电熔丝结构及半导体器件的制作方法_2

文档序号:8341242阅读:来源:国知局
的第一加热单元410 ;两个分别位于电熔丝200相对两侧、并和电熔丝200位于同一层的第二加热单元420。位于电熔丝200下方的第一加热单元410的两端分别通过导电插塞500,与两个第二加热单元420电连接,位于电熔丝200上方的第一加热单元410的两端也分别通过导电插塞500,与两个第二加热单元420电连接。两个第一加热单元410之间被介质层300隔开,两个第二加热单元420之间被介质层300隔开,第一加热单元410和第二加热单元420之间除导电插塞500以外的位置被介质层300隔开。
[0061]结合图6所示,向电熔丝200中通入电流I1、加热结构400的输入端通入电流12之后,一方面,在电流Il的作用下会使电熔丝200自身产生热量,另一方面,通入电流12的加热结构400会产生热量并经由介质层300传递至电熔丝200。因此,在电熔丝200自身所产生热量、以及加热结构400传递给电熔丝200的热量的共同作用下,可以将电熔丝200熔断。而现有技术中的电熔丝只能在电熔丝通入电流后所产生热量的作用下熔断。比较可知,在熔断相同的电熔丝时,向本技术方案中的电熔丝通入的熔断电流,小于向现有技术中的电熔丝通入的熔断电流,使得本技术方案中的电熔丝熔断电流减小。
[0062]在本实施例中,可以通过以下方式向电熔丝200通入电流Il:电熔丝200的阳极220被施加电压VP、阴极230与作为熔断装置的晶体管610的漏极电连接,且晶体管610的栅极被施加电压VG、源极接地。
[0063]在本实施例中,可以通过以下方式向加热结构400的输入端通入电流12:其中一个第一加热单元410的一端被施加电压VP,另一个第一加热单元410的一端与晶体管620的漏极电连接,且晶体管620的栅极被施加电压VG、源极接地。
[0064]如前所述,由于向电熔丝提供熔断电流的熔断装置可能存在不稳定性,会使熔断装置向电熔丝提供的熔断电流存在波动,导致熔丝无法被熔断,进而导致电熔丝无法起作用。由于向本技术方案中的电熔丝通入的熔断电流,小于向现有技术中的电熔丝通入的熔断电流,故在本技术方案中所采用熔断装置、和现有技术中所采用熔断装置稳定性能相同(即熔断装置所提供熔断电流的波动范围相同,例如熔断电流均在5%上下波动)的条件下,本技术方案中所采用熔断装置所提供熔断电流的波动值,小于现有技术中所采用熔断装置所提供熔断电流的波动值。因此,本技术方案中电熔丝无法被熔断的概率,小于现有技术中电熔丝无法被熔断的概率,因而本技术方案中电熔丝的性能提高了。
[0065]另外,作为熔断装置的晶体管的尺寸与欲提供熔断电流的大小成正比关系。即,晶体管欲提供熔断电流越大,则晶体管的尺寸越大;晶体管欲提供熔断电流越小,则晶体管的尺寸越小。由于向本技术方案中的电熔丝通入的熔断电流,小于向现有技术中的电熔丝通入的熔断电流,故本技术方案中向电熔丝提供熔断电流的晶体管的尺寸,比现有技术中向电熔丝提供熔断电流的晶体管的尺寸小一些,因而可以提高集成电路的集成度。
[0066]在本实施例的变换例中,也可以分别向加热结构400中的每个加热单元通入相同或不同的电流,只要使得每个加热单元有被通入电流以产生热量即可,在这种情况下,各个加热单元之间无需用导电插塞电连接。
[0067]继续参照图3和至5所示,由电熔丝200的熔断机制可知,电熔丝200的熔断位置位于熔丝210中受热最多的位置。定义熔丝210的熔断位置为电熔丝200的熔断区211(用虚线表示)。一般而言,当熔丝210的形状较为规则时,熔丝210的熔断区211位于熔丝210的中间位置,使得熔断区211和阳极220之间的距离,几乎等于熔断区211和阴极230之间的距离。在实际应用中,可以利用有限元仿真软件测量出电熔丝200中熔断区211的具体位置。
[0068]在本实施例中,两个第一加热单元410在衬底100上表面上的投影,均与熔丝210的熔断区211在衬底100上表面上的投影交叠,两个第一加热单元410均横跨熔丝210,且两个第一加热单元410在衬底100上表面上的投影交叠。由于两个第一加热单元410在衬底100上表面上的投影,均与熔丝210的熔断区211在衬底100上表面上的投影交叠,使得由两个第一加热单元410所产生的热量可以更多地传递至熔丝210的熔断区211,进而使得熔丝210更容易被熔断。
[0069]在其他实施例中,第一加热单元410在衬底100上表面上的投影,也可以不与熔丝210的熔断区211在衬底100上表面上的投影交叠。另外,两个第一加热单元410在衬底100上表面上的投影也可以不交叠。在这种情况下,第一加热单元410所产生的热量依然能够传递至熔丝210的熔断区211,只不过能够传递至熔丝210的熔断区211的热量相对少一些。
[0070]在本实施例中,两个第二加热单元420均与熔丝210的熔断区211具有正对面积,使得由两个第二加热单元420所产生的热量可以更多地传递至熔丝210的熔断区211,进而使得熔丝210更容易被熔断。
[0071]在其他实施例中,第二加热单元420也可以与熔丝210的熔断区211不具有正对面积。在这种情况下,第二加热单元420所产生的热量依然能够传递至熔丝210的熔断区211,只不过能够传递至熔丝210的熔断区211的热量相对少一些。
[0072]在其他实施例中,加热结构400中也可以仅包含一个第一加热单元410,该第一加热单元410可以位于电熔丝200的上方或下方;或者,加热结构400中也可以仅包含一个第二加热单元420,该第二加热单元420可以位于电熔丝200的任意一侧;或者,加热结构400中也可以仅包含一个第一加热单元410和一个第二加热单元420,该第一加热单元410可以位于电熔丝200的上方或下方,该第二加热单元420可以位于电熔丝200的任意一侧。
[0073]需说明的是,本发明中电熔丝200和加热结构400均可以与金属互连结构中的互连线同步形成;导电插塞500可以与金属互连结构中的导电插塞同步形成。在具体实施例中,电熔丝200和加热结构400的材料均可以为金属,如铜或铝。
[0074]在其他实施例中,电熔丝200也可以采用其他适于熔断的材料。加热结构400也可以采用其他通入电流后能够产生热量的材料。
[0075]当电熔丝200和加热结构400与金属互连结构中的互连线同步形成时,加热结构400中的第二加热单元420除了具备产生传递至电熔丝200的热量作用外,还具有以下作用:用作伪图案,以减少因电熔丝结构所在区域的电路布局密度、与金属互连结构的电路布局密度不一致性所带来的不良影响。
[0076]由上述可知,由于本技术方案中的电熔丝200、加热结构400以及导电插塞500均可以与金属互连结构同步形成,因而无需增加额外的制作工艺。
[0077]在本实施例中,衬底100形成有器件(未图示),如晶体管、电容、电阻等元件。介质层300可以为一层介质层或多层介质层的叠层。在具体实施例中,介质层300可以为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅等介电材料。
[0078]在本实施例中,熔丝210、第一加热单元410和第二加热单元420均呈直线状。第一加热单元410垂直于熔丝210,第二加热单元420平行于熔丝210。
[0079]在其他实施例中,第二加热单元420也可以与熔丝210不平行。在这种情况下,第二加热单元420所产生的热量依然能够传递至熔丝210的熔断区211,只不过能够传递至熔丝210的熔断区211的热量相对少一些。
[0080]第二实施例
[0081]第二实施例与第一实施例之间的区别在于:在第二实施例中,结合图7和图8所示,加热结构400中第一加热单元的数量为三个,分别为,位于电熔丝200下方的一个第一加热单元411、位于电熔丝200上方的两个间隔排列的第一加热单元412。
[0082]其中,第一加热单元411在衬底100上表面上的投影,与熔丝210的熔断区211在衬底100上表面上的投影交叠,且第一加热单元411横跨熔丝210 ;第一加热单元411通过导电插塞500,与第二加热单元421、第二加热单元422电连接。位于电熔丝200上方的两个第一加热单元412中,其中一个第一加热单元412通过导电插塞500与第二加热单元421电连接,另一个第一加热单元412通过导电插塞500与第二加热单元422电连接,两个第一加热单元412的延伸方向均横跨熔丝210。
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