[實用新型]一種電熔絲結構

有效

• 申請號: 201420226039.0
• 申請日: 2014-05-05
• 公開（公告）號: CN203826373U
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 甘正浩
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: H01L23/525
• 分類號: H01L23/525
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 李儀萍

技術領域

本實用新型涉及一種半導體器件，特別是涉及一種電熔絲結構。

背景技術

隨著半導體工藝的線寬不斷減小、復雜度不斷提高，半導體元件變得更容易受各式缺陷或雜質的影響，而各種晶體管的失效往往會導致整個芯片的缺陷，為了解決這個問題，現行技術中便會在集成電路中形成一些可熔斷的連接線(也就是熔絲)，來確保集成電路的可利用性。

熔絲可分為熱熔絲和電熔絲兩種。熱熔絲藉由激光切割利用激光的高溫實現切斷；而電熔絲，也被稱為電可編程多晶硅熔絲，由于它在CMOS技術中的兼容性和便利性而廣泛使用于許多基礎電路的一次性可編程存儲器中。它具有多種優點，不但能夠執行冗余，從而實現芯片的高成品率，而且能夠使芯片進行自動編程從而更加自動化和智能化。這樣，在降低了設計費用和制造成本的同時，還使芯片的成品率大大提高了，進而使芯片價格降低。

如圖1所示為現有技術中典型的電熔絲結構1，包括陽極11、熔絲12及陰極13，陽極11和陰極13通過熔絲12連接在一起，所述陽極11為長方形結構，在所述陽極11遠離熔絲12的一端還包括有4個接觸電極；所述陰極13為長方形結構，尺寸大于所述陽極11的尺寸，同樣地，在所述陽極11遠離熔絲12的一端還包括有4個接觸電極；所述熔絲12為長方形結構，其寬度遠遠小于所述陽極11和陰極13的寬度，在90nm工藝結點，熔絲12的長度為1.04μm、寬度為0.13μm。

電熔絲的工作原理如下：

電熔絲利用電致遷移的原理使熔絲斷路以達到修補效果。在較高的電流密度作用下，多晶硅原子將會沿著電子運動方向進行遷移，這種現象就是電致遷移(EM)。如圖1所示，當大電流持續通過電熔絲結構1時，由于熔絲12比較細，其承受的電流密度會比較高，電場也會比較高，原子沿著硅材料本身的晶粒邊界往電子流動的方向產生移動，隨著這種電致遷移的持續增加，電流密度也隨之增加，當電致遷移達到一定程度時足夠的多晶硅原子被從陰極端推到陽極端，就會使熔絲12斷路，達到修補或程序化的目的。

但是，隨著半導體電路向著低功耗發展，工作電壓越來越低，當工作電壓值過小時，電流密度較小，電熔絲將不產生電致遷移的現象，也就無法達到設計目的。因此，如何提高電熔絲的編程效率，尤其是在低工作電壓條件下能完成電致遷移，實現編程目的是本領域技術人員亟待解決的技術問題之一。

實用新型內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本實用新型的目的在于提供一種電熔絲結構，用于解決現有技術中低工作電壓條件下低電流密度影響電熔絲的編程效率的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本實用新型提供一種電熔絲結構，所述電熔絲結構至少包括：第一端子、第二端子以及連接所述第一端子和第二端子的互連結構；所述第一端子和所述第二端子上至少設置有一個接近于所述互連結構且垂直于所述互連結構的長條形接觸電極。

優選地，所述長條形接觸電極的長度不小于所述互連結構的寬度。

更優選地，所述長條形接觸電極的長度設定為100nm～1000nm。

更優選地，所述互連結構的寬度設定為50nm～250nm。

優選地，所述長條形接觸電極到所述互連結構的距離設定為10nm～200nm。

優選地，所述第一端子及所述第二端子上的接觸電極在所述互連結構的長度方向上對稱設置。

優選地，所述第一端子為陽極端，第二端子為陰極端。

優選地，所述第一端子的尺寸小于所述第二端子的尺寸。

如上所述，本實用新型的電熔絲結構，具有以下有益效果：

本實用新型通過在陰極端子接近熔絲位置處設置垂直于熔絲的長條形接觸電極，來減少被推到陽極端的多晶硅，以此減少完成電致遷移所需的多晶硅，提高低工作電壓下的電熔絲編程效率。

附圖說明

圖1顯示為現有技術中的電熔絲的結構示意圖。

圖2顯示為本實用新型的電熔絲的結構示意圖。

圖3顯示為本實用新型的電熔絲的互連結構截面示意圖。

元件標號說明

1??電熔絲結構

11?陽極

12??熔絲

13??陰極

2???電熔絲結構

21??第一端子

211?接觸電極

22??互連結構

23??第二端子

231?接觸電極

232?長條形接觸電極

L1??長條形接觸電極長度

L2??互連結構的長度