式。
应予以注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例,而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式。此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
现在,将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例。然而,这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施,并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是,提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻底且完整,并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。在附图中,为了清楚起见,夸大了层和区域的厚度,并且使用相同的附图标记表示相同的元件,因而将省略对它们的描述。
本发明为了解决现有技术中存在的各种问题,提供了一种反熔丝结构,包括:
第一梳状金属件和第二梳状金属件,所述第一梳状金属件和所述第二梳状金属件相对设置;
其中所述第一梳状金属件包含至少一个第一指状金属线,所述第二梳状金属件包含至少一个第二指状金属线,所述第一指状金属线和所述第二指状金属线相对间隔设置,其中所述第一指状金属线的一侧沿纵向间隔设置有凸起端;
电源,所述第一梳状金属件和所述第二梳状金属件分别连接于电源的正负极,在施加电压的情况下所述第一梳状金属件和所述第二梳状金属件之间击穿导通,实现编程。
其中,第一梳状金属件和第二梳状金属件位于同一平面上,所述第一梳状金属件包含多个第一指状金属线,第二梳状金属件包含多个第二指状金属线,所述第一指状金属线和所述第二指状金属线相互交错设置,所述第一指状金属线插入所述第二指状金属线之间的间隙中,所述第二指状金属线插入所述第一指状金属线的间隙中,第一指状金属线和第二指状金属线交替设置,但是所述第一指状金属线和所述第二指状金属线之间并不接错,设置有一定的间隔,以实现所述反熔丝结构的编程。
进一步的,在所述第一梳状金属件中,所述多个第一指状金属线并列设置,所述多个第一指状金属线长度以及宽度相同,所述相邻第一指状金属线之间的距离也相同,所述第一梳状金属件中还包括第一连接线,用于将所述多个第一指状金属线连接为一体,相邻的所述第一指状金属线结合所述连接线,形成凹形槽,所述第一梳状金属件整体呈梳状结构,所述第一指状金属线作为导电梳齿。
同理,在所述第二梳状金属件中,所述多个第二指状金属线并列设置,所述多个第二指状金属线长度以及宽度相同,所述相邻第二指状金属线之间的距离也相同,所述第二梳状金属件中还包括第二连接线,用于将所述多个第二指状金属线连接为一体,相邻的所述第二指状金属线结合所述连接线,形成凹形槽,所以所述第二梳状金属件整体呈梳状结构,所述第二指状金属线作为导电梳齿。
进一步,所述第一梳状金属件和所述第二梳状金属件相对设置,所述第一指状金属线和所述第二指状金属线相互交错,所述第二指状金属线插入所述相邻的第一指状金属线形成凹形槽中,所述第一指状金属线插入所述相邻的第二指状金属线形成凹形槽中。
所述第一连接线和所述第二连接线分别连接所述电源的正极和负极,用于对所述第一梳状金属件和所述第二梳状金属件施加电压,以实现对所述反熔丝结构的编程。
其中,所述凸起端为点状凸起,呈方形,例如正方向或者矩形,作为优选,所述凸起端和所述第一指状金属线为一体设置。通过设置所述凸起端,改变现有技术中线对线(line-to-line)的反熔丝结构,变为线对凸起端(line-to-tip)的结构,由于所述凸起端的设置,在施加编程电压时,在所述凸起端附近的局部电场强度至少加倍,所述加强的电场强度使得在实现击穿时的时间至少减少88%,从而更快速、更容易的实现所述反熔丝结构的编程。
同时,通过优化所述第一指状金属线、第二指状金属线的数目,第一指状金属线和第二指状金属线之间的距离、以及第一指状金属线上凸起端之间的间隙来进一步优化所述反熔丝结构的编程条件,不仅能够解决反熔丝结构长期稳定性的问题,还能使所述编程变得更加简单。
需要说明的是,所述第一指状金属线和第二指状金属线之间的距离分为两种情况,当所述第一指状金属线和第二指状金属线上均有凸起端时所述距离为凸起端之间的距离,当所述第一指状金属线和第二指状金属线中任一个有凸起端时,所述距离是指所述凸起端和另外一个金属线之间的距离,在下文的描述中在没有特殊说明时均参照该解释。
此外,所述熔丝结构还可以具有以下几种实施方式:
所述第二指状金属线的内侧也间隔设置有凸起端,所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端相对设置,或者所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端相错设置,所述第一指状金属线上的凸起端与所述第二指状金属线上的凸起端之间的间隙相对。
进一步,所述第一指状金属线的内外两侧沿纵向均间隔设置有凸起端。
进一步,所述第一梳状金属件I包含两个第一指状金属线,所述第二梳状金属件II包含两个第二指状金属线,其中,所述第一指状金属线和所述第二指状金属线交替设置,其中位于两端的所述第一指状金属线和第二指状金属线的内侧沿纵向间隔设置有凸起端,位于中间的所述第一指状金属线和所述第二指状金属线的两侧沿纵向间隔设置有凸起端。
所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端相对设置,或者所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端相错设置,所述第一指状金属线上的凸起端与所述第二指状金属线上的凸起端之间的间隙相对。
下面结合附图对每一种实施方式做进一步的说明。
实施例1
首先参照图2e,所述反熔丝结构中包括第一梳状金属件I和第二梳状金属件II,所述第一梳状金属件I和所述第二梳状金属件II相对设置;
其中所述第一梳状金属件I包含两个第一指状金属线204,所述第二梳状金属件II包含两个第二指状金属线201,所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201交替设置,其中,所述第一指状金属线204的靠近所述第二指状金属线201的内侧设置有凸起端205,所述凸起端205和所述第二指状金属线201之间的距离为S1。
在该实施例中所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201分为两组,每组包括一个第一指状金属线204和一个第二指状金属线201,所述第一指状金属线204和第二指状金属线201之间的距离为S1,而两组金属线之间的距离大于所述S1。
所述凸起端205沿纵向间隔设置于所述第一指状金属线204的内侧,所述内侧是指在每一组金属线中靠近所述第二指状金属线201的一侧,所述相邻的凸起端205之间的间隙大小为S2。
作为优选,所述凸起端205为点状凸起,所述凸起为方形,例如为正方形或者矩形,其相对于金属线来说,其关键尺寸很小,相当于位于金属线上的点,因此称为点状凸起,结合第二指状金属线201,以形成线对凸起端(line-to-tip)的结构(线对点的结构),使编程更加容易。
在该实施例中,通过改变S1和S2的大小,来优化所述反熔丝结构的编程电压,其中所述凸起端205的设置相对于现有技术中线对线的设置方式,可以增加局部电场(localelectric field),使所述反熔丝结构更加容易实现编程。
需要说明的是,所述图示仅仅是示例性的,所述反熔丝结构可以包含所述多组金属线,并不局限于两组,所述第一指状金属线204和第二指状金属线201的数目也并不局限于两个,可以根据需要进行设置,以进一步优化所述反熔丝结构的编程条件。
作为优选,第一梳状金属件I和第二梳状金属件II位于同一平面上,所述第一梳状金属件I中还包括第一连接线206,用于将所述多个第一指状金属线连接204为一体,以形成梳状结构,所述第一指状金属线204作为导电梳齿。所述第一梳状金属件I中还包括第二连接线203,用于将所述多个第二指状金属线201连接为一体,以形成梳状结构,所述第二指状金属线201作为导电梳齿。
进一步,所述第一连接线206和所述第二连接线203分别连接编程电压的正负极,以将所有的第一指状金属线204和所有第二指状金属线201连接至所述电源的正负极,用于施加电压,实现所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201的击穿。
所述第一梳状金属件I和第二梳状金属件II均为梳状结构,第一梳状金属件I和第二梳状金属件II相对设置,所述第一指状金属线201和所述第二指状金属线连接201相互交错。
所述反熔丝结构的编程原理为:将所述第一连接线203和所述第二连接线206分别连接至编程电压的正负极,增加编程电压,在电压较小的情况下,所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间没有被击穿,所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间具有很大的电阻,处于断开状态;随着时间电压的增加,由于所述第一指状金属线204上凸起端205的设置,在施加电压时,会使局部电场的强度变大,更容易实现所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间的击穿,当所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间击穿之后,所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间形成通路,实现所述反熔丝结构的编程。
需要说明的是,所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间的击穿是将所述第一指状金属线204以及和所述第一指状金属线204上凸起端205邻近的所述第二指状金属线201击穿,即实现每一组金属线的分别击穿。
在该实施例中通过设置所述凸起端,改变现有技术中线对线(line-to-line)的反熔丝结构,变为线对凸起端(line-to-tip)的结构,并且通过优化所述第一指状金属线、第二指状金属线的数目,第一指状金属线和第二指状金属线之间的距离、以及第一指状金属线上凸起端之间的间隙来进一步优化所述反熔丝结构的编程条件,不仅能够解决反熔丝结构长期稳定性的问题,还能使所述编程变得更加简单,具有良好的效果。
实施例2
首先参照图2a,在该实施例中,所述第二指状金属线201的内侧也设置有凸起端205,所述第二指状金属线201的内侧是指靠近所述第一指状金属线上凸起端205的一侧,所述第一指状金属线204上的凸起端205和所述第二指状金属线201上的凸起端205相对设置,所述第一指状金属线204上的凸起端205和所述第二指状金属线201上的凸起端205之间的距离为S1。
所述凸起端205沿纵向间隔设置于所述第二指状金属线201的内侧,所述第二指状金属线201上相邻的凸起端205之间的间隙大小为S2。
作为优选,所述第二指状金属线201上的凸起端205为点状凸起,所述凸起为方形,例如为正方形或者矩形,其相对于金属线来说,其关键尺寸很小,相当于位于金属线上的点,因此称为点状凸起,结合第一指状金属线201上的凸起端,以形成凸起端对凸起端(tip-to-tip)的结构(点对点的结构),使编程更加容易。
在该实施例中,通过改变S1和S2的大小,以及第一指状金属线204和第二指状金属线201的数目,来优化所述反熔丝结构的编程电压,其中所述凸起端205的设置相对于现有技术中线对线的设置方式,使所述反熔丝结构更加容易实现编程。
所述反熔丝结构的编程原理为:将所述第一连接线203和所述第二连接线206分别连接至编程电压的正负极,增加编程电压,在电压较小的情况下,所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间没有被击穿,所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间具有很大的电阻,处于断开状态;随着时间电压的增加,由于所述第一指状金属线204和第二指状金属线201上凸起端205的设置,更容易实现所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间的击穿,当所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间击穿之后,所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间形成通路,实现所述反熔丝结构的编程。
在该实施例中,所述第一梳状金属件I、第二梳状金属件II的整体形状、设置方式,以及所述第一连接线206、第二连接线203的设置,以及其他没有提及的结构设置均可以参照实施例1,在此不再赘述,当然所述设置方式并不仅仅局限于实施例1,还可以根据实际需要进行改进。
实施例3
参照图2c,在该实施例中仅第一指状金属线204上的凸起端205和所述第二指状金属线201上的凸起端205之间的位置关系不一样,下面会进行详细的说明,而所述第一梳状金属件I、第二梳状金属件II的整体形状、设置方式,以及所述第一连接线206、第二连接线203的设置,以及其他没有提及的结构设置均可以参照实施例2,在此不再赘述,当然所述设置方式并不仅仅局限于实施例1,还可以根据实际需要进行改进。
在该实施例中,所述第一指状金属线204上的凸起端205和所述第二指状金属线201上的凸起端205相错设置,所述第一指状金属线204上的凸起端205与所述第二指状金属线201上的凸起端205之间的间隙相对,相应的,所述第二指状金属线201上的凸起端205与所述第一指状金属线204上的凸起端205之间的间隙相对。
所述反熔丝结构的编程原理为:将所述第一连接线203和所述第二连接线206分别连接至编程电压的正负极,增加编程电压,在电压较小的情况下,所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间没有被击穿,所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间具有很大的电阻,处于断开状态;随着时间电压的增加,由于所述第一指状金属线204和第二指状金属线201上凸起端205的设置,更容易实现所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间的击穿,当所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间击穿之后,所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间形成通路,实现所述反熔丝结构的编程。
实施例4
参照图2f,在该实施例中仅第一指状金属线204的两侧均设置有凸起端205,所述凸起端205与所述第二指状金属线201之间的距离相当均为S1,其他的请参照实施例1,当然所述设置方式并不仅仅局限于实施例1,还可以根据实际需要进行改进。
在该实施例中,所述第一指状金属线204的两侧均设置有凸起端205,所述第一指状金属线204的两侧的凸起端205呈对称分布,所述凸起端205和所述第一指状金属线204为一体设置,和实施例1中不同的是在该实施例中所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间的距离相同均为S1,即所述第一指状金属线204上的凸起端205和所述第二指状金属线201之间的距离为S1,在纵向上所述相邻的凸起端205之间的距离为S2。
在该实施例中,如图2f所示,所述第二梳状金属件II呈梳状结构,包括3个第二指状金属线201,所述第一梳状金属件I也成梳状结构,包括两个第一指状金属线201,所述两个金属线201的两侧均设置有凸起端,所述第二梳状金属件II和所述第一梳状金属件I相对设置,所述第一指状金属线201插入所述相邻第二指状金属线204之间的间隙中,需要说明的是,所述反熔丝结构中所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201的数目并不局限于该示例,可以以图示结构作为基本单元重复,以优化编程条件,同时,还可以进一步调节所述为S1和S2,进一步优化编程条件。
所述反熔丝结构的编程原理为:将所述第一连接线203和所述第二连接线206分别连接至编程电压的正负极,增加编程电压,在电压较小的情况下,所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间没有被击穿,处于断开状态;随着时间电压的增加,由于所述第一指状金属线204和第二指状金属线201上凸起端205的设置,更容易实现所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间的击穿,当所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间击穿之后,所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间形成通路,实现所述反熔丝结构的编程。
实施例5
参照图2b,在该实施例中,所述第一梳状金属件I包含两个第一指状金属线204,所述第二梳状金属件II包含两个第二指状金属线201,其中,所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201交替设置,其中位于两端的所述第一指状金属线204和第二指状金属线201的内侧沿纵向间隔设置有凸起端,位于中间的所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201的两侧沿纵向间隔设置有凸起端。
在该实施例中,所述第一指状金属线204上的凸起端205和所述第二指状金属线201上的凸起端205相对设置,所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间的距离相同均为S1,即所述第一指状金属线204上的凸起端205和所述第二指状金属线201之间的距离为S1,所述第一指状金属线204上的凸起端的宽度为S3,所述第二指状金属线201上的凸起端的宽度为S4,通过调节S1、S3和S4,以优化编程条件。
在该实施例中,所述第一指状金属线204和第二指状金属线201的数据并不局限于上述示例,在所述最两端的所述第一指状金属线204和第二指状金属线201之间还可以交替设置多个两侧均设置有凸起端的第一指状金属线204和第二指状金属线201,具体数目可以根据需要进行设计,以优化所述反熔丝结构的编程电压。
在该实施例中,所述第一梳状金属件I、第二梳状金属件II的整体形状、设置方式,以及所述第一连接线206、第二连接线203的设置,以及其他没有提及的结构设置均可以参照实施例1,在此不再赘述,当然所述设置方式并不仅仅局限于实施例1,还可以根据实际需要进行改进。
实施例6
参照图2d,在该实施例中,所述第一梳状金属件I包含两个第一指状金属线204,所述第二梳状金属件II包含两个第二指状金属线201,其中,所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201交替设置,其中位于两端的所述第一指状金属线204和第二指状金属线201的内侧沿纵向间隔设置有凸起端,位于中间的所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201的两侧沿纵向间隔设置有凸起端。
在该实施例中,所述第一指状金属线204上的凸起端205和所述第二指状金属线201上的凸起端205相错设置,所述第一指状金属线204上的凸起端205与所述第二指状金属线201上的凸起端205之间的间隙相对设置,所述第一指状金属线204和所述第二指状金属线201之间的距离相同均为S1,即所述第一指状金属线204上的凸起端205和所述第二指状金属线201之间的距离为S1,所述第一指状金属线204上的凸起端的宽度为S3,所述第二指状金属线201上的凸起端的宽度为S4,通过调节S1、S3和S4,以优化编程条件。
在该实施例中,所述第一指状金属线204和第二指状金属线201的数据并不局限于上述示例,在所述最两端的所述第一指状金属线204和第二指状金属线201之间还可以交替设置多个两侧均设置有凸起端的第一指状金属线204和第二指状金属线201,具体数目可以根据需要进行设计,以优化所述反熔丝结构的编程电压。
在该实施例中,所述第一梳状金属件I、第二梳状金属件II的整体形状、设置方式,以及所述第一连接线206、第二连接线203的设置,以及其他没有提及的结构设置均可以参照实施例1,在此不再赘述,当然所述设置方式并不仅仅局限于实施例1,还可以根据实际需要进行改进。
本发明中所述反熔丝结构包括第一指状金属线和第二指状金属线交替设置,其中所述第一指状金属线和/或第二指状金属线的内侧或者两侧设置有凸起端,改变现有技术中线对线(line-to-line)的反熔丝结构,变为线对凸起端(line-to-tip)的结构或者凸起端对凸起端(tip-to-tip)的结构,并且通过优化所述第一指状金属线、第二指状金属线的数目,第一指状金属线和第二指状金属线之间的距离、第一指状金属线上凸起端之间的间隙或者所述凸起端的宽度来进一步优化所述反熔丝结构的编程条件,能够解决反熔丝结构长期稳定性的问题。
此外,通过将所述反熔丝结构设计为线对凸起端(line-to-tip)的结构或者凸起端对凸起端(tip-to-tip)的结构,可以优化编程条件,其中当所述凸起端的设置,在施加编程电压时,在所述凸起端附近的局部电场强度至少加倍,所述加强的电场强度使得在实现击穿时的时间至少减少88%,从而更快速、更容易的实现所述反熔丝结构的编程。
本发明已经通过上述实施例进行了说明,但应当理解的是,上述实施例只是用于举例和说明的目的,而非意在将本发明限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是,本发明并不局限于上述实施例,根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改,这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。本发明的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。
Claims (15)
1.一种反熔丝结构,包括:
相对设置的第一梳状金属件和第二梳状金属件,其中所述第一梳状金属件包含至少两个第一指状金属线,所述第二梳状金属件包含至少两个第二指状金属线,所述第一指状金属线和所述第二指状金属线并列间隔设置,其中所述第一指状金属线的内侧间隔设置有朝向所述第二指状金属线的多个凸起端。
2.根据权利要求1所述的反熔丝结构,其特征在于,所述反熔丝结构还包括电源,所述第一梳状金属件和所述第二梳状金属件分别连接于电源的正负极,在施加电压的情况下所述第一指状金属线和所述第二指状金属线之间击穿导通,实现编程。
3.根据权利要求1所述的反熔丝结构,其特征在于,所述第一指状金属线和所述第二指状金属线之间设置有绝缘层。
4.根据权利要求1所述的反熔丝结构,其特征在于,所述第二指状金属线的内侧也间隔设置有凸起端,所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端相对设置,或者所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端相错设置,所述第一指状金属线上的凸起端与所述第二指状金属线上的凸起端之间的间隙相对。
5.根据权利要求1所述的反熔丝结构,其特征在于,所述第一指状金属线的内外两侧沿纵向均间隔设置有凸起端。
6.根据权利要求1所述的反熔丝结构,其特征在于,所述第一梳状金属件包含两个第一指状金属线,所述第二梳状金属件包含两个第二指状金属线,其中,所述第一指状金属线和所述第二指状金属线交替设置,其中位于两端的所述第一指状金属线和第二指状金属线的内侧沿纵向间隔设置有凸起端,位于中间的所述第一指状金属线和第二指状金属线的两侧沿纵向间隔设置有凸起端。
7.根据权利要求6所述的反熔丝结构,其特征在于,所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端相对设置,或者所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端相错设置,所述第一指状金属线上的凸起端与所述第二指状金属线上的凸起端之间的间隙相对。
8.根据权利要求1所述的反熔丝结构,其特征在于,所述凸起端为点状凸起。
9.根据权利要求1或8所述的反熔丝结构,其特征在于,所述凸起端和所述第一指状金属线为一体设置。
10.根据权利要求1所述的反熔丝结构,其特征在于,所述第一梳状金属件包含多个并列设置的第一指状金属线,所述第二梳状金属件包含多个并列设置的第二指状金属线,所述第一指状金属线和所述第二指状金属线交替设置。
11.根据权利要求10所述的反熔丝结构,其特征在于,所述第一梳状金属件还包括第一连接线,连接所述多个第一指状金属线,以形成梳状结构;
所述第二梳状金属件还包括第二连接线,连接所述多个第二指状金属线,以形成梳状结构;
所述第一梳状金属件和所述第二梳状金属件相对设置,所述第一指状金属线和所述第二指状金属线相互交错。
12.根据权利要求11所述的反熔丝结构,其特征在于,所述第一连接线和所述第二连接线分别连接电源的正极和负极。
13.根据权利要求1所述的反熔丝结构,其特征在于,第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线之间的距离为S1,所述凸起端之间的间隙的宽度为S2,调节所述S1和S2,以优化编程条件。
14.根据权利要求4或7所述的反熔丝结构,其特征在于,当所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端相对设置时,所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端之间的距离为S1,所述凸起端之间的间隙的宽度为S2,调节所述S1和S2,以优化编程条件。
15.根据权利要求4或7所述的反熔丝结构,其特征在于,当所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端相错设置时,所述第一指状金属线上的凸起端和所述第二指状金属线上的凸起端之间的距离为S1,所述第一指状金属线上的凸起端的宽度为S3,所述第二指状金属线上的凸起端的宽度为S4,调节S1、S3和S4,以优化编程条件。
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