程，可以向阴极C施加负电压，可以向阳极A施加正 电压。因此，电子可以在熔断体F中从阴极C流到阳极A。当电子在熔断体F中迀移时，电 子可以与构成熔断体F的原子碰撞，从而导致原子的空间迀移，并称为电迀移（EM)现象。
[0063] 在图1中，在熔断体F中由电迀移形成的驱动力（S卩，电驱动力FEM)均匀地分布在 熔断体F的整个区域，而与熔断体F中的位置无关，然而，这仅出于便于解释的目的来提供。 本发明的多个方面不限于这种均匀分布的驱动力。例如，通过改变熔断体F的横截面面积， 可以改变熔断体F中由电迀移形成的驱动力。
[0064]另外，熔断体F可以由诸如钨、铝或铜的金属材料制成。如果将编程电流供应至熔 断体F，则可以通过编程电流在熔断体F中产生焦耳热。由编程电流产生的焦耳热可以在熔 断体F中形成不均匀的温度分布，如图2中所示。表现出不均匀的温度分布的熔断体F可 以在它的中心部分具有最高温度。不均匀的温度分布可以导致原子在熔断体F中的热迀移 现象TM1和TM2。热迀移现象可以包括导致原子从熔断体F的中心迀移到阳极A的第一热 迀移TM1和导致原子从熔断体F的中心迀移至阴极C的第二热迀移TM2。
[0065] 参照图3,在熔断体F中由电迀移形成的驱动力（S卩，电驱动力FEM)可以分布在熔 断体F的整个区域，而与熔断体F中的位置无关。由于熔断体F具有不均匀的温度分布，因 此由热迀移形成的驱动力（即，热驱动力FTM)可以施加至熔断体F的中心部分的相对侧。
[0066] 在恪断体F的中心部分和阳极A之间，原子由于电迀移EM的迀移方向和原子由于 第一热迀移TM1的迀移方向彼此相同。因此，电驱动力和热驱动力可以彼此结合以增大施 加到熔断体F的总驱动力Fem+tm。
[0067] 同时，在恪断体F的中心部分和阴极C之间，原子由于电迀移EM的迀移方向和原 子由于第一热迀移TM1的迀移方向彼此相反。因此，电驱动力和热驱动力可以彼此结合以 减小施加到恪断体F的总驱动力Fem+tm。
[0068] 在某些实施例中，如图3中所示，热驱动力和电驱动力由于熔断体F的不均匀温度 分布而结合，从而导致通量散度，即，不均匀的原子流动速率。原子可以在存在通量散度的 区域中被消耗或积累。更具体地讲，在熔断体F的任意区域中，如果原子的向外流动通量大 于原子的向内流动通量，则原子可以被消耗，从而生成空隙（void)。相反，在熔断体F的任 意区域中，如果原子的向内流动通量大于原子的向外流动通量，则原子可以被积累，从而产 生山闸（hill-lock)。由于通量散度而产生的空隙可以增大熔断体F的电阻，电熔丝结构可 以通过熔断体F的增大的电阻而编程。
[0069] 如上所述，当对电熔丝结构编程时，供应给熔断体F的通量散度越大，则空隙因原 子的消耗而产生得越快。
[0070] 因此，可以通过调节施加至熔断体F的总驱动力来提供能够提供大的通量散度的 电熔丝结构。另外，在设计电熔丝结构中，在熔断体F中产生用于提供大的通量散度的区 域，从而提供能够因原子的消耗而调节空隙产生位置的电熔丝结构。
[0071] 接下来，将参照图4至图6来描述根据本发明的第一实施例的电熔丝结构。
[0072] 图4至图6是示出根据本发明的第一实施例的电熔丝结构的示意图。具体地讲， 图4是根据本发明的第一实施例的电熔丝结构的平面图，图5是在图4中示出的电熔丝结 构的透视图，图6是沿图4的线A-A截取的剖视图。为了简洁起见，在图4和图5中未示出 层间绝缘层110。
[0073] 参照图4至图6，根据本发明的第一实施例的电熔丝结构1可以包括第一金属图案 200、第一连通件410和第二金属图案300。
[0074] 第一金属图案200形成在第一金属水平面，第二金属图案300形成在不同于第一 金属水平面的第二金属水平面。因此，根据本发明的一个实施例的电熔丝结构1具有堆叠 的金属结构。
[0075] 在根据本发明的某些实施例的电熔丝结构中，第一金属水平面可以高于第二金属 水平面。第一金属图案200和第二金属图案300形成在基板102上。例如，第一金属图案 200和第二金属图案300形成在具有电路图案105的基板102上。
[0076] 更详细地讲，第一金属图案200和第二金属图案300可以形成在覆盖具有电路图 案105的基板102的前金属电介质（PMD) 100上。第一金属图案200和第二金属图案300 可以形成在层间绝缘层110中，层间绝缘层110形成在PMD100上。因此，根据本发明的一 个实施例的电熔丝结构可以通过线后端（BE0L)工艺形成。
[0077] 当第一金属图案200位于距离基板102的顶表面的第一高度处，第二金属图案300 位于距离基板102的顶表面的第二高度处时，第一高度大于第二高度。换言之，从基板102 的顶表面到形成有第一金属图案200的第一金属水平面的高度比从基板102的顶表面到形 成有第二金属图案300的第二金属水平面的高度大。
[0078] 基板102可以是例如体硅晶片或绝缘体上硅（SOI)。可选择地，基板102可以是硅 基板或者可以包括除了硅以外的材料。例如，基板102可以包括锗、硅锗、锑化铟、碲化铅化 合物、铟砷、磷化铟、镓砷、锑化镓或其它合适的基板材料中的至少一种，但是不限于此。
[0079] 电路图案105可以构成电路装置。电路装置可以包括多个存储装置。存储装置可 以包括例如易失性半导体存储装置和非易失性半导体存储装置。易失性半导体存储装置的 示例可以包括DRAM、SRAM等。非易失性半导体存储装置的示例可以包括EPR0M、EEPR0M、闪 速EEPR0M等。
[0080] 如这里使用的，例如，半导体装置可以是指诸如半导体芯片（例如，形成在裸 片（die)上的存储芯片和/或逻辑芯片）、半导体芯片的堆叠件、包括堆叠在封装件 基板上的一个或更多个半导体芯片的半导体封装件或者包括多个封装件的封装堆叠 (package-on-package)装置。这些装置可以利用球栅阵列、引线键合、贯穿基板连通件或 其它电连接元件来形成，并且可以包括诸如易失性存储装置或非易失性存储装置的存储装 置。
[0081] 如这里使用的电子装置可以是指这些半导体装置，但是可以额外地包括具有诸如 存储模块的这些装置的产品、具有额外组件的硬盘驱动器、或移动电话、膝上型电脑、平板 电脑、桌上型电脑、照相机或其它消费电子装置等。
[0082]PMD100可以包括例如低k材料、氧化物层、氮化物层和氮氧化物层中的至少一 种。低k材料的示例可以包括可流动的氧化物（F0X)、Tonen娃氮烧（T0SZ，Tonensilazene， 由Tonnen公司制造的硅氮烷）、未掺杂的硅酸盐玻璃（USG)、硼硅玻璃（BSG)、磷硅玻璃 (PSG)、硼磷硅玻璃（BPSG)、等离子体增强的原硅酸四乙酯（PETE0S)、氟硅酸盐玻璃（FSG)、 高密度等离子体（HDP)氧化物、等离子体增强氧化物（ΡΕ0Χ)、可流动的CVD(FCVD)或它们的 组合，但是不限于此。
[0083] 层间绝缘层110可以包括例如低k材料、氧化物层、氮化物层和氮氧化物层中的至 少一种。
[0084] 在根据本发明的某些实施例的电熔丝结构中，正电压施加至第一金属图案200,负 电压施加至第二金属图案300。当编程电流供应至电熔丝结构时，电流从第一金属图案200 流动至第二金属图案300。因此，电子从第二金属图案300迀移至第一金属图案200。
[0085] 参照图1至图3,第一金属图案200连接至阳极A，第二金属图案300连接至阴极 C〇
[0086] 参照图4至图6,第一金属图案200可以包括第一弯曲部分210和第一辅助图案 220〇
[0087] 第一弯曲部分210可以沿第一方向X延伸，并且可以包括彼此最接近的第一部件 212和第二部件214。第一弯曲部分的第一部件212和第一弯曲部分的第二部件214可以 形成为在第一方向X上彼此平行。这里使用的术语"最接近"可以是指在第一弯曲部分的第 一部件212的一个表面和第一弯曲部分的第二部件214的一个表面之间不存在中间金属图 案，其中，第一弯曲部分的第一部件212的所述一个表面和第一弯曲部分的第二部件214的 所述一个表面彼此面对。因此，在一个实施例中，在第一弯曲部分的第一部件212的所述一 个表面（例如，侧表面）和第一弯曲部分的第二部件214的所述一个表面（例如，侧表面） 之间仅存在层间绝缘层110,其中，第一弯曲部分的第一部件212的所述一个表面（例如，侧 表面）和第一弯曲部分的第二部件214的所述一个表面（例如，侧表面）彼此面对。第一 弯曲部分的第一部件212与第一弯曲部分的第二部件214彼此电连接。
[0088] 第一弯曲部分210包括将第一弯曲部分的第一部件212连接到第一弯曲部分的第 二部件214的第三部件216。第一弯曲部分的第三部件216可以沿第二方向y延伸。
[0089] 在图4和图5中示出了第一弯曲部分的将第一弯曲部分的第一部件212的一端连 接到第一弯曲部分的第二部件214的一端的第三部件216,但是本发明的多个方面不限于 此。例如，尽管图4和图5描绘了第一弯曲部分210的多个部件具有直的边缘并且彼此具 有直角，但这些部件可以结合为更连续的曲线结构，例如，具有弯曲的"U"形状，而不是描绘 的有角的"U"形状。
[0090] 在对根据本发明的实施例的电熔丝结构的下面的描述中，假设彼此顺序地连接的 第一弯曲部分的第一部件212、第一弯曲部分的第三部件216和第一弯曲部分的第二部件 214可以形成"U"形状的结构。因此，将针对第一弯曲部分210为"U"形状（不管是弯曲的 还是有角的）的情况来进行下面的描述。
[0091] 第一弯曲部分的第一部件212的宽度可以为第一宽度W4,第一弯曲部分的第二部 件214的宽度可以为第二宽度W1，第一弯曲部分的第三部件216的宽度可以为第三宽度 W2。第一弯曲部分的第一部件212的宽度W4和第一弯曲部分的第二部件214的宽度W1可 以是指沿着各自的第一部件212和第二部件214在第二方向y上的宽度，第一弯曲部分的 第三部件216的宽度W2可以是指沿着第三部件216在第一方向X上的宽度。上面描述的 每个宽度可以是弯曲部分的在外侧表面（例如，在U形状的外侧）和内侧表面（例如，在U 形状的内侧）之间的相关部分的宽度。
[0092] 在根据本发明的某些实施例的电熔丝结构中，第一弯曲部分的第一部件212的宽 度W4比第一弯曲部分的第二部件214的宽度W1大。另外，在根据本发明的某些实施例的 电熔丝结构中，第一弯曲部分的第三部件216的宽度W2比第一弯曲部分的第二部件214的 宽度W1大。因此，在第一弯曲部分210中，第一弯曲部分的第二部件214的宽度W1可以具 有最小值。
[0093] 使第一弯曲部分的第二部件214的宽度W1为L。在一个实施例中，第一弯曲部分 的第三部件216的宽度W2可以大于L并且小于或等于2L。在某些实施例中，第一弯曲部分 的第一部件212的宽度W4可以大于L并且小于1. 5L。另外，第一弯曲部分的第一部件212 与第一弯曲部分的第二部件214之间的间隔可以小于L。此外，辅助图案220的宽度可以大 于或等于L并且小于1. 5L，第一弯曲部分的第二部件214与辅助图案220之间的间隔可以 小于L。
[0094] 为了在相对低的电压下对根据本发明的某些实施例的电熔丝结构编程，可以通过 减小第一弯曲部分的第二部件214的截面积来增加电流密度。一种实现这个的方式是减小 第一弯曲部分的第二部件214的宽度W1。第一弯曲部分的第二部件214的宽度W1可以具 有临界尺寸。例如，第一弯曲部分的第二部件214可以具有能够利用光刻形成的最小线宽。
[0095] 在根据本发明的某些实施例的电熔丝结构中，第一弯曲部分的第二部件214可以 是在供应编程电流时产生空隙的部分，这将在后面参照图32来描述。
[0096] 另外，由于第一金属图案200包括第一弯曲部分210,因此在第一弯曲部分210中 会产生相对大量的焦耳热。此外，由于第一金属图案200包括第一弯曲部分210,因此能够 增强电恪丝结构中的热集成（heatintegration)。
[0097] 第一辅助图案220可以沿第一方向x延伸。第一辅助图案220可以形成为靠近于 第一弯曲部分210,例如，靠近第一弯曲部分的第二部件214。在一个实施例中，第一辅助图 案220面对第一弯曲部分210的第一部件212,并且第一弯曲部分的第二部件214位于第一 辅助图案220和第一弯曲部分的第一部件212之间（例如，第一辅助图案220的侧表面可 以面对第一弯曲部分210的第一部件212的相对的侧表面）。结果，第一弯曲部分的第二部 件214位于第一辅助图案220和第一弯曲部分的第一部件212之间。
[0098] 在图4和图5中，第一辅助图案220被示出为沿第一方向X延伸并且形成为与第 一弯曲部分的第二部件214平行，但是本发明的多个方面不限于此。
[0099] 然而，在根据本发明的某些实施例的电熔丝结构中，第一辅助图案220、第一弯曲 部分的第二部件214和第一弯曲部分的第一部件212沿第一方向X延伸，并且可以相对于 彼此顺序地形成为彼此邻近。例如，对于金属图案，第一辅助图案220可以紧邻于第一弯曲 部分的第二部件214,第一弯曲部分的第二部件214可以紧邻于第一弯曲部分的第一部件 212〇
[0100] 第一辅助图案220与第一弯曲部分210分离以与第一弯曲部分210电断开连接。 因此，当向电熔丝结构供应编程电流时，第一辅助