[發明專利]芯片外圍反熔絲預修調電路及其修調方法

有效

• 申請號: 202110304645.4
• 申請日: 2021-03-23
• 公開（公告）號: CN112702055B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 毛曉峰;黃朝剛;李劍
• 申請（專利權）人: 泉芯電子技術（深圳）有限公司
• 主分類號: H03K19/00
• 分類號: H03K19/00;H03K19/094;G05F1/56
• 代理公司: 深圳市惠邦知識產權代理事務所 44271
• 代理人: 滿群

本發明涉及芯片外圍反熔絲預修調電路及其修調方法。修調方法包括：根據熔燒前測試的電參數初始值和電參數目標值用公式計算粗略預修調值，轉換得粗略預修調的反熔絲組合；根據粗略預修調反熔絲組合對反熔絲進行粗略虛擬熔燒并測試出粗略電參數值；用設計的電參數的修調步長和粗略電參數值以及電參數目標值計算出預修調值偏差；根據預修調值偏差確定精準預修調范圍，按精準預修調范圍內的每個反熔絲修調組合對反熔絲進行虛擬熔燒并測試出對應的電參數預修調值，當在某個反熔絲組合下，測試到的電參數值和目標值最接近時，得到精準反熔絲組合；按照精準反熔絲組合對反熔絲進行熔燒，測試驗證電參數最終值和目標值之間的誤差是否滿足要求。

技術領域

本發明屬于集成電路技術領域，特別涉及一種用CMOS低壓工藝實現反熔絲的芯片外圍反熔絲預修調電路及其修調方法。

背景技術

反熔絲通常是指通過一定電壓或電流進行熔燒使其從原來的開路狀態不可逆的轉變到短路狀態的這一類器件和電路，一般應用于調整電路中的某些電參數，比如：基準電壓、頻率等等。

而反熔絲修調電路就是對反熔絲進行熔燒和檢測的電路，反熔絲修調電路除了要保證可靠穩定的對反熔絲進行熔燒之外，還必須保證熔燒時集成電路中其它器件和電路不會被損傷，同時還要能檢測出反熔絲的開、短路狀態。

圖1所示是反熔絲修調電路的傳統電路之一，圖1中所示只是其中一位反熔絲及其修調電路，即第i(i=1,2,3,…,n)位，圖1中，反熔絲AFi采用PMOS場效應管實現；INVi1和INVi2是反相器；NMi1～NMi3是NMOS場效應管；信號FSi是反熔絲位選擇信號，在測試狀態下，當需要熔燒某位反熔絲時，其對應的FSi被設置為低電平，使得NMi1導通、NMi2關斷，而其它位的FSi被設置為高電平；在工作狀態下，所有位的FSi信號都被設置為高電平；電壓VB給NMi3提供偏置電壓，使得當NMi3的漏極電壓足夠高時，NMi3流過恒定的電流。這樣，在測試狀態下，NMi1導通，AFi的柵極就連接到地，在Ti上加上合適的高電壓并限流，該高電壓大于PMOS反熔絲AFi的柵氧擊穿電壓，反熔絲AFi的柵氧被擊穿，就會被安全的熔短路；在工作狀態下，Ti被設置為正常的工作電壓，所有位的NMi1關閉、NMi2導通，如果某位反熔絲AFi是開路的，則其對應的NMi3漏極被下拉到低電平，TSi(i=1,2,3,…,n)就會輸出高電平，如果某位反熔絲AFi被熔短路了，則其對應的NMi2漏極電壓等于Ti上的電壓，NMi3漏極電壓變高，TSi(i=1,2,3,…,n)就會輸出低電平，然后各位反熔絲修調電路的TSi(i=1,2,3,…,n)信號經過邏輯運算，就可以去控制調整基準電壓等電參數了。

圖1所示的電路中，如果PMOS反熔絲AFi、NMOS場效應管NMi1～NMi3和反相器INVi1和INVi2都采用標準CMOS低壓工藝的常規器件來實現，則PMOS反熔絲AFi的柵氧擊穿電壓就會遠大于NMi1、NMi2等器件的漏-源耐壓，那么當反熔絲AFi被熔短路時，NMi1、NMi2等器件就可能被損壞。圖1電路既要可靠穩定的熔燒反熔絲，又要保證熔燒時集成電路中其它器件和電路不會被損傷，只有兩種解決方案：第一種方案，反熔絲AFi采用特別設計的結構和電路或者增加額外的層次，使得反熔絲AFi的熔燒電壓低于常規器件的耐壓，但是，這種方案會增加集成電路的成本，并降低集成電路的工藝兼容性，有的還需要IP授權；第二種方案是采用高壓工藝來實現，反熔絲AFi、NMOS場效應管NMi3、反相器INVi1和INVi2都采用低壓器件，而NMOS場效應管NMi1、NMi2都采用高壓器件，并且這些高壓器件的耐壓要遠大于反熔絲AFi的熔燒電壓。但是，這種方案同樣會增加集成電路的成本，并降低集成電路的工藝兼容性。

現有的各種反熔絲修調電路都存在著工藝兼容性差或者電路成本高的缺點。

傳統的反熔絲修調方法有兩種：