TWI833511B

TWI833511B - 半導體元件結構

Info

Publication number: TWI833511B
Application number: TW111149189A
Authority: TW
Inventors: 楊吳德
Original assignee: 南亞科技股份有限公司
Priority date: 2022-07-07
Filing date: 2022-12-21
Publication date: 2024-02-21
Also published as: TW202404093A

Abstract

本揭露提供一種半導體元件結構。該半導體元件結構包括一第一閘極結構，沿著一第一方向延伸且電性連接到一第一電晶體；一第二閘極結構，沿著該第一方向延伸且電性連接到一第二電晶體；一第一主動區，沿著不同於該第一方向的一第二方向延伸並穿過該第一閘極結構與該第二閘極結構；以及一第一導電元件，沿著該第二方向延伸並設置在該第一主動區上。該第一導電元件電性連接到該第一主動區。該第一導電元件電性連接到該第一主動區，以便形成該第一主動區與該第三電晶體之間的一短路。該第一閘極結構以及該第一主動區形成一第一熔絲元件，且該第二閘極結構與該第一主動區形成一第二熔絲元件。

Description

半導體元件結構

本申請案主張美國第17/859,204及17/859,873號專利申請案之優先權(即優先權日為「2022年7月7日」)，其內容以全文引用之方式併入本文中。

本揭露關於一種半導體元件結構。特別是有關於一種具有熔絲元件的半導體元件結構。

熔絲以及電子熔絲通常用於記憶體元件中，以將一冗餘記憶體單元轉換為一正常記憶體單元。利用一測試電路來判斷熔絲的狀態(即熔絲是否熔斷)，以便可以識別出對應的記憶體單元是一正常記憶體單元還是一冗餘記憶體單元。隨著技術的發展，半導體元件結構的記憶體單元的尺寸縮減。由於半導體元件結構中各個元件的尺寸不可能無限制地縮減，因此尋找其他方法來縮減半導體元件結構的尺寸是至關重要的。同時，隨著半導體元件結構尺寸的不斷微縮，熔絲狀態的判斷也必須更加準確。

上文之「先前技術」說明僅提供背景技術，並未承認上文之「先前技術」說明揭示本揭露之標的，不構成本揭露之先前技術，且上文之「先前技術」之任何說明均不應作為本案之任一部分。

本揭露之一實施例提供一種半導體元件結構。該半導體元件結構包括一第一閘極結構，沿著一第一方向延伸且電性連接到一第一電晶體；一第二閘極結構，沿著該第一方向延伸且電性連接到一第二電晶體；一第一主動區，沿著不同於該第一方向的一第二方向延伸並穿過該第一閘極結構與該第二閘極結構；以及一第一導電元件，沿著該第二方延伸並設置在該第一主動區上。該第一導電元件電性連接到該第一主動區。該第一導電元件電性連接到該第一主動區，以便形成在該第一主動區與該第三電晶體之間的一短路。該第一閘極結構與該第一主動區形成一第一熔絲元件，且該第二閘極結構與該第一主動區形成一第二熔絲元件。

本揭露之另一實施例提供一種半導體元件結構。該半導體元件結構包括多個閘極結構，沿著一第一方向延伸；多個主動區，沿著不同於該第一方向的一第二方向延伸；多個第一電晶體以及多個第二電晶體。該多個閘極結構與該多個主動區界定出多個熔絲元件。該多個第一電晶體的每一個電性連接到該多個閘極結構的相對應的一個。該多個第二電晶體的每一個電性連接到該多個主動區的相對應的一個。該半導體元件結構還包括多個第一導電元件，設置在該等主動區上，並沿著該第二方向延伸。該多個第一導電元件的每一個分別電性連接到該等主動區的一相對應的一個，以便形成該多個主動區的該相對應的一個與該多個第二電晶體的一相對應的一個之間的一短路。

本揭露之另一實施例提供一種半導體電路。該半導體電路包括一第一熔絲元件、一第二熔絲元件、一第一導電線、一參考電阻單元、一第一切換電路以及一閂鎖電路。第一熔絲元件包括一第一端子以及與該第一端子相對的一第二端子。該第二熔絲元件包括一第一端子以及與該第一端子相對的一第二端子。該第一導電線電性連接到該第一熔絲元件的該第二端子與該第二熔絲元件的該第二端子。該參考電阻單元經配置以接收一第一電源訊號，並電性連接該第一熔絲元件與該第二熔絲元件。該第一切換電路經配置以將參考電阻單元電性連接到該第一熔絲元件與該第二熔絲元件。該閂鎖電路經配置以讀取一第一節點的一評估訊號，該第一節點位在該參考電阻單元與該第一熔絲元件及該第二熔絲元件其中一個之間。該第一導電線經配置以在該第一切換電路與該第一熔絲元件以及該第二熔絲元件其中一個之間形成一短路。

半導體元件可以使用共享的主動區以及閘極結構而提供縮減的尺寸，其形成熔絲元件陣列。熔絲陣列共用評估單元以及狀態熔斷單元，以便可以縮減其尺寸。

共享的主動區以及閘極結構可能具有寄生電阻，這會影響熔斷該等熔絲元件的狀態設定訊號，因此導致熔絲元件的熔斷電阻不準確。藉由連接到共享主動區極/或閘極結構的導電線，可以避免共享主動區以及閘極結構的寄生電阻。因此，可以準確地熔斷與測試熔絲元件。總的來說，本標的揭露提供一種具有縮減尺寸與準確測試結果的半導體元件。

上文已相當廣泛地概述本揭露之技術特徵及優點，俾使下文之本揭露詳細描述得以獲得較佳瞭解。構成本揭露之申請專利範圍標的之其它技術特徵及優點將描述於下文。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者應瞭解，可相當容易地利用下文揭示之概念與特定實施例可作為修改或設計其它結構或製程而實現與本揭露相同之目的。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者亦應瞭解，這類等效建構無法脫離後附之申請專利範圍所界定之本揭露的精神和範圍。

10:系統

11:半導體元件結構

12:訊號產生器

13:監視器

14:耦合器

15:探針

20:等效電路

100a:半導體元件結構

100b:半導體元件結構

101:熔絲元件

105:參考電阻單元

105-1:端子

105-2:端子

110:評估單元

111A:導電路徑

111B:導電路徑

120:狀態設定單元

122:導電端子

130:閂鎖電路

131:反相器

132:反相器

140:熔絲結構

1411,1412,1413...141X:熔絲元件

1421,1422,1423...142X:熔絲元件

1431,1432,1433...143X:熔絲元件

14X1,14X2,14X3...14XX:熔絲元件

150A:導電路徑

150B:導電路徑

206:層

500:半導體元件結構

600a:半導體元件結構

600b:半導體元件結構

600c:半導體元件結構

606:閘極介電層

602:基底

604:摻雜區

606:閘極介電層

607:間隙子

608:閘極電極

640:熔絲結構

650:導電線

6411,6421,6431...64X1:熔絲元件

700a:半導體元件結構

700b:半導體元件結構

700c:半導體元件結構

702:基底

704:摻雜區

706:閘極介電層

708:閘極電極

709:絕緣特徵

740:熔絲結構

7411,7412,7413,...741X:熔絲元件

760:導電線

F11-FX1,F21-F2X,...,F1X-FXX:接觸點

G11-G1X,G21-G2X,...,GX1-GXX:接觸點

IN_1:輸入端子

IN_2:輸入端子

M:訊號

M11-M1X,M21-M2X:導電元件

N:訊號

OD1,OD2,OD3,...ODX,ODX-1:主動區

OUT_1:輸出端子

OUT_2:輸出端子

PO1,PO2,PO3,...POX,POX-1:閘極結構

RF:電阻器

RF1,RF2...RFX:電阻

RR:電阻器

TA:切換電路

TB:切換電路

TC:切換電路

TD:切換電路

TE:切換電路

TF1,TF2,TF3,...TFX:電晶體

TG1,TG2,TG3,...TGX:電晶體

VB:狀態設定訊號

VDD:電源訊號

VE:導電端子

W:節點

藉由參考詳細描述以及申請專利範圍而可以獲得對本揭露更完整的理解。本揭露還應理解為與圖式的元件編號相關聯，而圖式的元件編號在整個描述中代表類似的元件。

圖1是示意圖，例示本揭露一些實施例用於測試半導體元件結構的系統。

圖2是示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構。

圖2A是示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構。

圖2B是示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構。

圖2C是等效電路圖，例示本揭露一些實施例如圖2B所示的半導體元件結構的一部分。

圖3是示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構。

圖3A是示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構。

圖3B是示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構。

圖4是示意圖，例示本揭露一些實施例如圖3所示的半導體元件結構的熔絲元件的佈局。

圖5是立體示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構。

圖6A是示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構的熔絲元件的佈局。

圖6B是示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構。

圖6C是剖視示意圖，例示本揭露一些實施例沿圖4的剖線A-A'的半導體元件結構。

圖7A是示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構的熔絲元件的佈局。

圖7B是示意圖，例示本揭露一些實施例如圖7A所示的半導體元件結構。

圖7C是剖視示意圖，例示本揭露一些實施例沿圖4的剖線B-B'的半導體元件結構。

以下描述了組件和配置的具體範例，以簡化本揭露之實施例。當然，這些實施例僅用以例示，並非意圖限制本揭露之範圍。舉例而言，在敘述中第一部件形成於第二部件之上，可能包含形成第一和第二部件直接接觸的實施例，也可能包含額外的部件形成於第一和第二部件之間，使得第一和第二部件不會直接接觸的實施例。另外，本揭露之實施例可能在許多範例中重複參照標號及/或字母。這些重複的目的是為了簡化和清楚，除非內文中特別說明，其本身並非代表各種實施例及/或所討論的配置之間有特定的關係。

應當理解，當一個元件被稱為「連接到(connected to)」或「耦接到(coupled to)」另一個元件時，則該初始元件可直接連接到或耦接到另一個元件，或是其他中間元件。

應當理解，儘管這裡可以使用術語第一，第二，第三等來描述各種元件、部件、區域、層或區段(sections)，但是這些元件、部件、區域、層或區段不受這些術語的限制。相反，這些術語僅用於將一個元件、組件、區域、層或區段與另一個區域、層或區段所區分開。因此，在不脫離本發明進步性構思的教導的情況下，下列所討論的第一元件、組件、區域、層或區段可以被稱為第二元件、組件、區域、層或區段。

本文中使用之術語僅是為了實現描述特定實施例之目的，而非意欲限制本發明。如本文中所使用，單數形式「一(a)」、「一(an)」，及「該(the)」意欲亦包括複數形式，除非上下文中另作明確指示。將進一步理解，當術語「包括(comprises)」及/或「包括(comprising)」用於本說明書中時，該等術語規定所陳述之特徵、整數、步驟、操作、元件，及/或組件之存在，但不排除存在或增添一或更多個其他特徵、整數、步驟、操作、元件、組件，及/或上述各者之群組。

應當理解，在本揭露的描述中，使用的術語「大約」(about)改變本揭露的成分、組成或反應物的數量，意指例如藉由用於製備濃縮物或溶液的典型測量以及液體處理程序而可能發生的數量變化。再者，在測量程序中的疏忽錯誤、用於製造組合物或實施方法之成分的製造、來源或純度的差異等可能會導致變化。在一方面，術語「大約」(about)是指在報告數值的10%以內。在另一個方面，術語「大約」(about)是指在報告數值的5%以內。進而，在另一方面，術語「大約」(about)是指在所報告數值的10、9、8、7、6、5、4、3、2或1%以內。

圖1是示意圖，例示本揭露一些實施例用於測試半導體元件結構的系統10。

根據圖1，系統10經配置以監測一半導體元件結構11。在一些實施例中，系統10經配置以測試半導體元件結構11。半導體元件結構11可以包括一記憶體、記憶體元件、記憶體晶粒或記憶體晶片。在一些實施例中，半導體元件結構11可以包括一個或多個記憶體單元。半導體元件結構11可以在製造之後進行測試，然後進行運輸。

在一些實施例中，系統10可以構成測試設備。系統10可以包括為測試提供一合適的操作與功能環境的硬體與軟體組件。在一些實施例中，系統10可以包括一訊號產生器12、一監視器13以及一耦合器14。

訊號產生器12經配置以產生一測試訊號。在一些實施例中，訊號產生器12可以提供一電源訊號。應當理解，還可以向半導體元件結構11提供其他電子訊號，例如資料訊號以及電源訊號。

監視器13經配置以確定半導體元件結構11的一狀態。監視器13可以經配置以確定半導體元件結構11的一元件的一狀態。可以藉由監視器13識別多個響應訊號以確定半導體元件結構11的一元件(例如一記憶體單元)是一正常元件或是一冗餘元件。

耦合器14經配置以將訊號產生器12耦合到半導體元件結構11。在一些實施例中，耦合器14可以藉由一個或多個探針15而耦合到半導體元件結構11。探針15可為一探針頭或一探針包(圖未示)的一部分。探針15可電性連接到設置在半導體元件結構11上的測試導電端子(襯墊)及/或接合墊。測試導電焊襯墊及/或接合墊提供到半導體元件結構11的一互連結構(例如佈線)的電性連接。舉例來說，一些探針可以耦接到與半導體元件結構11的一電源供應端子(例如VDD)以及接地端子(例如VSS)相關聯的襯墊。其他探針可以耦接到與半導體元件結構11的輸入/輸出(I/O)端子(例如資料訊號)相關聯的襯墊。因此，系統10是可操作以將電子訊號施加到半導體元件結構11並在測試期間從半導體元件結構11獲得多個響應訊號。

圖2是示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構 100a。半導體元件結構100a可以包括一記憶體、記憶體元件、記憶體晶粒、記憶體晶片或其他元件。半導體元件結構100a可為記憶體、記憶體元件、記憶體晶粒或記憶體晶片的一部分。舉例來說，記憶體可為一動態隨機存取記憶體(DRAM)。在一些實施例中，DRAM可為一雙倍資料速率第四代(DDR4)DRAM。在一些實施例中，記憶體包括一個或多個記憶體單元(或記憶體位元、記憶體塊)。在一些實施例中，記憶體單元包括一熔絲元件。

請參考圖2，半導體元件結構100a可以包括一熔絲元件101、一評估單元110以及一狀態設定單元120。在一些實施例中，評估單元110可以包括一參考電阻單元105、切換電路TD與TE以及一閂鎖電路130。在一些實施例中，熔絲元件101以及切換電路TA與TB可以當作評估單元110的一部分。在一些實施例中，狀態設定單元120可包括熔絲元件101、一導電端子122以及兩個切換電路TB與TC。

在一些實施例中，參考電阻單元105具有經配置以接收一電源訊號VDD的一端子105-1。參考電阻單元105具有電性連接到熔絲元件101的一端子105-2。在一些實施例中，切換電路TB可電性連接到熔絲元件101。切換電路TD可電性連接到參考電阻單元105。在一些實施例中，切換電路TD可電性連接到切換電路TB。在一些實施例中，切換電路TB可以電性連接在切換電路TB與參考電阻單元105之間。在一些實施例中，熔絲元件101可以經由切換電路TB與TC而耦接到接地。切換電路TA可電性連接到熔絲元件101。切換電路TA可電性連接到接地。

在一些實施例中，閂鎖電路130電性連接到參考電阻單元105。閂鎖電路130可經由切換電路TB、TD與TE而電性連接到熔絲元件 101。在一些實施例中，切換電路TE電性連接到參考電阻單元105。切換電路TE可電性連接到閂鎖電路130。在一些實施例中，切換電路TE可電性連接到切換電路TD。可以在閂鎖電路130的一導電端子VE處獲得一評估/輸出訊號。

請參考圖2，導電端子122可以電性連接到熔絲元件101。導電端子122可為一測試墊、一探針墊、一導電墊、一導電端子或其他合適的元件。在一些實施例中，導電端子122經配置以接收一狀態設定訊號VB。在一些實施例中，切換電路TB可電性連接到熔絲元件101。切換電路TC可電性連接到切換電路TB。切換電路TB可電性連接在切換電路TC與熔絲元件101之間。切換電路TC可以電性連接到接地。

在一些實施例中，每一個切換電路TA、TB、TC、TD與TE可為一開關、電晶體或其他可切換電路。

圖2A是示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構100a。在一些實施例中，切換電路TB與TC經配置以響應於狀態設定訊號VB而導通以建立一導電路徑111A。在一些實施例中，導電路徑111A可響應於狀態設定訊號VB而穿過熔絲元件101以接地。在一些實施例中，當狀態設定訊號VB施加於導電端子122時，導電路徑111A依序經過熔絲元件101、切換電路TB與TC以及接地。此外，切換電路TA、TD與TE可經配置以截止，使得導電路徑111A可穿過熔絲元件101。

在一些實施例中，狀態設定訊號VB可為一電壓訊號或電流訊號。在一些實施例中，狀態設定訊號VB可為具有超過半導體元件結構100a的正常工作電壓的一電壓訊號。在一些實施例中，狀態設定訊號VB可具有一電壓，該電壓在4V-6V的一範圍內。在另一實施例中，狀態設定訊號VB可具有一電壓，該電壓在5V-6V的一範圍內。當施加狀態設定訊號VB時，可以改變熔絲元件101的一狀態。舉例來說，狀態設定訊號VB可經配置以燒毀熔絲元件101(圖2A中未示)的一閘極介電層。在一些實施例中，熔絲元件101的閘極介質層的詳細描述可以參考圖6C中的閘極介質層606。在熔絲元件101的閘極介質層被燒毀後，熔絲元件101的206層的物理特性，例如電阻、密度或其他特性發生變化。在狀態設定操作之前，熔絲元件101可以具有一相對高的電阻。在狀態設定操作之後，熔絲元件101可以具有一相對低的電阻。在本揭露中，狀態設定操作之前的熔絲元件可稱為一「未熔斷」熔絲元件，而狀態設定操作之後的熔絲元件可稱為一「熔斷」熔絲元件。

熔斷的熔絲元件101具有一電阻，低於未熔斷的熔絲元件101的電阻。在一些實施例中，熔絲元件101可為一反熔絲。舉例來說，反熔絲可為一電子熔絲。在一些實施例中，反熔絲包括一多晶矽電子熔絲或其他類型的反熔絲。

在一個實施例中，未熔斷的熔絲元件101的電阻可以在1.5M到20MΩ的一範圍內。在另一個實施例中，未熔斷的熔絲元件101的電阻可以在5M到20MΩ的一範圍內。在一些實施例中，未熔斷的熔絲元件101的電阻可以超過20MΩ。在狀態設定操作之後，熔斷的熔絲元件101的電阻可以在1k到800kΩ左右。在一個實施例中，熔斷的熔絲元件101的電阻可以在2k到20kΩ左右。在另一個實施例中，熔斷的熔絲元件101的電阻可以在1k到400kΩ左右。在一些實施例中，熔斷的熔絲元件101的電阻可以小於1kΩ。

圖2B是示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構 100a。在一些實施例中，切換電路TA、TB與TD經配置以導通而建立一導電路徑111B。在一些實施例中，導電路徑111B可響應於電源訊號VDD而穿過參考電阻單元105與熔絲元件101到接地。在一些實施例中，切換電路TC經配置以截止而建立導電路徑111B。在一些實施例中，當電源訊號VDD施加到參考電阻單元105的端子105-1時，導電通路111B依序經過參考電阻單元105、切換電路TD、TB、熔絲元件101、切換電路TA到接地。在一些實施例中，電源訊號VDD可為一正常工作電壓。在一些實施例中，電源訊號VDD所提供的功率可小於狀態設定訊號VB所提供的功率。舉例來說，電源訊號VDD可具有一電壓，該電壓在1.0V到1.5V的一範圍內。在一實施例中，電源訊號VDD可具有大約1.2V的一電壓。

在一些實施例中，響應於電源訊號VDD，在參考電阻單元105與熔絲元件101之間的一節點W處產生一訊號M。請參考圖2B，在節點W處產生的訊號M可以經由切換電路TD與TE而傳送到閂鎖電路130。

在一些實施例中，閂鎖電路130經配置以讀取在參考電阻單元105與熔絲元件101之間的節點W處產生的訊號M。節點W位在參考電阻單元105與熔絲元件101之間，其間可耦接或不耦接其他元件。舉例來說，節點W可以位在切換電路TB與TD之間。在一實施例中，節點W可位在切換電路TD與參考電阻單元105之間。在另一個實施例中，節點W可以位在切換電路TB與熔絲元件101之間。在一些實施例中，訊號M可包括一電壓訊號或一電流訊號。

在一些實施例中，切換電路TE經配置以導通而將訊號M傳送到閂鎖電路130。在一評估期間，當切換電路TA、TB、TD與TE經配置以導通而建立導電路徑111B時，可以在節點W處獲得訊號M並傳送到閂鎖電路130。在一些實施例中，閂鎖電路130可讀取訊號M。在一些實施例中，閂鎖電路130可將遜號M轉換為訊號N。舉例來說，由閂鎖電路130操作的訊號M的轉換可包括將一個訊號轉換或反相為另一個訊號。在一實施例中，藉由閂鎖電路130操作訊號M的轉換可包含相位移。在另一實施例中，藉由閂鎖電路130操作訊號M的轉換可包含放大。

在一些實施例中，閂鎖電路130可將類比訊號M轉換為一邏輯訊號N。閂鎖電路130可將訊號M與一臨界值進行比較，並基於訊號M與臨界值之間的比較結果，輸出訊號N。舉例來說，當訊號M超過臨界值時，閂鎖電路130可輸出一邏輯低訊號N。相反地，當訊號M低於臨界值時，閂鎖電路130可輸出一邏輯高訊號N。在一些實施例中，訊號N具有與訊號M相反的一邏輯值。舉例來說，當信號M為邏輯「0」時，訊號N將為邏輯「1」。相反地，當訊號M為邏輯「1」時，訊號N將為邏輯「0」。在一些實施例中，閂鎖電路130可儲存訊號N。

請參考圖2B，閂鎖電路130可以包括兩個反相器131與132。在一些實施例中，閂鎖電路130可以包括兩個以上的反相器。在一些實施例中，閂鎖電路130可以是另一種類型的一閂鎖電路。反相器131具有一輸入端子IN_1以及一輸出端子OUT_1。反相器132具有一輸入端子IN_2以及一輸出端子OUT_2。在一些實施例中，反相器131的輸入端子IN_1可經由切換電路TE而連接到參考電阻單元105。反相器131的輸入端子IN_1可經由切換電路TB、TD與TE而連接到熔絲元件101。反相器131的輸出端子OUT_1可連接到導電端子VE。在一些實施例中，反相器131的輸入端子IN_1可連接到反相器132的輸出端子OUT_2。反相器131的輸出端子OUT_1可以連接到反相器132的輸入端子IN_2。意即，反相器132 的輸入端子IN_2可連接到導電端子VE。反相器132的輸出端子OUT_2可連接到參考電阻單元105。反相器132的輸出端子OUT_2可連接到反相器131的輸入端子IN_1。

為了評估熔絲元件101的狀態(即熔絲元件101是否熔斷)，監測訊號M(或訊號N)。訊號M取決於熔絲元件101的電阻。將訊號M與預定訊號或臨界值進行比較。基於訊號M與預設訊號的比較，邏輯訊號N可在導電端子VE輸出。當訊號M超過預定訊號時，表示熔絲元件101沒有熔斷。當訊號M未能超過預定訊號時，表示熔絲元件101熔斷。

在一些實施例中，若是訊號M超過預定訊號的話，則閂鎖電路130可以輸出一邏輯低訊號N。意即，邏輯低訊號N表示熔絲元件101沒有熔斷。當訊號M低於預定訊號時，閂鎖電路130可輸出一邏輯高訊號N。換句話說，邏輯高訊號N表示熔絲元件101被熔斷。

訊號N可以在導電端子VE處獲得，使得可以確定熔絲元件101的狀態。可以利用熔絲元件101的狀態來判斷半導體元件結構是一冗餘元件或是一正常元件。

圖2C是等效電路圖，例示本揭露一些實施例當建立導電路徑111B時，半導體元件結構100a的一部分的等效電路20。等效電路20在接通時由切換電路TA、TB、TD所構成，在斷開時由切換電路TC所構成。換句話說，等效電路20呈現導電路徑111B穿過的一簡化電路。

等效電路20包括兩個電阻器RR與RF。在一些實施例中，電阻器RR可為參考電阻單元105的電阻。電阻器RF可為熔絲元件101的電阻。在一些實施例中，電阻器RR可以串聯而連接到電阻器RF。一節點W位在電阻器RR與電阻器RF之間。意即，圖2C中的節點W對應於圖2B中的節點。在一些實施例中，電阻器RR經配置以接收一電源訊號VDD。舉例來說，電源訊號VDD可為1.2V的一電壓。在一些實施例中，電阻器RF連接到電阻器RR與接地。

請參考圖2C，訊號M可為在節點W處所獲得的一電壓訊號。因此，可以根據等式1計算訊號M。

在等式1中，M代表訊號M的電壓；RR代表參考電阻單元105的電阻；RF表示熔絲元件101的電阻；VDD代表電源訊號。

為了準確評估熔絲元件101的狀態，電阻RR可以低於未熔斷的熔絲元件的電阻RF。此外，電阻RR可能超過熔斷的熔絲元件的電阻RF。在一些實施例中，電阻RR可以在未熔斷的熔絲元件的電阻與熔斷的熔絲元件的電阻之間。

在一個實施例中，未熔斷的熔絲元件101的電阻值可以在1.5M到20MΩ的一範圍內。在另一個實施例中，未熔斷的熔絲元件101的電阻值可以在5M到20MΩ的一範圍內。在一些實施例中，未熔斷的熔絲元件101的電阻值可以超過20MΩ。在狀態設定操作之後，熔斷的熔絲元件101的電阻值可以為1k到800kΩ。在一實施例中，熔斷的熔絲元件101的電阻值可為2k到20kΩ。在另一個實施例中，熔斷的熔絲元件101的電阻值可以超過100kΩ。在一些實施例中，熔斷的熔絲元件101的電阻值可為100k到400kΩ。

在一些實施例中，預定訊號具有一電壓，小於電源訊號VDD的電壓。在一些實施例中，預定訊號具有一電壓，為分數乘以電源訊號VDD。舉例來說，如果預定訊號具有電源訊號VDD的一半電壓的話，例如1.2V，則預定訊號可為具有0.6V的一電壓。意即，當等式1的結果超過0.6V時，則判定節點W處的訊號M為一邏輯高電位，表示熔絲元件101沒有熔斷，當小於0.6V時，則判定節點W處的訊號M為一邏輯低電位，表示熔絲元件101熔斷。

圖3是示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構100b。半導體元件結構100b類似於圖1所示的半導體元件結構100a，不同之處在於半導體元件結構100b可包括一熔絲結構140。

在一些實施例中，熔絲結構140可包括多個熔絲元件。在一些實施例中，熔絲結構140的熔絲元件可形成一n×n陣列。舉例來說，熔絲結構140可以包括形成第一列的熔絲元件1411、1412、1413、...以及141X。X可為從1到n的正整數。熔絲結構140可以包括形成第二列的熔絲元件1421、1422、1423、...以及142X。熔絲結構140可以包括形成第三列的熔絲元件1431、1432、1433、...以及143X。熔絲結構140可包括形成第X列的熔絲元件14X1、14X2、14X3、...以及14XX。此外，熔絲元件1411、1421、1431、...以及14X1形成第一行。熔絲元件1412、1422、1432、…以及14X2形成第二行。熔絲元件1413、1423、1433、...以及14X3形成第三行。熔絲元件141X、142X、143X、…以及14XX形成第X行。

在一些實施例中，半導體元件結構100b可以包括多個電晶體，例如電晶體TF1、TF2、TF3以及TFX。電晶體TF1-TFX可經配置以導通或截止熔絲結構140的列。舉例來說，電晶體TF1-TFX可分別電性連接到熔絲元件1411-141X、1421-142X、1431-143X以及14X1-14XX。導電端子122與熔絲結構140之間可電性連接電晶體，例如TF1-TFX。

在一些實施例中，半導體元件結構100b可以包括多個電晶體，例如電晶體TG1、TG2、TG3以及TGX。電晶體TG1-TGX可經配置以導通或截止熔絲結構140的行。舉例來說，電晶體TG1-TGX可分別電性連接熔絲元件1411-14X1、1412-14X2、1413-14X3以及141X-14XX。電晶體TG1-TGX可電性連接在切換電路TD與熔絲結構140之間。

在一些實施例中，熔絲結構140共用一個切換電路TA。在一些實施例中，熔絲結構140共用一個切換電路TC。在一些實施例中，熔絲結構140共用一個切換電路TD。在一些實施例中，熔絲結構140共用一個參考電阻單元105。在一些實施例中，熔絲結構140共用一個閂鎖電路130。相較於圖2所示的半導體元件結構100a，僅切換電路TA、TC或TD其中一個電性連接到一個熔絲元件101，半導體元件結構100b可具有一相對小的尺寸。

圖3A是示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構100b。

在一些實施例中，響應於狀態設定訊號VB，電晶體的其中一個(例如電晶體TF1、TF2、TF3或TFX)、電晶體的其中一個(例如電晶體TG1、TG2、TG3或TGX)以及切換電路TC經配置以導通而建立穿過熔絲元件1411-14XX之一的導電路徑150A。在一些實施例中，到接地的導電路徑150A可以響應於狀態設定訊號VB而穿過熔絲元件1411-14XX的其中一個。舉例來說，當電晶體TF2與TG3導通時，導電路徑150A將依次經過電晶體TF2、熔絲元件1423、電晶體TG3以及切換電路TC而接地。此外，切換電路TA、TD與TE可經配置以截止，使得導電路徑150A可穿過熔絲元件1411-14XX的其中一個。

在一些實施例中，狀態設定訊號VB可為一電壓訊號或一電流訊號。在一些實施例中，狀態設定訊號VB可為一電壓訊號，該電壓訊號具有超過半導體元件結構100b的正常工作電壓的一電壓。在一些實施例中，狀態設定訊號VB可具有一電壓，該電壓在4V-7V的一範圍內，例如4V、4.5V、5V、5.5V、6V、6.5V或7V。當施加狀態設置訊號VB時，可以改變熔絲元件1411-14XX的其中一個的一狀態。舉例來說，狀態設定訊號VB可經配置以燒毀其中一個熔絲元件1411-14XX的閘極介電層(圖未示)。在狀態設定操作之前，熔絲元件1411-14XX可以具有一相對高的電阻值。在狀態設定操作之後，與其他熔絲元件(例如熔絲元件1411)相比，導電路徑150A所穿過的熔絲元件(例如熔絲元件1423)可以具有一相對低的電阻值。

圖3B是示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構100b。

在一些實施例中，電晶體的其中一個(例如電晶體TF1、TF2、TF3或TFX)、電晶體的其中一個(例如電晶體TG1、TG2、TG3或TGX)以及切換電路TA與TD經配置以導通而建立經過熔絲元件1411-141X的其中一個的一導電路徑150B。在一些實施例中，導電路徑150B可以響應於電源訊號VDD而穿過參考電阻單元105以及熔絲元件1411-141X的其中一個而接地。在一些實施例中，導電路徑150B依序穿過參考電阻單元105、切換電路TD、電晶體的其中一個(例如電晶體TG1、TG2、TG3或TGX)、熔絲元件1411-141X的其中一個、電晶體的其中一個(例如電晶體TF1、TF2、TF3或TFX)、切換電路TA而接地。舉例來說，當電晶體TF2與TG2導通時，導電路徑150B將依序穿過切換電路TD、電晶體TG2、熔絲元件1422、電晶體TF2以及切換電路TA而接地。在一些實施例中，切換電路TC經配置以截止而建立導電路徑150B。

在一些實施例中，電源訊號VDD可為一正常工作電壓。在一些實施例中，電源訊號VDD所提供的功率可小於狀態設定訊號VB所提供的功率。舉例來說，電源訊號VDD可具有一電壓範圍，在1V-1.5V之間，例如1V、1.1V、1.2V、1.3V、1.4V或1.5V。

在一些實施例中，響應於電源訊號VDD，在參考電阻單元105與熔絲元件1411-14XX的其中一個之間的節點W處產生訊號M。請參考圖3B，在節點W處所產生的訊號M可以經由切換電路TD與TE而傳送到閂鎖電路130。

在一些實施例中，閂鎖電路130經配置以讀取在參考電阻單元105與熔絲元件1411-14XX的其中一個之間的節點W處所產生的訊號M。節點W位在參考電阻單元105與熔絲元件1411-14XX的其中一個之間，其間可耦接或不耦接其它元件。舉例來說，節點W可以位在電晶體的其中一個(例如電晶體TG1、TG2、TG3或TGX)與切換電路TD之間。在一實施例中，節點W可位在切換電路TD與參考電阻單元105之間。在一些實施例中，訊號M可包括一電壓訊號或一電流訊號。

在一些實施例中，切換電路TE經配置以導通而將訊號M傳送到閂鎖電路130。在一評估期間，當切換電路TA、TD與TE以及電晶體TG1-TGX的其中一個與電晶體TF1-TFX的其中一個經配置以導通而建立導電路徑150B時，訊號M可在節點W處取得並傳送到閂鎖電路130。

為了評估熔絲元件1411-14XX的其中一個的狀態(意即熔絲元件1411-14XX的其中一個是否熔斷)，監測訊號M(或訊號N)。訊號M取決於熔絲元件1411-14XX的其中一個的電阻值。將訊號M與一預定訊號或一臨界值進行比較。基於訊號M與預設訊號的比較，邏輯訊號N可在導電端子VE處輸出。當訊號M超過預定訊號時，表示熔絲元件1411-14XX的其中一個沒有熔斷。當訊號M未能超過預定訊號時，表示熔絲元件1411-14XX的其中一個被熔斷。

在一些實施例中，如果訊號M超過預定訊號的話，則閂鎖電路130可以輸出一邏輯低訊號N。意即，邏輯低訊號N表示熔絲元件1411-14XX的其中一個沒有熔斷。當訊號M低於預定訊號時，則閂鎖電路130可輸出一邏輯高訊號N。換句話說，邏輯高訊號N表示熔絲元件1411-14XX的其中一個被熔斷。

訊號N可以在導電端子VE處獲得，以便可以確定熔絲元件1411-14XX的其中一個的狀態。可利用熔絲元件1411-14XX的其中一個的狀態來判斷半導體元件結構是一冗餘元件還是一正常元件。

舉例來說，如圖3A所示，當導電路徑150A建立時，熔絲元件1423被熔斷。在此情況下，在參考電阻單元105與熔絲元件1423之間的節點W處所產生的訓號M將不會超過預定訊號。結果，閂鎖電路130將輸出一邏輯高訊號N。

圖4是示意圖，例示本揭露一些實施例如圖3所示的半導體元件結構100b的熔絲結構140的佈局。

在一些實施例中，半導體元件結構100b可以包括多個沿X軸延伸的閘極結構(例如閘極結構PO1、PO2、PO3、...以及POX)。在一些實施例中，半導體元件結構100b可以包括多個沿Y軸延伸的主動區(例如主動區OD1、OD2、OD3、...以及ODX)。主動區OD1、OD2、OD3以及ODX中的每一個都可以跨過閘極結構PO1-POX。同樣地，閘極結構PO1-POX中的每一個可以跨過主動區OD1-ODX。閘極結構PO1-POX的其中一個以及主動區OD1-ODX的其中一個可以共同形成或界定出一個熔絲元件。舉例來說，閘極結構PO1可與主動區OD1重疊，因此閘極結構PO1與主動區OD1的重疊區域可界定出熔絲元件1411。

在一些實施例中，每一個閘極結構PO1-POX可以作為熔絲元件1411-14XX的其中一個的第一端子。在一些實施例中，閘極結構PO1-POX中的每一個可以分別電性連接到對應的電晶體TF1-TFX的其中一個。在一些實施例中，主動區OD1-ODX中的每一個可以用作熔絲元件1411-14XX的其中一個的第二端子。在一些實施例中，主動區OD1-ODX中的每一個可分別電性連接到對應電晶體TG1-TGX的其中一個。舉例來說，閘極結構PO1可作為熔絲元件1412的第一端子，並電性連接到電晶體TF1。主動區OD2可作為熔絲元件1412的第二端子，並電性連接到電晶體TG2。

圖5是立體示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構500。在一些實施例中，半導體元件結構500的視圖顯示圖4中所示的半導體元件結構100b的三維視圖，與圖5不同的是，圖5還包括導電元件M11-M1X、M21-M2X、接觸點F11-FX1、F21-F2X、...、F1X-FXX、G11-G1X、G21-G2X、...、GX1-GXX。

在一些實施例中，導電元件M11、M12、……、M1X可設置在主動區OD1、OD2、……、ODX上。導電元件M11-M1X可設置在閘極結構PO1-POX上並跨過閘極結構PO1-POX。導電元件M11-M1X可平行於主動區OD1-ODX而延伸。意即，導電元件M11-M1X可垂直於閘極結構 PO1-POX而延伸。

在一些實施例中，從頂視圖來看，導電元件M11-M1X中的每一個可以與主動區OD1-ODX中的相應一個進行對準。在另一實施例中，每一導電元件M11-M1X在頂視時可與相對應的主動區OD1-ODX重疊。舉例來說，導電元件M11可與主動區OD1重疊。導電元件M11可直接設置在主動區OD1上方。同樣地，導電元件M12可直接設置在主動區OD2上。導電元件M1X可直接設置在主動區ODX上。

導電元件M11-M1X可設置於一介電層(圖未示)內。在一些實施例中，每一個導電元件M11-M1X可藉由介電層而分隔。導電元件M11-M1X可為金屬線。導電元件M11-M1X可包括金屬材料。

導電元件M11-M1X可電性連接到主動區OD1-ODX。在一些實施例中，導電元件M11可以經由接觸點F11、F12、...以及F1X的其中一個或多個而電性連接到主動區OD1。導電元件M12可以經由接觸點F21、F22、...、F2X的其中一個或多個而電性連接到主動區OD2。導電元件M1X可以經由接觸點FX1、FX2、...、FXX的其中一個或多個而電性連接到主動區ODX。

每一個接觸點F11-F1X可鄰近閘極結構PO1-POX的其中一個設置。舉例來說，接觸點F11可鄰近閘極結構PO1設置。在一些實施例中，接觸點F11可以設置在閘極結構PO1與PO2之間。接觸點F12可鄰近閘極結構PO2設置。在一些實施例中，接觸點F12可以設置在閘極結構PO2與PO3(圖未示)之間。接觸點F1X可鄰近閘極結構POX設置。在一些實施例中，接觸點F1X可以鄰近主動區OD1的一邊緣設置。

在一些實施例中，接觸點F11可以在主動區OD1上具有一投影，該投影鄰近閘極結構PO1在主動區OD1上的一投影。接觸點F12可以在主動區OD1上具有一投影，該投影鄰近閘極結構PO2在主動區OD1上的一投影。接觸點F1X可以在主動區OD1上具有一投影，該投影鄰近閘極結構POX在主動區OD1上的一投影。接觸點F21-F2X，...，FX1-FXX可以類似的方式分別設置在主動區OD1-ODX上。

接觸點F11-FXX可為導電通孔或其他合適的連接元件。接觸點F11-FXX可包括金屬材料。接觸點F11-FXX的形狀並不受限制。

在一些實施例中，導電元件M21、M22、…、M2X可設置在閘極結構PO1、PO2、…、POX上。導電元件M21-M2X可設置在主動區OD1、OD2、…、ODX之上並跨過主動區OD1、OD2、…、ODX。導電元件M21-M2X可平行於閘極結構PO1-POX而延伸。意即，導電元件M21-M2X可以垂直於主動區OD1-ODX而延伸。

在一實施例中，導電元件M21-M2X可設置在導電元件M11-M1X上，如圖5所示。意即，導電元件M11-M1X可設置在導電元件M21-M2X與主動區OD1-ODX之間。在另一實施例中，導電元件M21-M2X可設置在導電元件M11-M1X下方(圖未示)。導電元件M21-M2X與導電元件M11-M1X的一位面可以互換。

在一些實施例中，從頂視圖來看，導電元件M21-M2X中的每一個可以與閘極結構PO1-POX中的對應的一個進行對準。在另一實施例中，從頂視圖來看，各導電元件M21~M2X可與對應的閘極結構PO1-POX重疊。舉例來說，導電元件M21可與閘極結構PO1重疊。導電元件M21可直接設置在閘極結構PO1上方。類似地，導電元件M22可直接設置在閘極結構PO2上。導電元件M2X可直接設置在閘極結構POX上。

導電元件M21-M2X可以設置在一介電層(圖未示)內。在一些實施例中，導電元件M21-M2X中的每一個可藉由介電層而分隔。導電元件M21-M2X可為金屬線或金屬軌跡。

導電元件M21-M2X可電性連接到閘極結構PO1-POX。在一些實施例中，導電元件M21可經由接觸點G11、G12、...以及G1X中的一個或多個電性連接到閘極結構PO1。導電元件M22可經由接觸點G21、G22、...、G2X中的一個或多個電性連接到閘極結構PO2。導電元件M2X可經由接觸點GX1、GX2、...以及GXX中的一個或多個電性連接到閘極結構POX。

從頂視圖看，接觸點G11-G1X中的每一個可以設置在鄰近主動區OD1-ODX的其中一個。舉例來說，接觸點G11可以具有在閘極結構PO1上的一投影，該投影鄰近閘極結構PO1的主動區OD1的一投影。在一些實施例中，接觸點G11可設置在鄰近閘極結構PO1的一邊緣。接觸點G11在閘極結構PO1上的投影位在主動區OD1在閘極結構PO1上的投影與閘極結構PO1的邊緣之間。接觸點G12可以具有在閘極結構PO1上的一投影，該投影鄰近主動區OD2在閘極結構PO1上的一投影。在一些實施例中，接觸點G12在閘極結構PO1上的投影可以設置在主動區OD1在閘極結構PO1上的投影與主動區OD2在閘極結構PO1上的投影之間。接觸點G1X可以在閘極結構PO1上具有在閘極結構PO1上的一投影，該投影鄰近主動趨ODX在閘極結構PO1上的一投影。在一些實施例中，接觸點G1X的投影可以設置在主動區ODX-1(圖未示)在閘極結構PO1上的投影與主動區ODX在閘極結構PO1上的投影之間。

接觸點G21-G2X，...，GX1-GXX可以類似的方式分別設置在閘極結構PO2-POX上。接觸點G11-GXX可以是導電通孔或其他合適的連接元件。接觸點G11-GXX可包括金屬材料。

圖6A是示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構600a的熔絲元件的佈局。半導體元件結構600a與圖4中的半導體元件結構100b類似，其不同之處在於熔絲結構640包括一行的熔絲元件。

熔絲結構640包括沿Y軸延伸的主動區OD1。熔絲結構640包括多個沿X軸延伸的閘極結構PO1、PO2、PO3、…、POX。主動區OD1可以穿過閘極結構PO1-POX。閘極結構PO1-POX的其一個與主動區OD1可以共同形成或界定出一熔絲元件。舉例來說，閘極結構PO1可與主動區OD1重疊，因此閘極結構PO1與主動區OD1的重疊區域可界定出熔絲元件6411。類似地，主動區OD1與閘極結構PO2可界定出一熔絲元件6421。主動區OD1與閘極結構PO3可以界定出一熔絲元件6431。主動區OD1與閘極結構POX可以界定出一熔絲元件64X1。

在一些實施例中，每一個閘極結構PO1-POX可以作為熔絲元件6411-64X1其中一個的第一端子。在一些實施例中，閘極結構PO1-POX中的每一個可以分別電性連接到對應的電晶體TF1-TFX的其中一個。在一些實施例中，主動區OD1可以作為熔絲元件6411-64X1的其中一個的第二端子。在一些實施例中，主動區OD1可以電性連接到電晶體TG1。舉例來說，閘極結構PO2可作為熔絲元件6421的第一端子，並電性連接到電晶體TF2。主動區OD1可作為熔絲元件6421的第二端子，並電性連接到電晶體TG1。

在一些實施例中，熔絲結構640可以包括導電元件(例如圖5中的導電元件M11)以及接觸點(例如圖5中的接觸點F11-F1X)，為簡潔起見未在圖6A中繪示，其詳細描述可在圖6C中找到。

圖6B是示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構600b。半導體元件結構600b說明圖6A中的半導體元件結構600a的等效電路。

半導體元件結構600b可以包括一熔絲結構640。熔絲結構640可以包括多個熔絲元件6411、6421、6431、...以及64X1。在一些實施例中，熔絲結構640的熔絲元件可以形成一1×n陣列。熔絲結構640可以包括形成第一行的熔絲元件6411、6421、6431、...以及64X1。

在一些實施例中，每一個熔絲元件6411-64X1的第一端子可分別電性連接到對應的電晶體TF1-TFX其中一個。在一些實施例中，每一個熔絲元件6411-64X1的第二端子可電性連接到電晶體TG1。

請參考圖6A，主動區OD1可作為熔絲元件6421的第二端子並電性連接到電晶體TG2。熔絲元件6411-64X1可以共享主動區OD1。在此配置中，當電晶體TF1與TG1導通時，經由熔絲元件6411建立一導電路徑，即經由閘極結構PO1與主動區OD1的導電路徑。由於主動區OD1的尺寸大於普通熔絲元件(即只有一個熔絲元件)，所以主動區OD1的剩餘部分可以在熔絲元件6411的第二端子與電晶體TG1之間呈現一電阻。類似地，當熔絲元件6411-64X1中的每一個具有導電路徑穿過其中時，主動區OD1的相對應剩餘部分可以在其第二端子與電晶體TG1之間呈現一電阻。

請往回參考圖6B，兩個相鄰熔絲元件的第二端子之間可能出現一電阻。舉例來說，一電阻RF1可以出現在熔絲元件6411的第二端子與熔絲元件6421之間。一電阻RF2可以出現在熔絲元件6421的第二端子與熔絲元件6431之間。一電阻RF3可以出現在熔絲元件6431的第二端子與熔絲元件6441(圖未示)之間。在一些實施例中，電阻RFX可以出現在熔絲元件64X1的第二端子與電晶體TG1之間。在一些實施例中，電阻RF1、RF2、RF3、...以及RFX可以具有相同的電阻值。在另一個實施例中，電阻RF1、RF2、RF3、…、RFX可以根據結構的不同而具有不同的電阻值。

在一些實施例中，當熔絲元件6411-64X1中的每一個具有穿過其中的導電路徑時，主動區OD1的相對應剩餘部分可以在其第二端子與電晶體TG1之間呈現在RFX到RF1、RF2、...以及RFX之和的範圍內的一電阻。在一些實施例中，由於熔絲元件6411的主動區OD1的剩餘部分可大於其他熔絲元件，因此熔絲元件6411的第二端子與電晶體TG1之間的電阻可大於其他。舉例來說，熔絲元件6411與電晶體TG1之間的電阻可以為RF1+RF2+RF3+…+RFX。在一些實施例中，當導電路徑經過熔絲元件6421時，熔絲元件6421與電晶體TG1之間的電阻可為RF2+RF3+...+RFX。在一些實施例中，當導電路徑經過熔絲元件6431時，熔絲元件6431與電晶體TG1之間的電阻可以是RF3+...+RFX。當導電路徑經過熔絲元件64X1時，熔絲元件64X1與電晶體TG1之間的電阻可為RFX。因此，當電阻RF1、RF2、RF3、...以及RFX具有相同的數值時，較靠近電晶體TG1的熔絲元件可以具有較小的電阻。

熔絲結構640可以包括一導電線650。導電線650可以電性連接到熔絲元件6411-64X1的第二端子。在一些實施例中，導電線650可稱為圖5中的導電元件M11。在一些實施例中，導電線650可以連接到電阻RF1、RF2、RF3、...以及RFX。導電線650可以連接到主動區OD1，以便可以在主動區OD1與電晶體TG1之間形成一短路。舉例來說，可以減小主動區OD1與電晶體TG1之間的電阻RF1-RFX。因此，導電線650可將熔絲元件6411-64X1的第二端子連接至電晶體TG1。

導電線650可以包括一金屬材料。在一些實施例中，熔絲元件6411-64X1與電晶體TG1之間的導電線650的電阻可小於熔絲元件6411-64X1與電晶體TG1之間的主動區OD1的電阻。

在一些實施例中，當電晶體TF1與TG1導通時，導電路徑可以通過熔絲元件6411與導電線650，但不通過電阻RF1-RFX。當電晶體TF2與TG1導通時，導電路徑可以通過熔絲元件6421與導電線650，但不通過電阻RF2-RFX。當電晶體TF3與TG1導通時，導電路徑可以通過熔絲元件6431與導電線650，但不通過電阻RF3-RFX。當電晶體TFX與TG1導通時，導電路徑可以通過熔絲元件64X1與導電線650，但不能通過電阻RFX。

在目前的實施中，電阻RF1、RF2、RF3、…、RFX可能會影響熔絲元件的熔斷結果。由於主動區OD1內的電阻RF1-RFX，用於熔斷熔絲元件6411-64X1的狀態設定訊號VB可以較低。主動區OD1內的電阻越大，可以施加到熔絲元件上的狀態設定訊號VB越低。當狀態設定訊號VB不足時，熔絲元件的電阻值可能不同於較佳的熔斷電阻值。因此，熔絲元件的熔斷電阻不準確，會導致在判斷對應的半導體元件是否冗餘時，測試結果不準確。根據本揭露，包括導電線650，可以降低主動區OD1與電晶體TG1之間的電阻RF1-RFX。因此，熔絲元件6411-64X1可以被準確地熔斷與測試。同時，熔絲結構640仍然可以具有熔絲陣列共享評估單元與狀態熔斷單元的優點。總的來說，本標的揭露提供一種半導體元件，其面積縮減，可提供準確的測試結果。

圖6C是剖視示意圖，例示本揭露一些實施例沿圖4的剖線A-A'的半導體元件結構600c。

在一些實施例中，半導體元件結構600c是圖5中具有熔絲元件的一n×n陣列的半導體元件結構500的第一行的剖面。在一些實施例中，半導體元件結構600c繪示圖6A中具有熔絲元件的一1×n陣列的半導體元件600a的剖面。

如圖6C所示，半導體元件結構600c可以包括一基底602、一摻雜區604、一閘極介電層606、一閘極電極608以及一間隙子607。

基底602可為一半導體基底，例如一塊狀半導體、一絕緣體上半導體(SOI)基底或類似物。基底602可以包括一元素半導體，呈一單晶形式、一多晶形式或一非晶形式，包含矽或鍺；一化合物半導體材料，包括碳化矽、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦和銻化銦中的至少一種；一合金半導體材料，包括SiGe、GaAsP、AlInAs、AlGaAs、GaInAs、GaInP以及GaInAsP中的至少一種；或其組合。在一些實施例中，合金半導體基底可以是具有梯度Ge特徵的SiGe合金，其中Si與Ge組成從梯度SiGe特徵的一個位置處的一個比率變化到另一個位置處的另一個比率。在另一個實施例中，SiGe合金形成在矽基底之上。在一些實施例中，SiGe合金可以被與SiGe合金接觸的另一種材料進行機械應變。在一些實施例中，基底602可以具有一多層結構，或者是基底602可以包括一多層化合物半導體結構。

摻雜區604可以設置在基底602內。在一些實施例中，摻雜區604可以是摻雜有摻雜物的一半導體材料。摻雜物可包括p型及/或n型摻雜物。在一些實施例中，p型摻雜物可包括硼(B)、其他III族元素或其任何組合。在一些實施例中，n型摻雜物可包括砷(As)、磷(P)、其他V族元素或其任何組合。在一些實施例中，摻雜區604可以界定主動區OD1-ODX。

閘極介電層606可以設置在基底602上與摻雜區604上方。閘極介質層606可以具有一單層或多層結構。在一些實施例中，閘極介電層606可以包括介電材料，例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其他介電材料或其組合。在一些實施例中，閘極介電層606是一多層結構，包括一界面層以及一高k(介電常數大於4)介電層。界面層可包括介電材料，例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、其他介電材料或其組合。高k介電層可包括高k介電材料，例如HfO₂、HfSiO、HfSiON、HfTaO、HfTiO、HfZrO、其他合適的高k介電材料或其組合。在一些實施例中，高k介電材料還可選自金屬氧化物、金屬氮化物、金屬矽酸鹽、過渡金屬氧化物、過渡金屬氮化物、過渡金屬矽酸鹽、金屬氮氧化物、金屬鋁酸鹽及其組合。

閘極電極608設置在閘極介電層606上。閘極電極608可以包括多晶矽、矽-鍺以及至少一種金屬材料，包括元素以及化合物，例如Mo、Cu、W、Ti、Ta、TiN、TaN、NiSi、CoSi，或所屬技術領域所熟知的其他合適的導電材料。在一些實施例中，閘極電極608包括一功函數金屬層，該功函數金屬層為金屬閘極提供一n型金屬功函數或一p型金屬功函數。p型金屬功函數材料包括例如釕、鈀、鉑、鈷、鎳、導電金屬氧化物或其他合適的材料。n型金屬功函數材料包括材料，例如鉿鋯、鈦、鉭、鋁、金屬碳化物(例如，碳化鉿、碳化鋯、碳化鈦以及碳化鋁)、鋁化物或其他合適材料的材料。閘極介電層606以及閘極電極608可以共同界定出閘極結構PO1-POX。

間隙子607可以設置在基底602上以及在閘極電極608的相對兩側處。間隙子607可以包括介電材料，例如氧化物、氮化物、氮氧化物和其他介電材料。在一些實施例中，間隙子607可以包括一多層結構，例如氧化物-氮化物-氧化物結構。閘極結構PO1-POX中的每一個可以藉由間隙子607以及填充在間隙子607之間的其他介電結構(圖未示)而彼此間隔開。

如圖6C所示，電晶體TG1具有一第一端子以及一第二端子，該第一端子電性連接到主動區OD1，而該第二端子電性連接到切換電路TD。每一個電晶體TF1-TFX具有一第一端子以及一第二端子，該第一端電性連接到對應的閘極結構PO1-POX，該第二端子電性連接到切換電路TA。

如圖6C所示，每一個熔絲元件(例如熔絲元件6411-64X1)可以由沿著Z軸的主動區(例如主動區OD1)、閘極介電層606以及閘及電極608的重疊部分進行界定。

儘管在圖6C中未示，但預期一些導電跡線或導電通孔(圖未示)可以電性連接在閘極電極608與電晶體TF1-TFX之間。類似地，摻雜區604與電晶體TG1-TGX之間可以電性連接一些導電跡線或導電通孔(圖未示)。

導電線650可以包括導電元件M11以及接觸點F11、F12、F13、...以及F1X。在一些實施例中，導電元件M11可以設置在主動區OD1上並且跨經閘極結構PO2、PO3、...以及POX。導電元件M11可以比主動區OD1更短。在一些實施例中，導電元件M11可以等於或大於主動區OD1。導電元件M11可以被一介電層/絕緣層(圖未示)所圍繞。

導電元件M11可電性連接到主動區OD1。在一些實施例中，導電元件M11可以經由接觸點F11、F12、...以及F1X的其中一個或多個電性連接到主動區OD1。接觸點F11-F1X可以設置在主動區OD1上。接觸點F11-F1X可設置在導電元件M11與主動區OD1之間。

接觸點F11-F1X中的每一個鄰近閘極結構PO1-POX的其中一個設置。舉例來說，接觸點F11可鄰近閘極結構PO1設置。在一些實施例中，接觸點F11可以設置在閘極結構PO1與PO2之間。接觸點F12可鄰近閘極結構PO2設置。在一些實施例中，接觸點F12可以設置在閘極結構PO2與PO3(圖未示)之間。接觸點F1X可鄰近閘極結構POX設置。在一些實施例中，接觸點F1X可以鄰近主動區OD1的一邊緣設置。接觸點F1X可以連接到電晶體TG1。

在一些實施例中，接觸點F11可以具有在閘極結構PO1在主動區OD1上的一投影，該投影位在閘極結構PO1在主動區OD1上的一投影與閘極結構PO2在主動區OD1上的一投影之間。接觸點F12可以具有在主動區OD1上的一投影，該投影位在閘極結構PO2在主動區OD1上的一投影與閘極結構PO3在主動區OD1上的一投影之間。接觸點F1X可以具有在主動區OD1上的一投影，該投影位在閘極結構POX-1(圖未示)在主動區OD1上的一投影與閘極結構POX在主動區OD1上的一投影之間。

當電晶體TF1與TG1導通時，導電路徑可穿過閘極結構PO1、主動區OD1、接觸點F11與導電元件M11。當電晶體TF2與TG1導通時，導電路徑可穿過閘極結構PO2、主動區OD1、接觸點F12與導電元件M11。當電晶體TFX與TG1導通時，導電路徑可以穿過閘極結構POX、主動區OD1以及接觸點F1X。

在一些實施例中，導電元件M21、M22、M23、...、M2X可設置於導電元件M11上。導電元件M21、M22、M23、...、M2X可設置於閘極結構PO1-POX上。在一些實施例中，導電元件M21-M2X可與閘極結構PO1-POX對準。導電元件M21-M2X可經由接觸點G11-GXX電性連接到閘極結構PO1-POX。

圖7A是示意圖，例示本揭露一些實施例的半導體元件結構700a的熔絲元件的佈局。半導體元件結構700a與圖4中的半導體元件100b類似，不同之處在於熔絲結構740包括一列的熔絲元件。

熔絲結構740包括沿X軸延伸的閘極結構PO1。熔絲結構740包括多個沿Y軸延伸的主動區OD1、OD2、…、ODX。閘極結構PO1可跨經主動區OD1-ODX。閘極結構PO1與其中一個主動區OD1-ODX可以共同形成或界定出一熔絲元件。舉例來說，閘極結構PO1可與主動區OD1重疊，因此閘極結構PO1與主動區OD1的重疊區域可界定出熔絲元件7411。類似地，閘極結構PO1以及主動區OD2可以界定出熔絲元件7412。閘極結構PO1以及主動區OD3可以界定出熔絲元件7413。閘極結構PO1以及主動區ODX可以界定出熔絲元件741X。

在一些實施例中，主動區OD1-ODX中的每一個可以用作熔絲元件7411-741X其中一個的第二端子。在一些實施例中，主動區OD1-ODX中的每一個可分別電性連接到對應電晶體TG1-TGX的其中一個。在一些實施例中，閘極結構PO1可作為熔絲元件7411-741X的第一端子。在一些實施例中，閘極結構PO1可電性連接到電晶體TF1。舉例來說，閘極結構PO1可作為熔絲元件7412的第一端子，並電性連接到電晶體TF1。主動區OD2可作為熔絲元件7412的第二端子，並電性連接到電晶體 TG2。

在一些實施例中，熔絲結構740可以包括導電元件(例如圖5中的導電元件M21)以及接觸點(例如圖5中的接觸點G11-G1X)，為簡潔起見未在圖7A中繪示，其詳細描述可在圖7C中找到。

圖7B是示意圖，例示本揭露一些實施例如圖7A所示的半導體元件結構700b。半導體元件結構700b說明圖7A中的半導體元件結構700a的等效電路。

半導體元件結構700b可以包括一熔絲結構740。熔絲結構740可以包括多個熔絲元件7411、7412、7413、...以及741X。在一些實施例中，熔絲結構740的熔絲元件可以形成一n×1陣列。熔絲結構740可以包括形成第一列的熔絲元件7411、7412、7413、…以及741X。

在一些實施例中，熔絲元件7411-741X的第二端子中的每一個可分別電性連接到對應的電晶體TG1-TGX其中一個。在一些實施例中，熔絲元件7411-741X的第二端子中的每一個可電性連接導電晶體TF1。

請參考圖7A，閘極結構PO1可作為熔絲元件7412的第一端子，並電性連接到電晶體TF1。熔絲元件7411-741X可共享閘極結構PO1。在此配置中，電晶體TF1與TG1導通以建立經過熔絲元件7411的導電路徑，即經過閘極結構PO1與主動區OD1的導電路徑。由於閘極結構PO1的尺寸大於一般的熔絲元件(即只有一個熔絲元件)，因此閘極結構PO1的其餘部分可呈現熔絲元件7411的第一端子與電晶體TF1之間的一電阻。類似地，當熔絲元件7411-741X中的每一個具有導電路徑穿過時，閘極結構PO1的對應剩餘部分可在其第一端子與電晶體TF1之間呈現一電阻。

請往回參考圖7B，一電阻可能出現在兩個相鄰熔絲元件的第一端子之間。舉例來說，一電阻RG2可以出現在熔絲元件7411的第一端子與熔絲元件7412之間。一電阻RG3可以出現在熔絲元件7412的第一端子與熔絲元件7413之間。一電阻RGX可以出現在熔絲元件741X-1(圖未示)的第一端子與熔絲元件741X之間。在一些實施例中，一電阻RG1可以出現在熔絲元件7411的第一端子與電晶體TF1之間。在一些實施例中，電阻RG1、RG2、RG3、...以及RGX可以具有相同的電阻值。在另一實施例中，電阻RG1、RG2、RG3、…、RGX可根據閘極結構PO1的結構差異而具有不同的電阻值。

在一些實施例中，當熔絲元件7411-741X中的每一個具有穿過其中的導電路徑時，閘極結構PO1的對應剩餘部分在其第一端子與電晶體TF1之間可呈現一電阻值，其範圍為RG1到RG1、RG2、...與RGX之和。在一些實施例中，由於熔絲元件741X的閘極結構PO1的剩餘部分可大於其他熔絲元件，因此熔絲元件741X的第一端子與電晶體TF1之間的電阻可大於其他。舉例來說，熔絲元件741X與電晶體TF1之間的電阻可以為RG1+RG2+RG3+…+RGX。在一些實施例中，當導電路徑經過熔絲元件7411時，熔絲元件7411與電晶體TF1之間的電阻可以是RG1。在一些實施例中，當導電路徑經過熔絲元件7412時，熔絲元件7412與電晶體TF1之間的電阻可以為RG1+RG2。在一些實施例中，當導電路徑經過熔絲元件7413時，熔絲元件7413與電晶體TF1之間的電阻可為RG1+RG2+RG3。因此，當電阻RG1、RG2、RG3、...以及RGX具有相同數值時，靠近電晶體TF1的熔絲元件可以具有較小的電阻。

熔絲結構740可包括一導電線760。導電線760可電性連接熔絲元件7411-741X的第一端子。在一些實施例中，導電線760可稱為圖5中的導電元件M21。在一些實施例中，導電線760可以連接到電阻RG1、RG2、RG3、...以及RGX。導電線760可連接到閘極結構PO1，使得閘極結構PO1與電晶體TF1之間可形成一短路。舉例來說，閘極結構PO1與電晶體TF1之間的電阻RG1-RGX可以減小。因此，導電線760可將熔絲元件7411-741X的第一端子連接到電晶體TF1。

導線760可以包括一金屬材料。在一些實施例中，熔絲元件7411-741X與電晶體TF1之間的導電線760的電阻可小於熔絲元件7411-741X與電晶體TF1之間的閘極結構PO1的電阻。

在一些實施例中，當電晶體TF1與TG1導通時，導電路徑可經過熔絲元件7411與導電線760，但不經過電阻RG1。當電晶體TF1與TG2導通時，導電路徑可經過熔絲元件7412與導電線760，但不經過電阻RG1與RG2。當電晶體TF1與TG3導通時，導電路徑可經過熔絲元件7413與導電線760，但不經過電阻RG1-RG3。當電晶體TF1與TGX導通時，導電路徑可經過熔絲元件741X與導電線760，但不經過電阻RG1-RGX。

在目前的實施中，電阻RG1、RG2、RG3、…以及RGX可能會影響熔絲元件的熔斷結果。藉由閘極結構PO1內的電阻RG1-RGX，用於熔斷熔絲元件7411-741X的狀態設定訊號VB可以較低。閘極結構PO1內的電阻越大，可施加到熔絲元件上的狀態設定訊號VB越低。當狀態設定訊號VB不足時，熔絲元件的電阻值可能不同於較佳的熔斷電阻值。因此，不準確的熔絲元件的熔斷電阻值可能導致判斷相對應的半導體元件是否冗餘的測試結果不準確。根據本揭露，包括導電線760，電晶體TF1與閘極結構PO1之間的電阻RG1-RGX可以減小。因此，熔絲元件7411-741X可以準確地熔斷與測試。同時，熔絲結構740仍然可以具有熔絲陣列共享評估單元與狀態熔斷單元的優點。總的來說，本標的揭露提供一種半導體元件，其面積縮減，可提供準確的測試結果。

圖7C是剖視示意圖，例示本揭露一些實施例沿圖4的剖線B-B'的半導體元件結構700c。

在一些實施例中，半導體元件結構700c是圖5中具有熔絲元件的一n×n陣列的半導體元件結構500的第一列的剖面。在一些實施例中，半導體元件結構700c繪示圖7A中具有熔絲元件的一1×n陣列的半導體元件700a的剖面。

如圖7C所示，半導體元件結構700c可以包括一基底702、一摻雜區704、一閘極介電層706、一閘極電極708以及一絕緣特徵709。基底702、摻雜區704、閘極介電層706以及閘極電極708可參考圖6C中所描述的對應元件，故在此不再贅述。在一些實施例中，半導體元件結構700c可以包括一間隙子(圖未示)，其可以被稱為圖6C中的間隙子607。

如圖7C所示，半導體元件結構700c可以包括將多個主動區OD1-ODX彼此分隔開的絕緣特徵709。在一些實施例中，絕緣特徵709可以是淺溝隔離(STI)並且嵌入在基底702中。絕緣特徵709可以包括介電材料，例如氧化物、氮化物、氮氧化物以及其他介電材料。

如圖7C所示，包括閘極介電層706以及閘極電極708的閘極結構PO1可以設置在多個主動區OD1-ODX上。電晶體TF1具有電性連接到閘極結構PO1的一第一端子以及電性連接到切換電路TA的一第二端子。每一個電晶體TG1-TGX具有一第一端子以及一第二端子，該第一端子電性連接到對應的主動區OD1-ODX，該第二端子電性連接到切換電路TD。

如圖7C所示，每一個熔絲元件(例如熔絲元件7411-741X)可以由沿著閘極介電層706、閘極電極708(意即閘極結構PO1)以及摻雜區704(例如主動區OD3)的Z軸的一重疊部分所界定。

導電線760可以包括導電元件M21和触點G11、G12、G13、...以及G1X。在一些實施例中，導電元件M21可設置在閘極結構PO1上且跨經主動區OD1-ODX。導電元件M21可較閘極結構PO1更短。在一些實施例中，導電元件M21的寬度可等於或大於閘極結構PO1的寬度。導電元件M21可以被圍繞在一介電層/絕緣層(圖未示)內。

導電元件M21可電性連接到閘極結構PO1。在一些實施例中，導電元件M21可經由接觸點G11、G12、...以及G1X的其中一個或多個而電性連接到閘極結構PO1。接觸點G11-G1X可設置在閘極結構PO1上。接觸點G11-G1X可設置在導電元件M21與閘極結構PO1之間。

在一些實施例中，接觸點G11可以具有在閘極結構PO1上的一投影，該投影鄰近主動區OD1在閘極結構PO1上的一投影。接觸點G12可以具有在閘極結構PO1上的一投影，該投影鄰近主動區OD2在閘極結構PO1上的一投影。接觸點G1X可以具有在閘極結構PO1上的一投影，該投影鄰近主動區ODX在閘極結構PO1上的一投影。

在一些實施例中，接觸點G11可設置為鄰近閘極結構PO1的一邊緣處。接觸點G12可以具有在閘極結構PO1上的一投影，該投影位在主動區OD1與OD2在閘極結構PO1上的投影之間。接觸點G13可以具有在閘極結構PO1上的一投影，該投影位在主動區OD2與OD3在閘極結構 PO1上的投影之間。接觸點G1X可以具有在閘極結構PO1上的一投影，該投影位在主動區ODX-1(圖未示)與ODX在閘極結構PO1上的投影之間。

當電晶體TF1與TG1導通時，接地的導電路徑可以經過導電元件M21、接觸點G11、閘極結構PO1以及主動區OD1。當電晶體TF1與TG2導通時，接地的導電路徑可以經過導電元件M21、接觸點G12、閘極結構PO1以及主動區OD2。當電晶體TF1與TGX導通時，導電通路可經過導電元件M21、接觸點G1X、閘極結構PO1以及主動區ODX。

雖然已詳述本揭露及其優點，然而應理解可進行各種變化、取代與替代而不脫離申請專利範圍所定義之本揭露的精神與範圍。例如，可用不同的方法實施上述的許多製程，並且以其他製程或其組合替代上述的許多製程。

再者，本申請案的範圍並不受限於說明書中所述之製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法與步驟之特定實施例。該技藝之技術人士可自本揭露的揭示內容理解可根據本揭露而使用與本文所述之對應實施例具有相同功能或是達到實質上相同結果之現存或是未來發展之製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法、或步驟。據此，此等製程、機械、製造、物質組成物、手段、方法、或步驟包含於本申請案之申請專利範圍內。

100a:半導體元件結構 101:熔絲元件 105:參考電阻單元 105-1:端子 105-2:端子 110:評估單元 120:狀態設定單元 122:導電端子 130:閂鎖電路 TA:切換電路 TB:切換電路 TC:切換電路 TD:切換電路 TE:切換電路 VB:狀態設定訊號 VDD:電源訊號 VE:導電端子

Claims

一種半導體元件結構，包括：一第一閘極結構，沿著一第一方向延伸且電性連接到一第一電晶體；一第二閘極結構，沿著該第一方向延伸且電性連接到一第二電晶體；一第一主動區，沿著不同於該第一方向的一第二方向延伸並穿過該第一閘極結構與該第二閘極結構，其中該第一主動區電性連接到一第三電晶體；以及一第一導電元件，沿著該第二方延伸並設置在該第一主動區上，其中該第一導電元件電性連接到該第一主動區，以便形成在該第一主動區與該第三電晶體之間的一短路；其中該第一閘極結構與該第一主動區形成一第一熔絲元件，且該第二閘極結構與該第一主動區形成一第二熔絲元件。
如請求項1所述之半導體元件結構，還包括：一第一接觸點，在剖視圖中，該第一接觸點設置在該第一導電元件與該第一主動區之間，其中該第一接觸點設置在該第一閘極結構與該第二閘極結構之間；以及一第二接觸點，在剖視圖中，該第二接觸點設置在該第一導電元件與該第一主動區之間，其中該第二接觸點設置在該第二閘極結構與該第一主動區的一邊緣之間；其中該第一導電元件經由該第一接觸點與該第二接觸點而電性連接到該第一主動區。
如請求項1所述之半導體元件結構，還包括：一第二主動區，沿著該第二方向延伸並穿過該第一閘極結構與該第二閘極結構；其中該第二主動區電性連接到一第四電晶體，該第一閘極結構與該第二主動區形成一第三熔絲元件，且該第二閘極結構與該第二主動區形成一第四熔絲元件。
如請求項3所述之半導體元件結構，還包括：一第二導電元件，沿著該第一方向延伸並設置在該第一閘極結構上，其中該第二導電元件電性連接到該第一閘極結構，以便形成在該第一閘極結構與該第一電晶體之間的一短路。
如請求項4所述之半導體元件結構，還包括：一第三接觸點，設置在該第二導電元件與該第一閘極結構之間，其中該第三接觸點在該第一閘極結構上的一投影位在該第一閘極結構的一邊緣與該第一主動區在該第一閘極結構上的一投影之間；以及一第四接觸點，設置在該第一導電元件與該第一閘極結構之間，其中該第四接觸點在該第一閘極結構上的一投影位在該第一主動區在該第一閘極結構上的該投影與該第二主動區在該第一閘極結構上的一投影之間；其中該第二導電元件經由該第三接觸點與該第四接觸點而電性連接到該第一閘極結構。
如請求項3所述之半導體元件結構，還包括：一參考電阻單元，具有一第一端子以及一第二端子，該第一端子經配置以接收一第一電源訊號，該第二端子經配置以電性連接該第一電晶體與該第四電晶體。
如請求項6所述之半導體元件結構，還包括：一第一切換電路，經配置以將該參考電阻單元電性連接該第三電晶體與該第四電晶體。
如請求項7所述之半導體元件結構，還包括：一閂鎖電路，經配置以讀取一第一節點的一評估訊號，該第一節點位在該參考電阻單元與該第一熔絲元件、該第二熔絲元件、該第三熔絲元件以及該第四熔絲元件其中一個之間。
如請求項8所述之半導體元件結構，還包括：一第二切換電路，經配置以將該第一電晶體與該第二電晶體電性連接到接地。
如請求項9所述之半導體元件結構，其中響應於施加到該參考電阻單元的該第一端子的該第一電源訊號，該第一切換電路與該第二切換電路經配置以經由該參考電阻單元與該第一熔絲元件、該第二熔絲元件、該第三熔絲元件以及該第四熔絲元件的其中一個者建立一第一導電路徑到接地。
如請求項6所述之半導體元件結構，其中該第一電源訊號具有一電壓，該電壓在1V到1.5V的一範圍內。
如請求項8所述之半導體元件結構，還包括：一第一導電端子，連接到該第一電晶體與該第二電晶體其中一個，且經配置以接收一第二電源訊號；以及一第三切換電路，連接在該第一節點與接地之間；其中該第二切換電路與該第三切換電路經配置以經由該第一熔絲元件、該第二熔絲元件、該第三熔絲元件以及該第四熔絲元件其中一個而建立一第二導電路徑到接地。
如請求項11所述之半導體元件結構，其中該第二電源訊號具有一電壓，該電壓在5V到6V的一範圍內。
如請求項8所述之半導體元件結構，還包括：一第四切換電路，連接在該參考電阻單元與該閂鎖電路之間。
如請求項3所述之半導體元件結構，其中該第一主動區以及該第二主動區與一絕緣特徵間隔開。