本发明涉及一种半导体器件，尤其涉及一种电熔丝电路。
背景技术：
随着半导体工业的发展，对电子装置的高速化、高精度及高稳定的要求越来越严格。电熔丝电路作为一种半导体器件在通信设备、计算机等的处理器中得到广泛应用，且对其性能的要求也越来越高。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种电熔丝电路，以大大减小单个熔丝部分因工艺偏差而影响熔丝单元编程前及编程后的良率的几率，且减小了不同硅片间的熔丝单元编程前及编程后阻值的波动范围。
本发明提供的一种电熔丝电路，包括：一编程器件，包括一第一端、一第二端和一控制端，所述第二端接地，所述控制端用于接收一控制信号；以及一熔丝单元，所述熔丝单元包括一第一熔丝支路和一第二熔丝支路，所述第一熔丝支路与所述第二熔丝支路并联连接形成一第一连接端点和一第二连接端点，所述第一连接端点连接所述编程器件的所述第一端，所述第二连接端点连接一电压源，且每一所述熔丝支路包括至少一熔丝部分，所述熔丝部分包括一第一电极、一第二电极及一熔丝线，所述第一电极与第二电极通过所述熔丝线连接。
更进一步的，所述第一连接端点为阴极电极端，所述第二连接端点为阳极电极端。
更进一步的，所述第一熔丝支路包括一第一熔丝部分和一第二熔丝部分，所述第一熔丝部分的阴极连接所述第二熔丝部分的阳极，所述第二熔丝支路包括一第三熔丝部分和一第四熔丝部分，所述第三熔丝部分的阴极连接所述第四熔丝部分的阳极，且所述第一熔丝部分的阳极连接所述第三熔丝部分的阳极以形成所述第二连接端点，所述第二熔丝部分的阴极连接所述第四熔丝部分的阴极以形成所述第一连接端点。
更进一步的，每一所述熔丝支路包括的所述熔丝部分的个数相同。
更进一步的，所述熔丝部分的连接方式相同。
更进一步的，所述每一熔丝支路包括一个熔丝部分，所述第一熔丝支路内的熔丝部分的阴极与所述第二熔丝支路内的熔丝部分的阴极连接以形成所述第一连接端点，所述第一熔丝支路内的熔丝部分的阳极与所述第二熔丝支路内的熔丝部分的阳极连接以形成所述第二连接端点。
本发明还提供一种熔丝单元结构，包括：一第一熔丝支路结构，包括一第一阴极区和一第一阳极区；一第二熔丝支路结构，包括一第二阴极区和一第二阳极区；一第一连接布线，所述第一连接布线的一端连接所述第一阴极区，所述第一连接布线的另一端连接所述第二阴极区以构成所述熔丝单元结构的阴极区；以及一第二连接布线，所述第二连接布线的一端连接所述第一阳极区，所述第二连接布线的另一端连接所述第二阳极区以构成所述熔丝单元结构的阳极区。
更进一步的，所述第一熔丝支路结构还包括一第一熔丝线布线，所述第一熔丝线布线连接所述第一阴极区和所述第一阳极区；所述第二熔丝支路结构还包括一第二熔丝线布线，所述第二熔丝线布线连接所述第二阴极区和所述第二阳极区。
更进一步的，所述第一熔丝支路结构还包括第三阳极区、第三阴极区、第三熔丝线布线和第三连接布线，所述第一熔丝线布线的一端连接所述第一阴极区，所述第一熔丝线布线的另一端依次通过所述第三阳极区、所述第三连接布线、所述第三阴极区和所述第三熔丝线布线连接所述第一阳极区；所述第二熔丝支路结构还包括第四阳极区、第四阴极区、第四熔丝线布线和第四连接布线，所述第二熔丝线布线的一端连接所述第二阴极区，所述第二熔丝线布线的另一端依次通过所述第四阳极区、所述第四连接布线、所述第四阴极区和所述第四熔丝线布线连接所述第二阳极区。
更进一步的，所述第三熔丝线布线通过一中间部件连接所述第一阳极区；所述第四熔丝线布线通过一中间部件连接所述第二阳极区。
更进一步的，所述第一阴极区与所述第二阴极区的形状、尺寸和材料相同；所述第一阳极区与所述第二阳极区的形状、尺寸和材料相同；所述第一熔丝线布线与所述第二熔丝线布线的形状、尺寸和材料相同。
更进一步的，所述第一阴极区与所述第二阴极区的形状、尺寸和材料相同；所述第一阳极区与所述第二阳极区的形状、尺寸和材料相同；所述第一熔丝线布线与所述第二熔丝线布线的形状、尺寸和材料相同；所述第三阳极区与所述第四阳极区的形状、尺寸和材料相同；所述第三阴极区与所述第四阴极区的形状、尺寸和材料相同；所述第三熔丝线布线与所述第四熔丝线布线的形状、尺寸和材料相同；所述第三连接布线与所述第四连接布线的形状、尺寸和材料相同。
本发明提供的电熔丝电路，通过提供包括多个熔丝支路并联的熔丝单元，大大减小了单个熔丝部分因工艺偏差而影响熔丝单元编程前及编程后的良率的几率，且减小了不同硅片间的熔丝单元编程前及编程后阻值的波动范围。
附图说明
图1为一种电熔丝电路示意图。
图2为一种熔丝部分示意图。
图3为电熔丝电路的熔丝部分编程前的阻值示意图。
图4为电熔丝电路的熔丝部分编程后的阻值示意图。
图5为本发明一实施例的电熔丝电路示意图。
图6为本发明一实施例的熔丝单元结构的示意图。
图7为本发明另一实施例的熔丝单元结构的示意图。
图中主要元件附图标记说明如下：
520、熔丝单元；521、第一熔丝支路；522、第二熔丝支路；5211、第一熔丝部分；5212、第二熔丝部分；5221、第三熔丝部分；5222、第四熔丝部分；100、编程器件；102、第一端；104、第二端；106、控制端。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，图1为一种电熔丝电路示意图。如图1所示，电熔丝电路包括编程器件100和熔丝部分120。并请参阅图2，图2为一种熔丝部分示意图。如图2所示，熔丝部分120包括第一电极122、第二电极124及连接第一电极122与第二电极124的熔丝线126。第一电极122、第二电极124及熔丝线126一体成型，或为分立部分并通过连接件连接。其中，第一电极122可为阴极，第二电极124可为阳极。熔丝线126为电可编程材料。编程器件100为一可控的开关器件，包括第一端102、第二端104和控制端106，如场效应晶体管(mosfet)，第一端102为漏极，第二端104为源极，控制端106为栅极。如图1所示的电熔丝电路，编程器件100的第一端102连接熔丝部分120的第一电极122，编程器件100的第二端104接地(gnd)，熔丝部分120的第二电极124连接一电压源(vdd)，编程器件100的控制端106接收一控制信号。通过向控制端106施加一控制信号，向第二电极124与第二端104之间施加一电压可以改变流经熔丝线126的电流强度，并引起熔丝线126内的电子迁移，而使熔丝部分120处于编程前的低阻状态或编程后的高阻状态，而得到广泛应用。其中，一般希望编程前的低阻状态的阻值在70欧姆至140欧姆之间，而编程后的高阻状态的阻值到达5000欧姆以上。
然而，由于在不同批次，同一批次不同硅片，甚至是同一硅片的不同位置，工艺总有差别。这种工艺偏差就会使得熔丝部分120在编程前或编程后的阻止不在希望范围内，且不同熔丝部分之间的偏差比较大。请参阅图3，图3为电熔丝电路的熔丝部分编程前的阻值示意图。如图3所示，请参考“改进前”的阻值，在一定工艺条件下，由于硅片片内工艺偏差，同一硅片(如硅片2、4……12)上不同位置的熔丝部分的阻值偏差比较大，且较多熔丝部分的阻值会超出规格范围(如超出规格上限值)；由于硅片间的工艺波动，不同硅片间(如硅片2与4……与12之间)熔丝部分的阻值波动比较大。整体良率只有98.7％。请参阅图4，图4为电熔丝电路的熔丝部分编程后的阻值示意图。如图4所示，请参考“改进前”的阻值，在一定工艺条件下，由于硅片片内工艺偏差，同一硅片(如硅片2、4……12)上不同位置的熔丝部分的阻值偏差比较大，且较多熔丝部分的阻值会低于规格范围(低于5000欧姆)；由于硅片间的工艺波动，不同硅片间(如硅片2与4……与12之间)熔丝部分的阻值波动比较大。编程后的整体良率只有98.7％。编程前的整体良率及编程后的整体良率与目前的良率要求(99.9999％)都有很大距离。
本发明一实施例中，提供一种电熔丝电路以提高编程前的整体良率及编程后的整体良率。请参阅图5，图5为本发明一实施例的电熔丝电路示意图。如图5所示，电熔丝电路包括一熔丝单元520，熔丝单元520包括第一熔丝支路521和第二熔丝支路522，且每一熔丝支路包括至少一熔丝部分，如第一熔丝支路521包括第一熔丝部分5211和第二熔丝部分5212，第二熔丝支路522包括第三熔丝部分5221和第四熔丝部分5222，第一熔丝支路521与第二熔丝支路522并联连接形成第一连接端点523和第二连接端点524，其中第一连接端点523连接编程器件100的第一端102，第二连接端点524连接一电压源vdd。在本发明一实施例中，第一连接端点523为阴极电极端，第二连接端点524为阳极电极端。
在本发明一实施例，电压源vdd为任何可提供一电压的源，本发明对其类型不做限定。
在本发明一实施例，地(gnd)为一电压相对低的点，本发明对其类型不做限定。
如图5所示，第一熔丝支路521和第二熔丝支路522分别包括两个熔丝部分，且两个熔丝部分串联连接，即第一熔丝部分5211的阴极连接第二熔丝部分5212的阳极，第三熔丝部分5221的阴极连接第四熔丝部分5222的阳极。且第二熔丝部分5212的阴极连接第四熔丝部分5222的阴极形成熔丝单元520的第一连接端点523，也即构成熔丝单元520的阴极电极端；第一熔丝部分5211的阳极连接第三熔丝部分5221的阳极形成熔丝单元520的第二连接端点524，也即构成熔丝单元520的阳极电极端，如此构成第一熔丝支路521与第二熔丝支路522并联的结构。如不同熔丝部分由于工艺偏差导致阻值不同，如第一熔丝部分5211、第二熔丝部分5212、第三熔丝部分5221和第四熔丝部分5222的阻值分别是r1，r2，r3，r4，则总电阻等于(r1+r2)(r3+r4)/(r1+r2+r3+r4)。如此，即使r1，r2，r3，r4中某一个阻值发生变化并且超过规格范围，但基于平均效应其总阻值超出范围的几率大大降低，且不同电熔丝电路之间的偏差也大大缩小。请参阅图3，请参考“改进后”的阻值，在一定工艺条件下，由于硅片片内工艺偏差，同一硅片(如硅片2、4……12)上不同位置的熔丝部分的阻值偏差较改进前大大降低，且只有少数的熔丝部分的阻值会超出规格范围(如超出规格上限值)；由于硅片间的工艺波动，不同硅片间(如硅片2与4……与12之间)的熔丝部分的阻值波动降低。编程前的整体良率大大提升。请参阅图4，请参考“改进后”的阻值，在一定工艺条件下，由于硅片片内工艺偏差，同一硅片(如硅片2、4……12)上不同位置的熔丝部分的阻值偏差较改进前大大降低，且只有少数的熔丝部分的阻值会低于规格范围(低于5000欧姆)；由于硅片间的工艺波动，不同硅片间(如硅片2与4……与12之间)的熔丝部分的阻值波动降低。编程后的整体良率大大提升。
如图5所示，熔丝单元520包括两个并联的熔丝支路，每个熔丝支路包括两个熔丝部分，但本发明对并联的熔丝支路的个数并不做限定，只要存在至少两个并联的熔丝支路以形成平均效应即可。如图5所示，每个熔丝支路包括两个熔丝部分，但本发明对每一熔丝支路内的熔丝部分的个数并不做限定，每一熔丝支路可包括一个熔丝部分，第一熔丝支路521内的熔丝部分的阴极与第二熔丝支路522内的熔丝部分的阴极连接以形成第一连接端点523，第一熔丝支路521内的熔丝部分的阳极与第二熔丝支路522内的熔丝部分的阳极连接形成第二连接端点524；或每一熔丝支路包括多个熔丝部分串联连接，多个熔丝部分串联连接的方式与图5中两个熔丝部分串联的方式相同，在此不再赘述；或每一熔丝支路包括多个熔丝部分串并联混合连接，多个熔丝部分串联连接的方式与图5中两个熔丝部分串联连接的方式相同，熔丝部分并联的方式与如图5熔丝支路并联连接的方式相同，在此不再赘述。在一优选实施例中，每一熔丝支路内的熔丝部分的个数相同，如此达到较佳的平均效应。更进一步的，在一优选实施例中，每一熔丝支路内的熔丝部分的个数相同，熔丝部分的连接方式相同，如此达到较佳的平均效应。
如上所述，通过提供包括多个熔丝支路并联的熔丝单元，大大减小了单个熔丝部分因工艺偏差而影响熔丝单元编程前及编程后的良率的几率，且减小了不同硅片间的熔丝单元编程前及编程后阻值的波动范围。
本发明一实施例中，还提供一种熔丝单元结构。请参阅图6，图6为本发明一实施例的熔丝单元结构的示意图。如图6所示，熔丝单元结构包括第一熔丝支路结构810和第二熔丝支路结构820，第一熔丝支路结构810包括第一阴极区811和第一阳极区812，第二熔丝支路结构820包括第二阴极区821和第二阳极区822，熔丝单元结构还包括第一连接布线801和第二连接布线802，第一连接布线801的一端连接第一阴极区811，第一连接布线801的另一端连接第二阴极区821以构成熔丝单元结构的阴极区；第二连接布线802的一端连接第一阳极区812，第二连接布线802的另一端连接第二阳极区822以构成熔丝单元结构的阳极区。如此，构成第一熔丝支路与第二熔丝支路并联的结构，大大减小了单个熔丝部分因工艺偏差而影响熔丝单元编程前及编程后的良率的几率，且减小了不同硅片间的熔丝单元编程前及编程后阻值的波动范围。
更进一步的，如图6所示第一熔丝支路结构810还包括第一熔丝线布线813，第一熔丝线布线813连接第一阴极区811和第一阳极区812，如图6所示，第一熔丝线布线813的一端连接第一阴极区811，第一熔丝线布线813的另一端连接第一阳极区812，即第一熔丝线布线813分别直接连接第一阴极区811和第一阳极区812。第二熔丝支路结构820还包括第二熔丝线布线823，第二熔丝线布线823连接第二阴极区821和第二阳极区822，如图6所示，第二熔丝线布线823的一端连接第二阴极区821，第二熔丝线布线823的另一端连接第二阳极区822，即第二熔丝线布线823分别直接连接第二阴极区821和第二阳极区822。
在本发明一实施例中，第一熔丝线布线813也可不直接连接第一阳极区812，第二熔丝线布线823也可不直接连接第二阳极区822，即第一熔丝线布线813可通过一中间部件连接第一阳极区812，第二熔丝线布线823可通过一中间部件连接第二阳极区822。具体的，请参阅图7，图7为本发明另一实施例的熔丝单元结构的示意图。如图7所示，并请同时参阅图5，第一熔丝支路结构810还包括第三阳极区814、第三阴极区816、第三熔丝线布线817和第三连接布线815，第一熔丝线布线813的一端连接第一阴极区811，第一熔丝线布线813的另一端依次通过第三阳极区814、第三连接布线815、第三阴极区816和第三熔丝线布线817连接第一阳极区812。其中第一阴极区811、第一熔丝线布线813和第三阳极区814构成一熔丝部分结构，对应图5中的第二熔丝部分5212；第三阴极区816、第三熔丝线布线817及第一阳极区812构成一熔丝部分结构，对应图5中的第一熔丝部分5211；第一熔丝部分5211和第二熔丝部分5212通过第三连接布线815连接，更具体的，第三连接布线815的一端连接第三阳极区814，第三连接布线815的另一端连接第三阴极区816，以构成包括两个熔丝部分串接的第一熔丝支路结构810。第二熔丝支路结构820还包括第四阳极区824、第四阴极区826、第四熔丝线布线827和第四连接布线825，第二熔丝线布线823的一端连接第二阴极区821，第二熔丝线布线823的另一端依次通过第四阳极区824、第四连接布线825、第四阴极区826和第四熔丝线布线827连接第二阳极区822。其中第二阴极区821、第二熔丝线布线823和第四阳极区824构成一熔丝部分结构，对应图5中的第四熔丝部分5222；第四阴极区826、第四熔丝线布线827及第二阳极区822构成一熔丝部分结构，对应图5中的第三熔丝部分5221；第三熔丝部分5221和第四熔丝部分5222通过第四连接布线825连接，更具体的，第四连接布线825的一端连接第四阳极区824，第四连接布线825的另一端连接第四阴极区826，以构成包括两个熔丝部分串接的第二熔丝支路结构820。如此，即使第一熔丝部分5211，第二熔丝部分5212，第三熔丝部分5221，第四熔丝部分5222中某一个因工艺偏差使其阻值在编程前或编程后超过规格范围，但基于平均效应其总阻值超出范围的几率大大降低，且不同电熔丝电路之间的偏差也大大缩小。
更进一步的，在本发明一实施例中，第三熔丝线布线817通过一中间部件连接第一阳极区812，如一阳极区、一连接布线、一阴极区及一熔丝线布线连接第一阳极区812，本发明对中间部件的类型及数量不做限定。第四熔丝线布线827通过一中间部件连接第二阳极区822，如一阳极区、一连接布线、一阴极区及一熔丝线布线连接第二阳极区822，本发明对中间部件的类型及数量不做限定
如图6所示，熔丝单元结构包括两个并联的熔丝支路结构，但本发明对并联的熔丝支路的个数并不做限定，只要存在至少两个并联的熔丝支路结构以形成平均效应即可。如图7所示，每个熔丝支路结构包括两个熔丝部分结构，但本发明对每一熔丝支路结构内的熔丝部分结构的个数并不做限定，其可包括多个熔丝部分结构。
在本发明一实施例中，如图6所示，第一阴极区811与第二阴极区821的形状、尺寸和材料相同，如图6所示，第一阴极区811与第二阴极区821均为长方形，且两者的长相等，宽也相等，当然，第一阴极区811与第二阴极区821也可为其它形状，本发明对此不做限定；并，第一阳极区812与第二阳极区822的形状、尺寸和材料相同，如图6所示，第一阳极区812与第二阳极区822均为长方形，且两者的长相等，宽也相等，当然，第一阳极区812与第二阳极区822也可为其它形状，本发明对此不做限定；并，第一熔丝线布线813与第二熔丝线布线823的形状、尺寸和材料相同，如图6所示，第一熔丝线布线813与第二熔丝线布线823均为长方形，且两者的长相等，宽也相等，当然，第一熔丝线布线813与第二熔丝线布线823也可为其它形状，本发明对此不做限定。以使第一熔丝支路结构810与第二熔丝支路结构820之间达到最佳的平均效应。
在本发明一实施例中，如图7所示，相对于图6，更进一步的，第三阳极区814与第四阳极区824的形状、尺寸和材料相同；并，第三阴极区816与第四阴极区826的形状、尺寸和材料相同；并，第三熔丝线布线817与第四熔丝线布线827的形状、尺寸和材料相同；并，第三连接布线815与第四连接布线825的形状、尺寸和材料相同。以使第一熔丝支路结构810与第二熔丝支路结构820之间达到最佳的平均效应。
在本发明一实施例中，第一连接布线801、第二连接布线802、第三连接布线815及第四连接布线825，为导电材料布线，如铜。
上述实施例中提到的“连接”可为直接连接，即两个部件不经过其它部件直接连接在一起；或，为间接连接，即两个部件经过其它部件连接在一起。
上述实施例中提到的“相同”和“相等”可有一定的误差。在一实施例中，该误差为5％；在一较优实施例中，该误差为10％；在一更佳实施例中，该误差为20％。
综上所述，通过提供包括多个熔丝支路并联的熔丝单元，大大减小了单个熔丝部分因工艺偏差而影响熔丝单元编程前及编程后的良率的几率，且减小了不同硅片间的熔丝单元编程前及编程后阻值的波动范围。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。