CN104659014A - 一种反熔丝结构、半导体器件和硅通孔的修复方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种反熔丝结构、半导体器件和硅通孔的修复方法，涉及半导体技术领域。本发明的反熔丝结构，包括硅通孔和与所述硅通孔串联的二极管；相对于现有技术，其结构更加简单，因而有利于进一步提高半导体器件的集成度。本发明的半导体器件，使用了上述反熔丝结构，因而可以在具备可修复性的前提下实现较高的集成度。本发明实施例的硅通孔的修复方法，通过使用上述反熔丝结构进行硅通孔的修复，相对于现有技术更加简单实用。

Description

一种反熔丝结构、半导体器件和硅通孔的修复方法

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，具体而言涉及一种反熔丝结构、半导体器件和硅通孔的修复方法。

背景技术

在半导体技术领域中，三维封装技术是实现晶体管高集成度的一项关键技术。硅通孔(Through Silicon Via；TSV)技术是三维封装中一项非常具有应用前景的技术，该技术通过使用硅通孔结构（TSV结构）将裸芯片或多芯片模块(MCM)等层叠起来形成一个更大规模的半导体器件，在实现相关芯片高密度连接使系统的封装体积大大减小的同时，具有优良的电学表现。

然而，在使用TSV进行三维封装的半导体器件中，如果制造的半导体器件中存在TSV相关的缺陷（包括TSV本身的缺陷，如TSV内部存在空洞等；以及与TSV相关但非TSV自身的缺陷，如TSV下方的绑定焊盘存在空洞等），或者，半导体器件在使用中发生TSV相关的缺陷，都将导致半导体器件无法正常工作。随着三维封装的单个半导体器件的集成度越来越高，单个半导体器件中使用的TSV的数量越来越多，半导体器件中出现TSV相关缺陷的概率越来越高。而在半导体器件中，仅仅一个TSV发生缺陷，就将造成整个半导体器件无法正常工作。

如果因一个或少数个TSV发生缺陷就废弃整个半导体器件，很显然是不经济的。因此，现有技术中出现了一种在三维封装的半导体器件中设置冗余的TSV，以用来修复出现缺陷的TSV的技术方案。然而，在现有技术中，所使用的冗余的TSV的结构一般与半导体器件中的其他TSV的结构相同，该冗余TSV需要在与其相连的专门电路的控制下，才能实现缺陷TSV的修复（具体可参见美国专利申请US78391663B2）。也就是说，这一修复方案采用的TSV修复结构为“普通TSV+专用电路”。显然，专用电路的采用，必然导致该修复结构比较复杂，因而不利于提高半导体器件的集成度。

因此，本发明提出了一种结构更简单的可以作为TSV修复结构的反熔丝（anti-fuse）结构、使用该反熔丝结构的半导体器件以及使用该反熔丝结构进行TSV修复的方法。

发明内容

本发明提供一种反熔丝结构、半导体器件和硅通孔的修复方法。

本发明一方面提供一种反熔丝结构，包括：硅通孔和与所述硅通孔串联的二极管。

其中，所述硅通孔为设置于半导体衬底内的柱状结构，其包括：导电层、覆盖所述导电层的侧面和底面的阻挡层、以及覆盖所述阻挡层的衬里层。

其中，所述二极管设置于所述半导体衬底内，且为环绕所述硅通孔的圆环柱状结构；其中，所述二极管与所述硅通孔直接相邻，或者所述二极管与所述硅通孔之间间隔有半导体衬底材料。

其中，所述半导体衬底为P型半导体衬底，所述二极管的P极和N极均直接设置于所述P型半导体衬底内，并且所述P极靠近所述硅通孔。

或者，所述半导体衬底为P型半导体衬底，所述二极管的N极设置于位于所述P型半导体衬底内的N阱内，所述二极管的P极直接设置于所述P型半导体衬底内并靠近所述硅通孔。

或者，所述半导体衬底为P型半导体衬底，所述二极管的N极直接设置于所述P型半导体衬底内，并且所述二极管以所述P型半导体衬底位于所述N极与所述硅通孔之间的部分作为P极。

或者，所述半导体衬底为P型半导体衬底，所述二极管的P极设置于所述P型半导体衬底内的N阱内，并且所述N阱与所述硅通孔的所述衬里层相邻接。

进一步的，所述导电层与字线相连，所述二极管的距离所述硅通孔较远的电极与位线相连。

其中，所述导电层的材料为铜、钨、或多晶硅，所述阻挡层的材料为氮化钛，所述衬里层的材料为二氧化硅。

再一方面，本发明提供一种半导体器件，其包括至少一个如上所述的反熔丝结构。

再一方面，本发明提供一种硅通孔的修复方法，所述方法包括：

S101：提供包括存在缺陷的硅通孔以及如上任一所述的反熔丝结构的半导体器件；

S102：选定用于修复所述存在缺陷的硅通孔的反熔丝结构；

S103：向所选定的反熔丝结构中的硅通孔的导电层与二极管的远离所述硅通孔的电极之间施加使所述二极管正向导通的电压，以所述电压击穿所述硅通孔的所述衬里层，使得所述硅通孔成为替代所述存在缺陷的硅通孔的通路。

其中，在S103中，所述电压的数值为1～10V。

其中，在S103中，所述电压是通过向与所述硅通孔的所述导电层相连的字线以及与所述二极管的距离所述硅通孔较远的电极相连的位线施加的。

其中，在S103中，所述字线上的电压高于所述位线上的电压，使得所述硅通孔处于反向偏置状态。

其中，在S103中，所述字线接地，所述位线接负电压。

本发明的反熔丝结构，包括硅通孔和与所述硅通孔串联的二极管；相对于现有技术，其结构更加简单，因而有利于进一步提高半导体器件的集成度。本发明的半导体器件，使用了上述反熔丝结构，因而可以在具备可修复性的前提下实现较高的集成度。本发明实施例的硅通孔的修复方法，通过使用上述反熔丝结构进行硅通孔的修复，相对于现有技术更加简单实用。

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，用来解释本发明的原理。

附图中：

图1A为本发明实施例一提出的一种反熔丝结构的示意性剖面图；

图1B为包括本发明实施例一提出的一种反熔丝结构的单元的示意性等效电路图；

图1C为本发明实施例的一种反熔丝结构沿图1A中AA方向切开后的示意性俯视图；

图1D为本发明实施例一提出的另一种反熔丝结构的示意性剖面图。

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。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。在附图中，为了清楚，层和区的尺寸以及相对尺寸可能被夸大。自始至终相同附图标记表示相同的元件。

应当明白，当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时，其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层，或者可以存在居间的元件或层。相反，当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时，则不存在居间的元件或层。应当明白，尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分，这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此，在不脱离本发明教导之下，下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，然后，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

这里参考作为本发明的理想实施例(和中间结构)的示意图的横截面图来描述发明的实施例。这样，可以预期由于例如制造技术和/或容差导致的从所示形状的变化。因此，本发明的实施例不应当局限于在此所示的区的特定形状，而是包括由于例如制造导致的形状偏差。例如，显示为矩形的注入区在其边缘通常具有圆的或弯曲特征和/或注入浓度梯度，而不是从注入区到非注入区的二元改变。同样，通过注入形成的埋藏区可导致该埋藏区和注入进行时所经过的表面之间的区中的一些注入。因此，图中显示的区实质上是示意性的，它们的形状并不意图显示器件的区的实际形状且并不意图限定本发明的范围。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的步骤以及详细的结构，以便阐释本发明提出的反熔丝结构、半导体器件和硅通孔的修复方法。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。

实施例一

本发明实施例提供一种反熔丝（anti-fuse）结构，包括硅通孔和与所述硅通孔串联的二极管。该反熔丝结构可以应用于使用硅通孔（TSV）进行三维封装的半导体器件中，当硅通孔出现缺陷时，可以使用该反熔丝结构代替发生缺陷的硅通孔，以保证半导体器件可以正常工作。当然，该反熔丝结构可以应用于其他类型的半导体器件中，发挥发熔丝结构的固有功能。

下面，参照图1A-1D来描述本发明实施例一提出的反熔丝结构。其中，图1A示出了本发明实施例一提出的一种反熔丝结构的示意性剖面图；图1B示出了包括本发明实施例一提出的一种反熔丝结构的单元的示意性等效电路图，虚线框内的部分代表一个反熔丝结构；图1C示出了本发明实施例一提出的一种反熔丝结构沿图1A中AA方向切开后的俯视图（边缘区域未示出）；图1D示出了本发明实施例一提出的另一种反熔丝结构的示意性剖面图。

本发明实施例的一种反熔丝结构，如图1A所示，包括：半导体衬底100，形成于半导体衬底100内的硅通孔101和二极管102。其中，半导体衬底100一般可采用P型半导体衬底。硅通孔101包括：导电层1011、覆盖导电层1011的侧面和底面的阻挡层1012、以及覆盖阻挡层1012的衬里层1013。二极管102位于硅通孔101的外侧且与该硅通孔101的衬里层1013串联。其中，“串联”在此处并不代表二极管与硅通孔之间具备实质的电连接。在本实施例中，在反熔丝结构处于备用状态时，二极管102与硅通孔101之间并不存在电连接。本发明实施例的硅通孔101可以用于修复半导体器件中其他存在缺陷的硅通孔，其在未用于修复其他存在缺陷的硅通孔时处于备用状态，其结构可以与普通的硅通孔相同。

在本实施例中，导电层1011的材料可以为铜、钨、或多晶硅等，优选为铜。阻挡层（barrier）1012的材料可以为氮化钛或其他合适的材料。衬里层1013的材料可以为二氧化硅等材料。当然，导电层1011、阻挡层1012以及衬里层1013可以采用现有技术中各种适合的材料，此处并不进行限定。

在本实施例中，硅通孔101为柱状结构，二极管102为环绕该硅通孔101的圆环柱状结构。需要解释的是，由于图1A为剖视图，而二极管102又是圆环柱状结构，因此在图1A貌似中有“两个”二极管102存在，实际上这“两个”二极管是同一个圆环柱状结构的二极管102被纵向剖开后分成的两部分。实际上，在图1A示出的一个反熔丝结构中，包括一个硅通孔101和一个二极管102。图1C为本发明实施例的一种反熔丝结构沿图1A中AA方向切开后的示意性俯视图，由此也可以看出二极管102（包括P极1021和N极1022）为圆环柱状结构。

当然，在本实施例中，二极管102的形状并不以环绕硅通孔101的圆环柱状结构为限，其也可以为其他形状，比如设计成普通的二极管。

将二极管102设置为环绕硅通孔101的圆环柱状结构的优势在于，当利用该反熔丝结构对存在缺陷的硅通孔（TSV）进行修复时，这一形状的二极管102可以与硅通孔101之间具有更大的接触面积，使形成的导电通路更稳定和可靠。

在本实施例中，二极管102可以与硅通孔101之间间隔有半导体衬底材料（如图1A所示）；二极管102也可以与硅通孔101直接相邻（如图1D所示）。

进一步的，在本实施例中，反熔丝结构的具体结构可以为：硅通孔101和二极管102均设置于P型半导体衬底100内，其中，二极管102的P极和N极均直接设置于所述P型半导体衬底100内，并且所述P极靠近所述硅通孔101，如图1A所示。当然，也可以在此基础上对结构稍微进行变形，将二极管102的N极设置于位于半导体衬底内的N阱内（图中未示出这一结构）。

更进一步的，在本实施例中，反熔丝结构的具体结构可以为：硅通孔101和二极管102设置于P型半导体衬底内，其中，二极管102的N极直接设置于P型半导体衬底100内，并且二极管以所述P型半导体衬底100位于其N极与硅通孔101之间的部分作为P极。也就是说，在图1A示出的结构中，省略了二极管102的P极。这一结构的二极管102，结构更加简单，更加易于制造，有利于提高使用该反熔丝结构的半导体器件的生产效率。

在本实施例中，硅通孔101与字线（word line）104相连（具体地，是硅通孔101的导电层1011与字线104相连），二极管102的距离硅通孔101较远的电极（在图1A示出的结构中为N极）与位线（bitline）103相连，如图1A所示。进一步具体的，硅通孔101通过金属层106与字线104相连，二极管102则通过金属层106和过孔105与位线103相连。当然，还可以通过其他方式进行硅通孔101与字线104、二极管102与位线103的连接，本实施例并不进行限定。

图1B示出了包括本发明实施例提出的一种反熔丝结构的单元的示意性等效电路图，该单元中包括4个上述的反熔丝结构。虚线框中的部分即为一个上述的反熔丝结构的示意性等效电路图，包括二极管102和与其串联的硅通孔101（注：此处的二极管102和与硅通孔101的“串联”并非电连接，因为在实际结构中，比如图1A中，实际是二极管102与硅通孔101的的衬里层1013直接相连或通过半导体衬底相连）。

本发明实施例还提供另一种反熔丝结构，其结构如图1D所示。图1D所示的反熔丝结构与上述图1A示出的反熔丝结构基本相同，包括：半导体衬底100，形成于半导体衬底100内的硅通孔101和二极管102’。其中，半导体衬底100以及硅通孔101均与图1A完全相同，不同之处在于，二极管102’的P极设置于P型半导体衬底100内的N阱内，并且所述N阱与硅通孔101的衬里层1013相邻接，如图1D所示。

其中，二极管102’也可以为各种形状，优选的，为环绕硅通孔101的圆环柱状结构（如图1D所示）。其优势也在于，当利用该另一种反熔丝结构对存在缺陷的硅通孔（TSV）进行修复时，这一形状的二极管102’可以与硅通孔101之间具有更大的接触面积，使形成的导电通路更稳定和可靠。

在本发明实施例提供的该另一种反熔丝结构中，二极管102’的P极与位线103相连，如图1D所示。关于该另一种反熔丝结构的其他部分，与上述的第一种反熔丝结构（图1A所示）基本相同，此处不再赘述。

本发明实施例提供的反熔丝（anti-fuse）结构，可以应用于使用硅通孔（TSV）进行三维封装的半导体器件中，当某些用于三维封装的硅通孔出现缺陷时，可以使用该反熔丝结构代替存在缺陷的硅通孔，以保证半导体器件可以正常工作。具体工作原理为：在包括上述反熔丝结构的半导体器件中，反熔丝结构在处于备用状态时处于开路（open）状态。当发现某个硅通孔存在缺陷无法正常工作时，可以使用本实施例的反熔丝结构对该存在缺陷的硅通孔进行修复。具体实现方法为，通过给反熔丝结构中的硅通孔101施加电压，烧断（或称“击穿”）该硅通孔101的衬里层1013（具体地，烧断的是衬里层1013位于硅通孔101的底部的部分），使得硅通孔101成为替代存在缺陷的硅通孔的通路。以图1A所示的结构为例，当通过施加电压击穿衬里层103时，就形成了一个包括二极管102和硅通孔101的通路（衬里层1013被击穿，而导电层1011和阻挡层1012本身即导电）。其中，在施加电压击穿衬里层1013的过程中，二极管102（或102’）的作用主要是控制应力的极性。该修复过程其实即为一次编程过程。因此，本实施例的反熔丝结构也可称为“反熔丝一次可编程（OTP）结构”。

本发明实施例的反熔丝结构，可以应用于各种需要反熔丝结构的场合。由于该反熔丝结构一般仅需包括硅通孔101和二极管102；相对于现有技术其结构更加简单，因而有利于进一步提高半导体器件的集成度。

实施例二

本发明实施例提供一种半导体器件，该半导体器件包括至少一个如上述实施例一所述的反熔丝结构。其中，该半导体器件可以为采用硅通孔（TSV）技术进行三维封装的半导体器件，或者其他类型的半导体器件。

其中，本实施例的半导体器件，可以为图形处理芯片、CPU、内存、DSP芯片等各种半导体器件，在此并不进行限定。

本发明实施例的半导体器件，由于使用了实施例一的反熔丝结构，因而具有一次可编程（OTP）的特点。并且，当将该反熔丝结构作为硅通孔的修复结构时，可以使得半导体器件在具备可修复性的前提下实现较高的集成度。

实施例三

本发明实施例提供一种硅通孔的修复方法，该修复方法依靠上述实施例一所述的反熔丝结构对半导体器件中存在缺陷的硅通孔进行修复。具体而言，本实施例的硅通孔的修复方法一般包括如下步骤：

步骤a1：提供包括存在缺陷的硅通孔和上述实施例一所述的反熔丝结构的半导体器件。

其中，反熔丝结构包括硅通孔和二极管；所述硅通孔包括：导电层、覆盖所述导电层的侧面和底面的阻挡层、以及覆盖所述阻挡层的衬里层；所述二极管位于所述硅通孔的外侧且独立于所述硅通孔。关于反熔丝结构的具体结构及组成，请参见上述实施例一，此处不再赘述。

步骤a2：选定用于修复存在缺陷的硅通孔的反熔丝结构。

一般而言，需要在检测出存在缺陷的硅通孔（TSV）的具体位置之后，根据其位置判断选用哪一个或几个（针对多个TSV出现缺陷的情况）反熔丝结构进行修复更合适，然后选定相应的合适的反熔丝结构。

本领域的技术人员可以理解，在一个半导体器件中，反熔丝结构可以设置为一个或多个，具体可以根据该半导体器件产生硅通孔缺陷的概率等因素进行确定。本发明实施例并不对待修复的半导体器件上的反熔丝结构的数量进行限定。

步骤a3：向所选定的反熔丝结构中的硅通孔的导电层与二极管的远离所述硅通孔的电极之间施加使所述二极管正向导通的电压，以所述电压击穿所述硅通孔的所述衬里层，使得所述硅通孔成为替代所述存在缺陷的硅通孔的通路。

其中，衬里层被击穿的部位主要是其位于硅通孔的底部的部分。衬里层之所以被击穿，主要是因为当向硅通孔的导电层与二极管的远离硅通孔的电极之间施加电压后，二极管正向导通，电荷在衬里层表面积累，衬里层位于硅通孔底部的部分与位于其下方的导体（比如，焊盘）之间发生放电从而被击穿。本领域的技术人员可以理解，焊盘在使用硅通孔技术进行三维封装的半导体器件中是必然存在的，因此本实施例不再赘述。

其中，施加使所述二极管正向导通的电压，而非负向导通的电压，是为了发挥二极管的控制应力（具体的，指由电压产生的施加在衬里层1013上的应力）方向的作用。

在本步骤中，并不对施加的电压的大小进行限定，只要施加的电压可以击穿硅通孔101的衬里层1013即可。当然，为了达到较快速击穿衬里层1013同时又不会对半导体器件产生破坏作用的目的，本步骤中施加的电压的优选为1～10V。

在本实施例中，所施加的电压可以通过向与硅通孔101的导电层1011相连的字线104以及与二极管102的距离硅通孔101较远的电极（比如图1A中的N极）相连的位线103施加。其中，在进行修复时，优选将半导体器件中的其他位线和字线维持在浮置状态，以避免对半导体器件造成不良影响。

优选的，使施加字线104上的电压（电势）高于位线103上的电压（电势），使得硅通孔101处于反向偏置状态。这一情况下，击穿衬里层1013所需要的时间较短，即击穿时间可以很好地控制，对于硅通孔的修复是有利的。相反地，如果硅通孔101处于正向偏置状态，击穿衬里层1013所需要的时间则比较长，将使得修复时间大大延长，对实际应用是不利的。

其中，为实现上述的硅通孔101的反向偏置，针对图1A所示的反熔丝结构，可以使与导电层1011相连的字线104接地，与二极管102相连的位线103接负电压。

需要解释的是，对于包括反熔丝结构的半导体器件，当反熔丝结构处于备用状态时（即，其没有被用来对有缺陷的硅通孔进行修复时），施加在与导电层1011相连的字线104和与二极管102（102’）相连的位线103上的电压越低越好，优选可以不施加电压，在具体设计时可以根据实际需要确定。

至此，完成了本发明实施例三的硅通孔的修复方法的示例性介绍。该硅通孔的修复方法，使用了结构更加简单的反熔丝结构，通过施加电压击穿反熔丝结构中的硅通孔的衬里层即可实现硅通孔修复，相对于现有技术，方法更加简单实用。

本领域的技术人员可以理解，本发明实施例的硅通孔的修复方法，实际上就是利用包括硅通孔和二极管的反熔丝结构构成的反熔丝结构进行一次编程的过程。本发明的反熔丝结构，结构更加简单，有利于提高具有反熔丝结构的半导体器件的集成度。本发明的半导体器件，由于使用了上述反熔丝结构，因而可以在具备可修复性的前提下实现较高的集成度。本发明的硅通孔的修复方法，相对于现有技术更加简单实用。

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，其特征在于，包括：硅通孔和与所述硅通孔串联的二极管。

2.如权利要求1所述的反熔丝结构，其特征在于，所述硅通孔为设置于半导体衬底内的柱状结构，其包括：导电层、覆盖所述导电层的侧面和底面的阻挡层、以及覆盖所述阻挡层的衬里层。

3.如权利要求2所述的反熔丝结构，其特征在于，所述二极管设置于所述半导体衬底内，且为环绕所述硅通孔的圆环柱状结构；其中，所述二极管与所述硅通孔直接相邻，或者所述二极管与所述硅通孔之间间隔有半导体衬底材料。

4.如权利要求3所述的反熔丝结构，其特征在于，所述半导体衬底为P型半导体衬底，所述二极管的P极和N极均直接设置于所述P型半导体衬底内，并且所述P极靠近所述硅通孔。

5.如权利要求3所述的反熔丝结构，其特征在于，所述半导体衬底为P型半导体衬底，所述二极管的N极设置于位于所述P型半导体衬底内的N阱内，所述二极管的P极直接设置于所述P型半导体衬底内并靠近所述硅通孔。

6.如权利要求3所述的反熔丝结构，其特征在于，所述半导体衬底为P型半导体衬底，所述二极管的N极直接设置于所述P型半导体衬底内，并且所述二极管以所述P型半导体衬底位于所述N极与所述硅通孔之间的部分作为P极。

7.如权利要求3所述的反熔丝结构，其特征在于，所述半导体衬底为P型半导体衬底，所述二极管的P极设置于所述P型半导体衬底内的N阱内，并且所述N阱与所述硅通孔的所述衬里层相邻接。

8.如权利要求3至7任一项所述的反熔丝结构，其特征在于，所述导电层与字线相连，所述二极管的距离所述硅通孔较远的电极与位线相连。

9.如权利要求3至7任一项所述的反熔丝结构，其特征在于，所述导电层的材料为铜、钨、或多晶硅，所述阻挡层的材料为氮化钛，所述衬里层的材料为二氧化硅。

10.一种半导体器件，其特征在于，包括至少一个如权利要求1至9任一项所述的反熔丝结构。

11.一种硅通孔的修复方法，其特征在于，所述方法包括：

S101：提供包括存在缺陷的硅通孔以及权利要求3至9任一项所述的反熔丝结构的半导体器件；

S102：选定用于修复所述存在缺陷的硅通孔的反熔丝结构；

S103：向所选定的反熔丝结构中的硅通孔的导电层与二极管的远离所述硅通孔的电极之间施加使所述二极管正向导通的电压，以所述电压击穿所述硅通孔的所述衬里层，使得所述硅通孔成为替代所述存在缺陷的硅通孔的通路。

12.如权利要求11所述的硅通孔的修复方法，其特征在于，在S103中，所述电压的数值为1～10V。

13.如权利要求11或12所述的硅通孔的修复方法，其特征在于，在S103中，所述电压是通过向与所述硅通孔的所述导电层相连的字线以及与所述二极管的距离所述硅通孔较远的电极相连的位线施加的。

14.如权利要求13所述的硅通孔的修复方法，其特征在于，在S103中，所述字线上的电压高于所述位线上的电压，使得所述硅通孔处于反向偏置状态。

15.如权利要求14所述的硅通孔的修复方法，其特征在于，在S103中，所述字线接地，所述位线接负电压。