JPH0451562A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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Publication number
JPH0451562A
JPH0451562A JP2161002A JP16100290A JPH0451562A JP H0451562 A JPH0451562 A JP H0451562A JP 2161002 A JP2161002 A JP 2161002A JP 16100290 A JP16100290 A JP 16100290A JP H0451562 A JPH0451562 A JP H0451562A
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JP
Japan
Prior art keywords
fuse
resistance
poly
wiring metal
interconnection metal
Prior art date
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Pending
Application number
JP2161002A
Other languages
English (en)
Inventor
Masanori Kobayashi
正典 小林
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
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Publication of JPH0451562A publication Critical patent/JPH0451562A/ja
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路のヒユーズ回路に関する。
〔従来の技術〕
半導体集積回路(以下ICと称す。)においてICの外
部より何らかの操作を行うことによって工Cの特性や機
能を変更することがあった。たとえばプログラマブル・
ロジック・デバイスヤPROMは書き込み操作によりユ
ーザー自身の思いのままの機能を達成することができた
。また、アナログエCの特性を合わせ込む場合にもその
IC特有の操作により特性を合わせ込むことができるも
のがある。このように工Cができあがった後に調整、あ
るいは機能の変更を行う場合、従来主な技術としてはF
AMO8やヒユーズがあった。ヒユーズとしては従来の
バイポーラFROMやプログラマブル・ロジック・デ′
バイスでは昇華のしやすい金属−N1Cr、TiW、P
tS″1等を用いている。第4図に代表的なヒユーズ回
路を示す。ここで40はVSS、41はVDD、42が
ヒユーズで45はセレクト用バイポーラトランジスタで
ある。44は論理を内部へ伝達するゲート(インバータ
)である。47はプルアップの高抵抗で46は制御信号
でこれがON信号となれば43がONし42のヒユーズ
に大電流が流れヒユーズは溶断する。ヒユーズが溶断す
る前はヒユーズ自体は抵抗が低いので45の電位はLO
Wであるがヒユーズ溶断後は47のプルアップ抵抗にひ
かれ45の電位はH工GHとなっている。
また特性の調整を行うヒユーズの場合も考え方は同様で
あ、る。
〔発明が解決しようとする課題〕
この従来のヒユーズ回路は最も一般的なものであるがヒ
ーーズの材質としては前述した様に昇華しやすい金属°
として工0の標準プロセスには無い工程が必要となる場
合、または標準プロセスないでの金属(POLY  S
i)を使う場合の二通りが考えられる。しかし、ここで
特殊な金属を用いる場合はプロセスの工程が増加しウェ
ファコストがアップしてほんの数ビットのヒユーズにつ
いては非常に不向きである。またc ta o sの1
C等におけるヒユーズでPOLY  Siを用いる場合
CVDで覆われている場合にはPOLY  Siは溶断
しにくく通常はヒユーズ部分のPOLY  Siの上は
CvDをオープンとしてお(。この場合ウェファ検査で
ヒーーズを切る場合には問題ないがモールド実装後はモ
ールド材がヒユーズ部のCVDオープンをふさいでしま
いPOLY  Siが溶断しな(なってしまう。この様
に従来の技術では少数ビットでかつモールド実装後プロ
グラムする製品に対しては最適ではなかった。
本発明はかかる問題点を解決するためのもので標準プロ
セスの工程内で特殊な工程を設ける必要がな(、安価に
かつ、確実にヒユーズとしての機能を果たすヒーーズを
提供するものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体装置は第一の配線金属と第二の配線金属
を有し、前記第一の配線金属と前記第二の配線金属とコ
ンタクトを介して第一の配線金属と第二の配線金属を接
続する抵抗を有し、前記第一の配線金属と前記第二の配
線金属との間に高エネルギーを印加し抵抗に電流を流し
配線金属の経路を作らせて抵抗の抵抗値をさげる手段を
有することを特徴とする。
また本発明の半導体装置は基盤と反対極性のウェルとウ
ェル内の基盤と同極性の拡散によって構成するバイポー
ラトランジスタによって第一の配線金属と第二の配線金
属との間に高エネルギーを印加することを制御すること
を特赦とする。
〔実施例〕
本発明の一実施例を第1図に示す。第1図のαはヒユー
ズの構成で10は配線用のA、L、 11はPOLY 
 81の高抵抗、12はPOI、Y  SiとALのコ
ンタクトを表している。第1図のbにこのヒユーズを用
いたヒユーズ回路を示す。ここで15は高抵抗POLY
  Siのヒユーズ、14はVDDで25はVSSであ
る。15はNPNTrでこれはN基盤とPウェルとPウ
ェル内のN拡散で構成することができる寄生バイポーラ
Trである。26はプルアップ用の抵抗で17は26の
制御P c h M OS T rで16はさらに17
を制御するORゲートである。18は172分周カウン
タで26は18のクロックで内部クロックである27は
18のマスタ出力、22はXQ高出力ある。19はヒユ
ーズによるプログラム結果をロジックに伝えるD−FF
である。20は19へのデータ入力信号で21はヒユー
ズの結果で、24は15をMWiJしヒユーズへのプロ
グラムを行う。第1図のα及びbで本発明の説明を行う
。基本的な考え方を説明すると通常のヒユーズでは主に
金属の溶断により抵抗を無限大に近くするが、本発明は
高抵抗を低抵抗(はとんど数mΩ)とするとい5UNT
エヒー−ズである。第1図のαに示す高抵抗のPOLY
  Siに高電圧をかけることにより電流を流しその流
れによってコンタクトの部分よりALの原子が反対ml
のコンタクトに運ばれPOLY  SiのなかにALの
通路が形成される。
この通路によりPOLY  Siの両端のALがショー
トし実質的にこのPOLY  Siの抵抗は数十mΩと
なる。第2図のa I/CA Lが走ったあとの状態を
示す。200はAL配線、201は高抵抗POLY  
Si、202はコンタクトである。ここで20!Iの斜
線の部分はALが吸いだされた部分で、この部分のAL
が204のA、 Lの通路となる。第2図のbはこのヒ
ユーズの電圧−電流特性を示す。このグラフにおいて横
軸は印加電圧、縦軸は電流である。あるポイントで急激
に増加し、測定器の電流リミッタにかかり、一定値とな
っている。POLY  Siに高電圧をかけた場合、P
OLY  Siの抵抗が大きくかつその面積と断面さい
場合大きな印加されるエネルギーにより溶断してしまう
がヒーーズとしてもちいるPOLYSlのコンタクトと
フンタクトの間隔(第1図αのL)のほうがPOLY 
 810幅(第1図αのW)より小さい場合前述のAL
の移動現象がおこる。POLY  Siはノンドープの
非常に高抵抗(MMΩ〜数GΩ)のものから1000/
口近辺のゲートに用いるPOLYまで適用可能である。
POLY  Siに流れる電流が大きいほどこの現象は
起こり安い。ただし、POLY  Siの抵抗の値をさ
げすぎるとヒユーズ部分に電流が流れすぎるため、適当
な設定が必要である。低消費電流を狙いまた、ヒーーズ
の信頼性を確保するために回路的に工夫することが必要
である。この回路の動作を説明する。まず、ヒユーズに
書き込みまえの通常動作時は24の信号はLOWレベル
となっており15ONPBiバイポーラはOFFl、て
いるまた、16のORはゲートが開いた状態となってお
り18の1/2分周カウンタのマスク出力がそのまま1
7のPchTrを制纒する。ここでマスク出力がLOW
レベルであれば17は0NL17から26の抵抗、13
のPOLY  Siを通りvSSへのPATHができ2
0のレベルは26と16の抵抗分割となる。130PO
LY  Siが高抵抗であれば26の抵抗を高くするこ
とができる。この抵抗分割による200レベルはHIG
H側となりこれが19のD−FFのデータ入力となる。
このデータ入力を18のXQをクロックとして19に取
り込む。この19のQ出力がヒユーズの結果である。次
にヒユーズをプログラムする場合を考える。プログラム
電圧として例えば7〜10Vとして、14を通常の動作
電圧(例えばSV)からプログラム電圧まで引き上げ2
4のレベルをHIGHとする。24がHIGHとなると
、16のORはHIGHを出力し17をOFFさせると
同時に15のNPNバイポーラTrをONさせ、15の
POLY  Siに高電圧をかけるこれにより前述した
とおりにPOLY  SiにALのPATHが形成され
て、ヒーーズはその抵抗値が数十mΩまでさがる。プロ
グラム後通常動作状態に戻すと20のレベルはほとんど
VSSとなりプログラムまえと同様なカウンタ動作によ
り19の出力はLOWとなる。この様な回路を用いるこ
とによりこのヒユーズ回路の消費電流を低減し、かつ2
6のクロックをパワーオンリセット時のみに数パルスす
るよう回路的に工夫を加えることにより長期にわたる動
作状態におけるヒーーズの抵抗値の変動にたいしても保
護回路となる。以上が本発明を説明するにあたっての一
実施例であ′るが第3図に別の実施例を示す。61は高
抵抗POLY  Siで、63はゲート等に用いる比較
的低抵抗である。このヒユーズの基本は電流によるAL
原子のマイグレーションを積極的に活かすことによって
抵抗値を制御することである。したがっである程度電流
の流れ易い経路(低抵抗部分36)を作ることによって
プログラム電圧を下げることができ、かつ安定したプロ
グラム特性を得ることができる。
また前記実施例においては、配線はAL、ヒユーズはP
OLY  Siであるが、本発明は特にこれに限定され
るものではなく、ALは他の配線金属でも十分に対応で
き、またPOLY  Siも他のヒユーズ材で十分に対
応可能である。
〔発明の効果〕
この様に本発明のヒーーズを用いれば新たに特殊なプロ
セス工程を付は加える必要がないので、はんの/!;>
Ml)itのヒユーズでも十分にコストパフォーマンス
が良く非常に安価にできる。またこれは特殊なヒユーズ
用金属を用いた場合と比べ面積的にもその小ささは遜色
のないもので大容量のヒユーズアレイにも容易に適用で
きる。またプログラム特性としても通常のPOLY  
Siヒユーズの様な爆発による溶断とことなるため、確
実な書き込み特性が実現できる。また書き込み特性が爆
発によるものでないために周囲のOVDやAL、°拡散
等への破壊的影響を与えず、工Cの長期信頼性にとって
も非常に有益である。
以上の様に、本発明を用いれば簡単にできるヒユーズと
して価格的にも、特性的にも非常によいものを提供でき
る。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)は、本発明の実施例であり、ヒユーズ構造
を示す図。 第1図(b)は、本発明使用回路例を示す図。 第2図(a)は、ヒユーズ説明図。 第2図(b)は、ヒユーズ電圧−電流特性を示す図。 第3図は、本発明の第二の実施例を示す図。 第4図は、従来例を示す図。 70・・・・・・・・・配線用AL 11・・・・・・・・・POLY  Siの高抵抗12
・・・・・・・・・コンタクト 16・・・・・・・・・POLY  Siヒユーズ14
 ・・・ ・・・ ・・・ VDDl 5 ・−・・−
・−N P N寄生バイポーラTr16・・・・・・・
・・ORゲート 1 7  ・=  −・=  P  c  h  M 
 OS  T  rlB・・・・・・・・・1/2分周
カウンタ19 ・・・ ・・・ ・・・ DFF20.
21.22,25,24,27・・・・・・・・・・・
・・・・各信号ライン 25 ・・・ ・・・ −・ VSS 26・・・・・・・・・プルアンプ抵抗〕Dl 第2図(a−) 第2図(b) 第3図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)第一の配線金属と第二の配線金属を有し、前記第
    一の配線金属と前記第二の配線金属とコンタクトを介し
    て第一の配線金属と第二の配線金属を接続する抵抗を有
    し、前記第一の配線金属と前記第二の配線金属との間に
    高エネルギーを印加し前記抵抗に電流を流し配線金属の
    経路を作らせて前記抵抗の抵抗値をさげる手段を有する
    ことを特徴とする半導体装置。
  2. (2)基盤と反対極性のウェルとウェル内の基盤と同極
    性の拡散によって構成するバイポーラトランジスタによ
    って特許請求の範囲第1項記載の第一の配線金属と第二
    の配線金属との間に高エネルギーを印加することを制御
    することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
JP2161002A 1990-06-19 1990-06-19 半導体装置 Pending JPH0451562A (ja)

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JP2161002A JPH0451562A (ja) 1990-06-19 1990-06-19 半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

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JP2161002A JPH0451562A (ja) 1990-06-19 1990-06-19 半導体装置

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Publication Number Publication Date
JPH0451562A true JPH0451562A (ja) 1992-02-20

Family

ID=15726709

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2161002A Pending JPH0451562A (ja) 1990-06-19 1990-06-19 半導体装置

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JP (1) JPH0451562A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002026131A (ja) * 2000-07-07 2002-01-25 Fujitsu Ltd トリミング回路、調整回路及び半導体装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002026131A (ja) * 2000-07-07 2002-01-25 Fujitsu Ltd トリミング回路、調整回路及び半導体装置

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