[發明專利]電可編程熔絲的編程方法

有效

• 申請號: 201810497511.7
• 申請日: 2018-05-22
• 公開（公告）號: CN108735662B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 于奎龍;韓坤
• 申請（專利權）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;G11C17/18
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時云

本發明提供一種電可編程熔絲的編程方法，利用電可編程熔絲的導電介質在不同條件下會呈現不同的物理變化的特點，采用第一編程條件將所述導電介質從初始物理狀態變化到熔化擴散等第一物理狀態，以把電可編程熔絲從低阻態編程到中間阻態，采用第二編程條件將所述導電介質從所述初始物理狀態或所述第一物理狀態變化到第二物理狀態，以把電可編程熔絲從低阻態或中間阻態編程到高阻態，即通過兩種不同的編程條件實現三種信息存儲狀態的轉換，可以顯著提高電可編程熔絲器件的信息存儲密度和芯片面積利用率，有利于芯片尺寸縮減。

技術領域

本發明涉及集成電路制造技術領域，尤其涉及一種電可編程熔絲的編程方法。

背景技術

電可編程熔絲(Electrically Programmable Fuse，以下簡稱EFUSE)是集成電路中一種能與CMOS邏輯器件兼容的一次性編程器件，具有信息存儲或電路修復等應用。典型的EFUSE的結構包括陽極和陰極，以及位于陽極和陰極之間且與兩者相連接的熔絲(FuseLink)，EFUSE的信息存儲及電路修復功能是通過熔絲的電阻值狀態變化實現的，對EFUSE編程過程中，熔絲中發生電遷移或熱熔斷，從而使熔絲的電阻從低阻態轉變為高阻態，低阻態和高阻態這兩種狀態構成“0”和“1”兩種數字狀態。

目前EFUSE的編程，只選用單一編程條件，進行一次性編程，基于EFUSE形成的信息位元只有低阻態和高阻態兩種狀態，與MLC(Multi-level cell)信息存儲器件相比，信息存儲密度低，芯片占用面積大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種電可編程熔絲的編程方法，可以顯著提高信息存儲密度和芯片面積利用率，有利于芯片尺寸縮減。

為了實現上述目的，本發明提供一種電可編程熔絲的編程方法，所述電可編程熔絲中具有導電介質，所述導電介質具有初始物理狀態、第一物理狀態以及第二物理狀態，所述編程方法包括以下步驟：

采用第一編程條件對所述電可編程熔絲進行編程，使所述導電介質從初始物理狀態變化到第一物理狀態，以將所述電可編程熔絲從低阻態編程到中間阻態；

采用不同于所述第一編程條件的第二編程條件對所述電可編程熔絲進行編程，使所述導電介質從初始物理狀態或所述第一物理狀態變化到第二物理狀態，以將所述電可編程熔絲從所述低阻態或所述中間阻態編程到高阻態。

可選的，所述電可編程熔絲為多晶硅熔絲，所述導電介質為金屬硅化物，所述電可編程熔絲還具有承載所述金屬硅化物的多晶硅基體。

可選的，所述導電介質的初始物理狀態是沉積在所述多晶硅基體上的狀態，所述導電介質的第一物理狀態為所述導電介質擴散到熔化的所述多晶硅基體中的狀態；所述導電介質的第二物理狀態為所述導電介質發生電遷移的狀態。

可選的，所述金屬硅化物包含鎳、鎢、鈷、錳、鈦和鉭中的至少一種金屬。

可選的，所述第一編程條件和所述第二編程條件的編程時間不同，且所述第一編程條件的編程時間短于所述第二編程條件的編程時間。

可選的，所述第一編程條件和所述第二編程條件均包括編程脈沖，所述第一編程條件的編程脈沖時間寬度小于所述第二編程條件的編程脈沖時間寬度。

可選的，所述第二編程條件的編程脈沖時間寬度為所述第一編程條件的編程脈沖時間寬度的兩倍以上。

可選的，所述低阻態的電阻為100歐姆量級，所述中間阻態的電阻為1e4歐姆量級，所述高阻態的電阻為1e6歐姆量級。

可選的，所述電可編程熔絲包括陽極、陰極以及連接所述陽極和陰極的連接線，在對所述電可編程熔絲進行編程時，所述電可編程熔絲的陰極電連接一MOS管的開關通路的一端，所述電可編程熔絲的陽極接入一恒定的電壓信號，所述MOS管的開關通路的另一端接地，所述MOS管的柵端接入所述編程脈沖。