[實(shí)用新型]低功耗高可靠性激光熔絲電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201920790508.4
• 申請日: 2019-05-29
• 公開（公告）號: CN209843701U
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張明;焦煒杰;楊金權(quán);馬學(xué)龍;王新安;汪波
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇潤石科技有限公司
• 主分類號: H01L23/525
• 分類號: H01L23/525;H01L21/66
• 代理公司: 32369 無錫永樂唯勤專利代理事務(wù)所(普通合伙)
• 代理人: 張濤

本實(shí)用新型涉及一種低功耗高可靠性激光熔絲電路，其包括芯片體、制備于芯片體內(nèi)的下激光熔絲體F_DOWN以及用于讀取下激光熔絲體F_DOWN邏輯狀態(tài)的熔絲狀態(tài)讀取電路；還包括制備于芯片體內(nèi)且能與下激光熔絲體F_DOWN適配連接的上激光熔絲體F_UP，所述上激光熔絲體F_UP與下激光熔絲體F_DOWN以及熔絲狀態(tài)讀取電路適配連接；上激光熔絲體F_UP熔斷時，通過熔絲狀態(tài)讀取電路能讀取下激光熔絲體F_DOWN的邏輯狀態(tài)為0，下激光熔絲體F_DOWN熔斷時，通過熔絲狀態(tài)讀取電路能讀取下激光熔絲體F_DOWN的邏輯狀態(tài)為1。本實(shí)用新型能有效解決激光熔絲功耗以及激光熔絲的干擾裕量，確保對激光熔絲狀態(tài)讀取的穩(wěn)定性與可靠性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種電路結(jié)構(gòu)，尤其是一種低功耗高可靠性激光熔絲電路，屬于半導(dǎo)體電路的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

半導(dǎo)體芯片生產(chǎn)過程中，以晶圓為載體，同一片晶圓產(chǎn)出幾千到幾十萬的裸片(die)。受晶圓生產(chǎn)工藝影響，同一片晶圓上相同的芯片，在各項(xiàng)參數(shù)上都基本形成正態(tài)分布；比如LDO(線性穩(wěn)壓器)的輸出精度(重要指標(biāo))，典型產(chǎn)品的輸出精度范圍為97.5％～102.5％，偏差+-2.5％，如需進(jìn)一步提高精度需要增加熔絲修調(diào)電路，根據(jù)每個die(裸片)的測試情況，將對應(yīng)的熔絲熔斷，從而達(dá)到使能相應(yīng)修調(diào)電路的邏輯。

激光熔絲修調(diào)電路從功能上分為兩部分，熔絲狀態(tài)讀取電路和修調(diào)電路。熔絲狀態(tài)讀取電路的目的是將熔絲熔斷與否的物理現(xiàn)象，轉(zhuǎn)換為0或1的電信號，為修調(diào)電路提供控制信號。

現(xiàn)有的激光熔絲狀態(tài)讀取電路原理圖如圖1所示，VDD是電路供電，GND是電路地。OUT1～OUTn是讀取電路輸出，用以控制修調(diào)電路。激光熔絲F1未熔斷時等效于小電阻Rf1(幾十歐姆級別或更小)。

在未熔斷激光熔絲F1時，電阻R1的電阻值遠(yuǎn)大于激光熔絲F1的阻值，讀取電路的閾值用Vt表示。具體地，IN1@0＝VDD/(R1+Rf1)*Rf1，IN1@0表示熔絲F1在邏輯0時的電壓，為了能使得讀取電路能有效讀取激光熔絲F1的邏輯0狀態(tài)，需保證IN1@0<Vt。流過激光熔絲F1的電流為I@0＝VDD/(R1+Rf1)，I@0為激光熔絲F 1處于邏輯0時的電流。

由此可得，激光熔絲F1未熔斷時，增大R1阻值，I@0會降低，IN1@0電壓降低，和讀取電路的閾值Vt的差值增大，0狀態(tài)可以更可靠的識別。反之減小R1，將導(dǎo)致I@0升高，激光熔絲F1處于邏輯0狀態(tài)抗干擾能力減弱。因?yàn)殡娮鑂1和激光熔絲F1在集成電路制造時生產(chǎn)，兩者阻值離散性相對穩(wěn)定，可保證變化量不超過±30％。IN1@0電壓離散性較小。

熔斷激光熔絲F1時，激光熔絲F1的阻值從Rf1變?yōu)镽f_斷，阻值增大，Rf_斷大于R1，從而能得到，IN1@1＝VDD/(R1+Rf_斷)*Rf_斷，IN1@1表示激光熔絲F1處于邏輯1時的電壓，為了能使得讀取電路能有效讀取激光熔絲F1的邏輯1狀態(tài)，需保證IN1@1>Vt。流過激光熔絲F1的電流為I@1＝VDD/(R1+Rf_斷)，其中，I@1為激光熔絲F1處于邏輯1時的電流。

由此可得，激光熔絲F1熔斷時，增大R1阻值，I@1降低，IN1@1電壓降低，即和讀取電路的閾值Vt的差值減小，激光熔絲F1處于邏輯1狀態(tài)的抗干擾能力減弱，從而降低熔絲狀態(tài)讀取電路可靠性。

因激光熔絲熔斷的原理為高能激光改變?nèi)劢z材料物理性質(zhì)，每根熔絲熔斷后阻值呈現(xiàn)一定離散性，極端情況下激光熔絲熔斷后，不同激光熔絲的阻值會有上百倍的差異。從而造成IN1@1電壓變化，導(dǎo)致干擾裕量變化。