CN204214930U - 可编程电子熔丝的测试结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可编程电子熔丝的测试结构，包括：独立设置的第一测试子结构、第二测试子结构和第三测试子结构；其中，第三测试子结构包括第一可编程电子熔丝阵列、第一晶体管、第三测试焊盘、第四测试焊盘、第五测试焊盘和第六测试焊盘，第一晶体管的源极与第三测试焊盘连接，第一晶体管的栅极与第五测试焊盘连接，第一晶体管的漏极分别与第四测试焊盘和第六测试焊盘连接，第一可编程电子熔丝阵列设置于第一晶体管的漏极与第六测试焊盘之间。在本实用新型提供的可编程电子熔丝的测试结构中，采用可编程电子熔丝阵列代替单个可编程电子熔丝以实现了熔断电流的分流，在施加熔断电压时，可编程电子熔丝阵列中的可编程电子熔丝单元不会发生熔断，因此能够测得熔断电流。

Description

可编程电子熔丝的测试结构

技术领域

本实用新型涉及可编程电子熔丝技术领域，特别涉及一种可编程电子熔丝的测试结构。

背景技术

随着电子技术的不断进步，电子产品也逐步向智能化转变。为了满足客户的不同需要，在该行业中所占比重较大的电子产品要求可以实现自动编程从而实现不同的功能。因此，可编程电子熔丝(e-Fuse)技术在原始集成电路技术基础上应运而生，它具有多种优点，不但能够执行冗余，从而提高芯片的成品率，而且能够使芯片进行自动编程从而更加自动化和智能化。可编程电子熔丝能够让不同用户能够根据自身不同的要求实现编程。举例来说，两种相同功能的芯片内部电路设计完全不同，之前需要研发两款不同的芯片，而现在通过采用可编程电子熔丝的编程电路，只需要研发一种芯片，等到芯片制作完成后由外部数据进行选择，使这种芯片从标准状态编程为其他功能的芯片，从而降低了研发与制作成本，实现了芯片的智能化。如此，不仅大大减小了设计费用，还减小了制造成本，同时增加了成品率，进而降低了芯片价格。

可编程电子熔丝具有完好状态和熔断状态两种状态，处于完好状态时可编程电子熔丝的电阻值相对较低(例如，100Ω)，而处于熔断状态时可编程电子熔丝已被熔断，其电阻值相对较高(例如，100KΩ)。可编程电子熔丝在完好状态和熔断状态的电阻值以及熔断电流都是非常重要的特性参数，因此在设计阶段就需要对其进行检测，以确保可编程电子熔丝的各项特性符合设计要求。

请参考图1，其为现有技术的可编程电子熔丝的测试结构的结构示意图。如图1所示，现有技术中采用可编程电子熔丝的测试结构100用以检测可编程电子熔丝的各项特性，所述可编程电子熔丝的测试结构100包括独立设置的第一测试子结构110和第二测试子结构120，所述第一测试子结构110包括第一测试焊盘111、第二测试焊盘112和连接于第一测试焊盘111和第二测试焊盘112之间的第一可编程电子熔丝113，所述第二测试子结构120包括第二可编程电子熔丝121、晶体管122、第三测试焊盘123、第四测试焊盘124、第五测试焊盘125和第六测试焊盘126，所述晶体管122的源极S与所述第三测试焊盘123连接，栅极G与所述第五测试焊盘125连接，漏极D分别与所述第四测试焊盘124和第六测试焊盘126连接，所述第二可编程电子熔丝121连接于所述晶体管122的漏极D与第六测试焊盘126之间，其中，所述第一可编程电子熔丝113和第二可编程电子熔丝121由相同工艺制造并具有相同的特征。

在所述可编程电子熔丝的测试结构100中，所述第一测试子结构110用于测量可编程电子熔丝在完好状态的电阻值，所述第二测试子结构120用于测量可编程电子熔丝在熔断状态的电阻值。测量可编程电子熔丝在完好状态的电阻值时，所述第一测试焊盘111接地，所述第二测试焊盘112上施加测试电压，此时所述第一可编程电子熔丝113未发生熔断，保持完好状态。通过测量流经所述第一可编程电子熔丝113的电流值，可得到完好状态的电阻值。

测量可编程电子熔丝在熔断状态的电阻值之前，需要先熔断可编程电子熔丝。如图1所示，所述晶体管122的源极S通过所述第三测试焊盘123接地，所述晶体管122的栅极G和漏极D通过所述第五测试焊盘125和第六测试焊盘126分别被施加了栅极电压Vgate和熔断电压Vpp，此时所述晶体管122导通，熔断电流流经所述第二可编程电子熔丝121，进而将所述第二可编程电子熔丝121熔断。

测量可编程电子熔丝在熔断状态的电阻值时，所述第四测试焊盘124接地，通过在所述第六测试焊盘126上施加测试电压，并测量流经所述第二可编程电子熔丝121的电流值可得到熔断状态的电阻值。

熔断电流是在熔断瞬间流经可编程电子熔丝的电流值，需要在所述栅极电压Vgate和熔断电压Vpp上升到特定的电压值才能测量。然而，所述栅极电压Vgate和熔断电压Vpp上升到特定电压值的瞬间，所述第二可编程电子熔丝121就被熔断了。因此，采用现有的可编程电子熔丝的测试结构100无法检测可编程电子熔丝的熔断电流。目前，只能通过模拟可编程电子熔丝的电流电压曲线和负载曲线得到熔断电流的模拟值。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可编程电子熔丝的测试结构，以解决现有技术中可编程电子熔丝的测试结构无法检测熔断电流的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种可编程电子熔丝的测试结构，所述可编程电子熔丝的测试结构包括：独立设置的第一测试子结构、第二测试子结构和第三测试子结构；其中，所述第三测试子结构包括第一可编程电子熔丝阵列、第一晶体管、第三测试焊盘、第四测试焊盘、第五测试焊盘和第六测试焊盘，所述第一晶体管的源极与所述第三测试焊盘连接，所述第一晶体管的栅极与所述第五测试焊盘连接，所述第一晶体管的漏极分别与所述第四测试焊盘和第六测试焊盘连接，所述第一可编程电子熔丝阵列设置于所述第一晶体管的漏极与所述第六测试焊盘之间。

可选的，在所述的可编程电子熔丝的测试结构中，所述第一可编程电子熔丝阵列由m行×n列的可编程电子熔丝单元组成，m和n均为大于1的整数。

可选的，在所述的可编程电子熔丝的测试结构中，所述第一可编程电子熔丝阵列的行数和列数相等。

可选的，在所述的可编程电子熔丝的测试结构中，所述第一测试子结构包括第一测试焊盘、第二测试焊盘和第二可编程电子熔丝阵列；所述第二可编程电子熔丝阵列的两端分别与所述第一测试焊盘和第二测试焊盘连接。

可选的，在所述的可编程电子熔丝的测试结构中，所述第二可编程电子熔丝阵列的结构与所述第一可编程电子熔丝阵列的结构相同。

可选的，在所述的可编程电子熔丝的测试结构中，所述第二测试子结构包括一可编程电子熔丝单体、第二晶体管、第七测试焊盘、第八测试焊盘、第九测试焊盘和第十测试焊盘；所述第二晶体管的源极与第七测试焊盘连接，所述第二晶体管的漏极分别与所述第八测试焊盘和第十测试焊盘连接，所述第二晶体管的栅极与第九测试焊盘连接，所述可编程电子熔丝单体设置于所述第二晶体管的漏极与所述第十测试焊盘之间。

可选的，在所述的可编程电子熔丝的测试结构中，所述可编程电子熔丝单元和所述可编程电子熔丝单体均由相同工艺制造并具有相同的特征。

综上所述，在本实用新型提供的可编程电子熔丝的测试结构中，采用可编程电子熔丝阵列代替单个可编程电子熔丝以实现了熔断电流的分流，在施加熔断电压时，所述可编程电子熔丝阵列中的可编程电子熔丝单元不会发生熔断，因此能够测得熔断电流。

附图说明

图1是现有技术的可编程电子熔丝的测试结构的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的可编程电子熔丝的测试结构的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的第一可编程电子熔丝阵列的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的可编程电子熔丝的测试结构作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

请参考图2，其为本实用新型实施例的可编程电子熔丝的测试结构的结构示意图。如图2所示，所述可编程电子熔丝的测试结构200包括：独立设置的第一测试子结构、第二测试子结构和第三测试子结构，分别用于测量可编程电子熔丝在完好状态的电阻值Rin、可编程电子熔丝在熔断状态的电阻值Rfin和可编程电子熔丝的熔断电流Ipp。

其中，所述第三测试子结构包括第一可编程电子熔丝阵列210、第一晶体管241、第三测试焊盘233、第四测试焊盘234、第五测试焊盘235和第六测试焊盘236，所述第一晶体管241的源极S与所述第三测试焊盘233连接，所述第一晶体管241的栅极G与所述第五测试焊盘235连接，所述第一晶体管241的漏极D分别与所述第四测试焊盘234和第六测试焊盘236连接，所述第一可编程电子熔丝阵列210设置于所述第一晶体管241的漏极D和所述第六测试焊盘236之间。

其中，所述第三测试子结构的第一可编程电子熔丝阵列210由m行×n列的可编程电子熔丝单元210a组成，m和n均为大于1的整数。请参考图3，其为本实用新型实施例的第一可编程电子熔丝阵列的结构示意图。如图3所示，每行可编程电子熔丝单元210a串联在一起，每列可编程电子熔丝单元210a并联在一起。

优选的，所述第一可编程电子熔丝阵列210行数与列数相等，即m等于n。所述第一可编程电子熔丝阵列211的行数与列数相等时，所述第一可编程电子熔丝阵列210的电阻值与所述可编程电子熔丝单元210a的电阻值相等。

具体的，请继续参考图2，所述第一晶体管241为所述第一可编程电子熔丝阵列210提供熔断电流Ipp时，所述第一晶体管241的源极S通过第三测试焊盘233接地，所述第一晶体管241的栅极G和漏极D分别通过所述第五测试焊盘235和第六测试焊盘236被施加栅极电压Vgate和熔断电压Vpp，此时所述第一晶体管241导通，所述熔断电流Ipp流经所述第一可编程电子熔丝阵列210。由于第一可编程电子熔丝阵列210由m×n个可编程电子熔丝单元210a组成，因此，所述熔断电流Ipp通过m×n个可编程电子熔丝单元210a进行分流，每个可编程电子熔丝单元210a上所流经的电流值为Ipp/(m×n)。例如，所述第一可编程电子熔丝阵列210由10行×10列的可编程电子熔丝单元210a组成，则每个可编程电子熔丝单元210a上所流经的电流值为Ipp/100。由于每个可编程电子熔丝单元210a上所流经的电流值非常小，所以施加熔断电压Vpp时所述可编程电子熔丝单元210a并不会被熔断，从而实现熔断电流Ipp的检测。

所述可编程电子熔丝的测试结构200的第一测试子结构包括第一测试焊盘231、第二测试焊盘232和第二可编程电子熔丝阵列220，所述第二可编程电子熔丝阵列220的两端分别与所述第一测试焊盘231和第二测试焊盘232连接。其中，所述第二可编程电子熔丝阵列220的结构与所述第一可编程电子熔丝阵列210的结构相同，也由m行×n列的可编程电子熔丝单元210a组成，m和n均为大于1的整数。

本实施例中，所述第一可编程电子熔丝阵列210和第二可编程电子熔丝阵列220的行数与列数均相等。由于所述第一可编程电子熔丝阵列210和第二可编程电子熔丝阵列220的行数与列数相等，所述第一可编程电子熔丝阵列210和第二可编程电子熔丝阵列220的电阻值均与可编程电子熔丝单元210a的电阻值相等。

所述可编程电子熔丝的测试结构200的第二测试子结构包括一可编程电子熔丝单体243、第二晶体管242、第七测试焊盘237、第八测试焊盘238、第九测试焊盘239和第十测试焊盘240，所述第二晶体管242的源极S与所述第七测试焊盘237连接，所述第二晶体管242的栅极G与所述第九测试焊盘239连接，所述第二晶体管242的漏极D分别与所述第八测试焊盘238和第十测试焊盘240连接，所述可编程电子熔丝单体243设置于所述第二晶体管242的漏极D与所述第十测试焊盘240之间。

本实施例中，所述第一可编程电子熔丝阵列213的可编程电子熔丝单元210a、所述第二可编程电子熔丝阵列220的可编程电子熔丝单元220a和所述可编程电子熔丝单体243均由相同工艺制造并具有相同的特征。所述可编程电子熔丝单元220a的电阻值与可编程电子熔丝单体243的电阻值相等。

利用所述可编程电子熔丝的测试结构200测量可编程电子熔丝的特性参数之前，分别测量所述可编程电子熔丝的测试结构200中的第一晶体管241和第二晶体管242的开态电流Ion和关态电流Ioff，并通过所述开态电流Ion和关态电流Ioff确认所述第一晶体管241和第二晶体管242是否正常工作。若所述第一晶体管241和第二晶体管242正常工作，则开始利用所述可编程电子熔丝的测试结构200测量可编程电子熔丝的各项特性参数。

采用所述可编程电子熔丝的测试结构200测量可编程电子熔丝在完好状态的电阻值Rin时，所述第一测试子结构的第一测试焊盘231接地，所述第二测试焊盘232上施加一测试电压V1(例如，0.1V)，此时所述第二可编程电子熔丝阵列220的每个可编程电子熔丝单元210a未发生熔断，保持完好状态。通过测量流经所述第二可编程电子熔丝阵列220的电流值I_M1，可得到完好状态的电阻值Rin，完好状态的电阻值Rin的计算公式如下：

Rin＝V1/I_M1。

采用所述可编程电子熔丝的测试结构200测量可编程电子熔丝在熔断状态的电阻值Rfin之前，需要先熔断可编程电子熔丝。在此过程中，通过所述第二测试子结构中的第八测试焊盘238和第十测试焊盘240分别向所述第二晶体管242的栅极G和漏极D施加栅极电压Vgate(例如，1.2V)和熔断电压Vpp(例如，1.7V)，而所述第二晶体管242的源极S通过所述第七测试焊盘237接地，此时所述第二晶体管242导通，熔断电流流经所述可编程电子熔丝单体243，进而将所述可编程电子熔丝单体243熔断。

测量可编程电子熔丝在熔断状态的电阻值Rfin时，所述第二测试子结构中的第八测试焊盘238接地，所述第十测试焊盘240上施加另一测试电压V2(例如，0.1V)，通过测量流经所述可编程电子熔丝单体243的电流值I_M2可得到熔断状态的电阻值Rfin，熔断状态的电阻值Rfin的计算公式如下：

Rfin＝V2/I_M2。

采用所述可编程电子熔丝的测试结构200测量熔断电流Ipp时，通过所述第三测试子结构中的第四测试焊盘234和第六测试焊盘236分别向所述第一晶体管241的栅极G和漏极D施加栅极电压Vgate(例如，1.2V)和熔断电压Vpp(例如，1.7V)，而所述第一晶体管241的源极S通过所述第三测试焊盘237接地，此时所述第一晶体管241导通为所述第一可编程电子熔丝阵列210提供熔断电流Ipp，通过测量流经所述第一可编程电子熔丝阵列210的电流值可直接获得熔断电流Ipp。

综上可见，在本实用新型实施例提供的可编程电子熔丝的测试结构中，采用可编程电子熔丝阵列代替单个可编程电子熔丝以实现了熔断电流的分流，在施加熔断电压时，所述可编程电子熔丝阵列中的可编程电子熔丝单元不会发生熔断，因此能够测量熔断电流。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (7)

1.一种可编程电子熔丝的测试结构，其特征在于，包括：独立设置的第一测试子结构、第二测试子结构和第三测试子结构；其中，所述第三测试子结构包括第一可编程电子熔丝阵列、第一晶体管、第三测试焊盘、第四测试焊盘、第五测试焊盘和第六测试焊盘，所述第一晶体管的源极与所述第三测试焊盘连接，所述第一晶体管的栅极与所述第五测试焊盘连接，所述第一晶体管的漏极分别与所述第四测试焊盘和第六测试焊盘连接，所述第一可编程电子熔丝阵列设置于所述第一晶体管的漏极与所述第六测试焊盘之间。

2.如权利要求1所述的可编程电子熔丝的测试结构，其特征在于，所述第一可编程电子熔丝阵列由m行×n列的可编程电子熔丝单元组成，m和n均为大于1的整数。

3.如权利要求2所述的可编程电子熔丝的测试结构，其特征在于，所述第一可编程电子熔丝阵列的行数和列数相等。

4.如权利要求1至3中任一项所述的可编程电子熔丝的测试结构，其特征在于，所述第一测试子结构包括第一测试焊盘、第二测试焊盘和第二可编程电子熔丝阵列；所述第二可编程电子熔丝阵列的两端分别与所述第一测试焊盘和第二测试焊盘连接。

5.如权利要求4所述的可编程电子熔丝的测试结构，其特征在于，所述第二可编程电子熔丝阵列的结构与所述第一可编程电子熔丝阵列的结构相同。

6.如权利要求2所述的可编程电子熔丝的测试结构，其特征在于，所述第二测试子结构包括一可编程电子熔丝单体、第二晶体管、第七测试焊盘、第八测试焊盘、第九测试焊盘和第十测试焊盘；所述第二晶体管的源极与第七测试焊盘连接，所述第二晶体管的漏极分别与所述第八测试焊盘和第十测试焊盘连接，所述第二晶体管的栅极与第九测试焊盘连接，所述可编程电子熔丝单体设置于所述第二晶体管的漏极与所述第十测试焊盘之间。

7.如权利要求6所述的可编程电子熔丝的测试结构，其特征在于，所述可编程电子熔丝单元和所述可编程电子熔丝单体均由相同工艺制造并具有相同的特征。