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熔丝元件编程电路

申请号 CN201420780151.9 申请日 2014-12-11 公开(公告)号 CN204242591U 公开(公告)日 2015-04-01
申请人 半导体元件工业有限责任公司; 发明人 J·W·霍尔;
摘要 本实用新型涉及熔丝元件编程 电路 。提供了一种用于编程熔丝元件的电路,包括:具有熔丝元件的存储单元,所述熔丝元件包括第一 半导体 材料体区和 硅 化物层;编程电路,被配置为形成编程 电流 以编程所述熔丝元件;以及编程元件,被配置为控制所述编程电流的值,所述编程元件具有第二半导体材料体区,但不是硅化物层。通过上述方案,可以解决提供可靠的编程元件。
权利要求

1.一种用于编程熔丝元件的电路,包括:
具有熔丝元件的存储单元,所述熔丝元件包括第一半导体材料体区和化物层;
编程电路,被配置为形成编程电流以编程所述熔丝元件;以及
编程元件,被配置为控制所述编程电流的值,所述编程元件具有第二半导体材料体区,但不是硅化物层。
2.根据权利要求1所述的电路,其中所述编程元件的电阻率基本上代表所述熔丝元件的所述第一半导体材料体区的电阻率。
3.根据权利要求1所述的电路,其中所述编程电路包括用于形成所述编程电流的值的装置,所述编程电流的值引起在所述熔丝元件的所述第一半导体材料体区的一部分上的硅化物材料的电迁移,并增加所述熔丝元件的电阻率。
4.根据权利要求1所述的电路,其中所述编程元件的电阻率基本上代表在将所述第一材料半导体体区与所述硅化物层合金之前的所述熔丝元件的所述第一半导体材料体区的电阻率。
5.一种用于熔丝元件的编程电路,包括:
熔丝元件,具有第一半导体层以及硅化物层,其中所述第一半导体层具有第一电阻率以及所述硅化物层具有第二电阻率;以及
所述编程电路被配置为使用具有基本上是所述第一电阻率的第三电阻率的编程元件来控制通过所述熔丝元件的编程电流的值。
6.根据权利要求5所述的编程电路,进一步包括:所述编程元件包括第二半导体层,其中所述编程元件基本上没有硅化物层。
7.根据权利要求5所述的编程电路,包括:所述控制电路被配置为形成所述编程电流,以基本上在所述硅化物层中而不是在所述第一半导体层中产生空隙。
8.根据权利要求7所述的编程电路,进一步包括所述控制电路,以形成所述编程电流,以将所述第一电阻率增加到第四电阻率以及基本上不在所述第一半导体层中形成空隙。
9.一种一次可编程的编程电路,包括:
熔丝元件,具有电阻、由半导体材料形成的第一半导体层和硅化物层,其中所述第一半导体层具有体区,所述体区具有基本上是第一电阻率的体电阻率,以及所述硅化物层具有小于所述第一电阻率的第二电阻率;以及
编程电路,响应于编程元件的体区控制通过所述熔丝元件的编程电流的值,其中所述编程元件的所述体区基本上由所述半导体材料形成,以及其中所述编程电流增加所述熔丝元件的所述电阻。
10.根据权利要求9所述的编程电路,进一步包括所述编程元件的至少所述体区基本上没有硅化物材料。
11.根据权利要求9的所述编程电路,包括所述编程电路被配置为引起硅化物材料的电迁移以及增加所述熔丝元件的所述电阻。
12.根据权利要求9的所述编程电路,包括所述编程电路被配置为控制所述编程电流的值,以在所述熔丝元件的体区中产生引起所述熔丝元件的所述体区中的掺杂剂电迁移的电流密度

说明书全文

熔丝元件编程电路

技术领域

[0001] 本实用新型一般涉及电子设备,并且更具体地涉及半导体、其结构及其形成半导体装置的方法。

背景技术

[0002] 在过去,半导体工业利用各种电路和方法形成一次可编程的(OTP)存储电路。这些存储电路中的一些利用可以被编程为开路或者保持为电阻电路的可编程电阻器以确定存储单元的输出是否是逻辑"1"或逻辑"0"。对可编程电阻器进行编程的现有方法一般涉及通过可编程电阻器传导电流以产生开路或者电阻的变化。通常由通过具有与存储元件类似的构造的另一个电阻器的电流形成编程电流。其它实现方式使用固定的外部参考电流形成编程电流。对可编程的元件进行编程通常导致不利地影响最终电路的产率和成本的欠编程,或者不利地影响最终电路的产率或者可靠性的过编程。在一些应用中,这些参考电路需要大面积的管芯,其增加了成本。在一些应用中,随着温度变化,编程电流可以变化,由此引起可以导致增加的成本或者更低的可靠性的不可靠的编程。
[0003] 因此,具有可以更可靠地编程可编程的元件,和/或提供对温度和/或工艺变化的补偿,和/或提供对施加的激励的补偿的电路和方法是合乎需要的。实用新型内容
[0004] 本实用新型的一个实施例包括一种用于编程熔丝元件的电路,其包括具有熔丝元件的存储单元、编程电路和编程元件,所述熔丝元件包括第一半导体材料体区和化物层,所述编程电路被配置为形成编程电流以编程所述熔丝元件,以及所述编程元件被配置为控制所述编程电流的值,所述编程元件具有第二半导体材料体区而不是硅化物层。
[0005] 本实用新型的一个实施例包括一种用于熔丝元件的编程电路,其包括熔丝元件和编程电路。所述熔丝元件具有第一半导体层以及硅化物层,其中所述第一半导体层具有第一电阻率以及所述硅化物层具有第二电阻率。所述编程电路被配置为使用具有基本上是所述第一电阻率的第三电阻率的编程元件控制通过所述熔丝元件的编程电流的值。
[0006] 本实用新型的一个实施例包括一种OTP编程电路,其包括熔丝元件和编程电路。所述熔丝元件具有电阻、由半导体材料形成的第一半导体层和硅化物层,其中所述第一半导体层具有体区,所述体区具有基本上是第一电阻率的体电阻率,以及所述硅化物层具有小于所述第一电阻率的第二电阻率。所述编程电路,响应于编程元件的体区,以控制通过所述熔丝元件的编程电流的值,其中所述编程元件的所述体区基本上由所述半导体材料形成,以及其中所述编程电流增加所述熔丝元件的所述电阻。
附图说明
[0007] 图1示意性地示出了根据本实用新型的一次可编程的(OTP)存储系统的一部分的实施例的示例;
[0008] 图2示意性地示出了根据本实用新型的图1的系统的可替代实施例的一次可编程的(OTP)系统的一部分的实施例的示例;
[0009] 图3示出了根据本实用新型的在形成的中间阶段的图2的电路的编程元件和熔丝元件的实施例的一部分的示例的等轴视图;
[0010] 图4示出了根据本实用新型的在形成图4的元件的方法中的另一个阶段;
[0011] 图5示出了根据本实用新型的在图2的熔丝元件的编程期间的各种阶段的图4的元件;
[0012] 图6是具有示出了根据本实用新型的编程电流的值的实施例的示例的绘图的图;
[0013] 图7示出了根据本实用新型的图4的一些元件的可替代实施例的一部分的示例的等轴视图;以及
[0014] 图8示出了根据本实用新型的包括图1或者图2的电路或者系统的半导体装置的放大平面图。
[0015] 为图示(一个或多个)的简单和清楚起见,图中的元件不一定按比例,为说明的目的可以放大一些元件,以及在不同的图中相同的参考数字表示相同的元件,除非另有说明。另外,为描述的简单起见而省略了众所周知的步骤和元件的描述和细节。如在此使用的载流元件或者载流电极意味着装置的携载通过装置的电流的元件,诸如MOS晶体管的源极或者漏极,或者双极型晶体管的发射极或者集电极,或者二极管阴极或者阳极的装置的元件,并且控制元件或者控制电极意指装置的控制通过该装置的电流的元件,诸如MOS晶体管的栅极或者双极型晶体管的基极。另外,一个载流元件可以以一个方向携载电流通过装置,诸如携载电流进入装置,以及第二载流元件可以以相反的方向携载电流通过装置,诸如携载电流离开装置。虽然在这里装置被说明为某些N沟道或P沟道装置,或者某些N型或P型掺杂区,但是本领域技术人员将明白根据本实用新型互补装置也是可能的。本领域技术人员理解导电类型指的是通过其导通发生的结构,诸如通过空穴或者电子的导通,因此,导电类型不指掺杂浓度而是诸如P型或者N型的掺杂类型。本领域技术人员将明白,如在此使用的与电路操作有关的词在...期间、同时和当…的时候不是意指依据启动行为因而行为立即发生的精确的术语,而是在由启动行为启动的反应之间可以存在诸如各种传播延迟的一些小的但合理的延迟(一个或多个)。另外,术语同时意指某行为至少发生在启动行为的期间的一些部分内。词"近似"或"大约"的使用指的是元件值具有期待非常接近于状态值或位置的参数。然而,本领域中众所周知是总有较小的变化阻止值或位置精确地如所述。在本领域中非常确实的是高达至少百分之十(10%)(并且对于半导体掺杂浓度高达百分之二十(20%))的变化是与如精确地描述的理想目标合理的变化。当关于信号的状态使用时术语“指定"意指信号的有效状态,以及术语意指“否定”意指信号的无效状态。实际的信号的电压值或逻辑状态(诸如“1”或者“0”)依赖于是否使用正或者负逻辑。
由此,依赖于是否使用正逻辑或者负逻辑,指定可以是或者高电压或者高逻辑或低电压或者低逻辑,以及依赖于是否使用正逻辑或者负逻辑,否定可以是或者低电压或者低状态或者高电压或者高逻辑。在此,使用正逻辑常规,但本领域技术人员理解还可以使用负逻辑常规。如使用在元件的名字的一部分中的在权利要求或/和具体实施方式中的术语第一、第二、第三以及类似物,被用于区分类似的元件以及不一定或者时间地、空间地以排名或者以任何其他的方式描述顺序。应当理解,这样使用的术语在适当的环境之下是可互换的,而且在此描述的实施例能够以除在此描述或者示出的外其它的顺序操作。为了附图的清楚,器件结构的掺杂区被示出为具有通常直线边缘和精确的倾斜的。然而,本领域技术人员理解,由于掺杂剂的扩散和激活,掺杂区的边缘通常可能不是直线而角可能不是精确的角度。

具体实施方式

[0016] 图1示意性地示出了一次可编程的(OTP)存储系统100的一部分的实施例的示例。系统100包括以常规的方式通过存储单元12和13示出的多个存储单元。单元12和13包括相应的熔丝元件15和19,所述熔丝元件15和19被配置为被编程来确定相应的单元12和单元13的逻辑状态。通过或者在元件15和19的电阻中引起变化或者没有引起变化来编程元件15和19。单元12和13通常还可以通常包括编程选择开关或者选择开关,诸如由示例晶体管16和20示出的开关。如由本领域技术人员很好地明白的,单元12和13通常包括被利用以读取或者决定编程到单元12和13中的状态的各种其它元件,诸如确定相应的熔丝元件15和19的状态或者电阻的相应的读取控制电路17和21。单元12和13还可以包含各种其它逻辑元件或无源元件,例如读选择线23和24。电路125被配置为形成编程电流39,以在系统100的编程操作期间编程元件15和19的状态。
[0017] 图2示意性地示出了系统100的可替代实施例的OTP存储系统10的一部分的实施例的示例。系统10包括作为电路125的可替代实施例的编程电路25。电路25基本上类似于电路125,并形成电流39以与电路125类似地运行,但是电路25可以具有与电路125不同的内部电路。
[0018] 电路25通常在电压输入70和电压返回71之间接收用于操作电路25的电源。返回71可以连接到诸如地或者其它常用参考值的常用电压参考。还可以利用在输入70上接收的操作电源用于操作单元12和单元13。电路25通常包括控制电路43,利用所述控制电路43启动元件15和19的编程并选择哪个存储单元将被编程。在一些实施例中,电路43可以在控制输入73上接收编程选择信号并可以包括用于选择信号18和22的输出。在一个实施例中,电路25被配置为形成控制电流27并形成与电流27成比例的编程电流39。电路25包括被配置为控制电流27的值,由此控制电流39的值的编程元件26。在其它实施例中,电路25可以被配置为直接地形成电流39,例如使用电流27或者使用元件26的其它装置以控制电流39的值。在一些实施例中,可以控制电流39的峰值。
[0019] 在一个实施例中,电路25包括放大器31,所述放大器31从参考发生器30接收参考电压并控制晶体管32以在节点33处形成代表来自参考30的参考电压的电压。电路25的实施例包括电流镜,其包括晶体管36和37。当电流38具有至返回71的低电阻导通路径时,流过晶体管36的电流27使得晶体管37形成与电流27的值成比例的电流38。如为本领域技术人员所知的,电流27和电流38之间的比例代表晶体管36和37的有源区的比例。
[0020] 当电路25没有在编程诸如单元12和13的存储单元时,禁止例如晶体管16和20的选择开关,启用例如电路25的晶体管42的取消选择开关,使得电流38流过晶体管42并且没有流向诸如单元12和单元13的存储单元。由此,电流39基本上是零。在一些实施例中,电路25可以包括仅仅在编程操作期间而不在其它操作期间启用参考30的可选的参考启用信号29。这帮助降低电路25和系统10的功率损耗并增加可靠性。
[0021] 图3示出了类似于编程元件26的编程元件45和类似于熔丝元件15和19中的一个或者两者的熔丝元件50的实施例的一部分的示例的等轴视图。图3示出了在形成元件45和50的方法中的中间阶段的元件45和50。通常形成的元件45包括体区49,所述体区
49连接到配置于体区49的相对端的接触区域47和48。区49和区域47和48形成元件45的体层46。类似地,元件50包括体区54,所述体区54连接到配置于体区54的相对端的接触区域52和53。区54和区域52和53形成元件50的体层51。体区49和54通常由基本上具有相等的电阻率的半导体材料形成,使得区49和54的电阻率基本上是相等的。如区域49到54一样区域47和48以及区域52和53通常由相同的材料形成。非限制示例实施例包括形成以多晶硅或者掺杂多晶硅层作为半导体材料,并图形化多晶硅以形成体区49和54和/或体层46和51。由此,在一些实施例中,区49和54的厚度可以基本上类似。在一个实施例中,半导体材料的电阻率可以大约是5E-3到9E-3ohm-cm。
[0022] 本领域技术人员将明白,由于区域49和54通常具有比相应的区域47/48和52/53小的横断面面积,以及在一些实施例中可以比相应的区域47/48和52/53长,所以层46和51的总电阻通常由相应的区49和54的电阻支配。
[0023] 图4示出了在形成元件45和50的方法中的另一个阶段。至少在元件50的体区54上形成硅化物材料58。用于硅化物材料58的材料可以是诸如钴、或者其它合适的材料的各种众所周知的材料中的任意种类。在其它实施例中,如通过硅化物材料59和60所示出的,还可以在区域52和53上形成硅化物材料。对于包括材料59和60的实施例,材料
59和60可以与材料58同时形成。材料58,或者可选的材料58-60,在元件50的层51的半导体材料上形成硅化物层57。可以将元件50退火以形成如硅化物合金的层57。在一些实施例中,硅化物材料可以与层51的半导体材料的一小部分形成合金,例如以概略方式通过虚线61所示出的。本领域技术人员将明白,由于可以使用半导体材料的一部分以形成如由虚线61所示出的硅化物合金,因此在元件50上形成硅化物材料可以降低体层51的半导体材料的厚度。材料58具有比区54的材料低得多的电阻率和总的更低的电阻。
[0024] 然而,硅化物材料不形成在至少元件45的体区49上。在一些实施例中,可以在相应的区域47和48上形成硅化物材料66和67,以帮助制造对于元件45的低电阻接触。在其它实施例中,可以省略硅化物材料66和67,以及在一些实施例中,可以不在任何元件45上形成硅化物材料,使得层46基本上无硅化物材料。对于包括材料66和67的实施例,材料66和67可以与材料58和/或58-60同时形成。类似于层57的材料,材料66和67通常与区域47和48的半导体材料的小部分形成合金,诸如由虚线68和69所示出的。因此,区49和元件45电阻率保持基本上代表元件50的相应的区54和层51的电阻率。“代表电阻率”意味着两个区或者层的电阻率受在制造工艺中的变化的基本上同样的影响。例如,相信材料性质或者元件尺寸的变化或者其它工艺变化基本上同样地影响这些元件。本领域技术人员将明白,即使硅化物材料可以使得层51的材料的厚度产生小的减少,仍然认为元件45的体区49的电阻率保持基本上代表元件50的体区54的电阻率。例如,在一个实施例中,区49和54的电阻率大约是5E-3到9E-3ohm-cm以及包括层57的元件50的电阻率大约是1E-4到2.5E-4ohm-cm。
[0025] 参考回图2,形成基本上类似于元件45的元件26并基本上类似于元件50地形成元件15和19。为了编程其中一个存储单元,选择线18或者22中的一个选择线被确立以选择单元12和13中相应的一个单元,且晶体管42被禁止。对于该示例假设单元12将被编程以及信号18被确立以启用晶体管16。禁止晶体管42允许电流38作为电流39流向存储单元。因为晶体管16被启用,电流39流过熔丝元件15。电路25被配置为控制电流39的值,以增加元件15的电阻率和总电阻。
[0026] 图5示出了通过元件50示出的例如元件15和/或元件19的熔丝元件的编程期间的各种阶段的元件45和50。
[0027] 图6是具有示出了电流39的值的实施例的示例的绘图80的图。横坐标表示时间以及纵坐标表示示出的信号的增加的值。为了附图的清楚,绘图80中的不连续表示时间比例中的不均匀性。该描述参考图2以及图5-6。假设在时间T0处,晶体管42被启用以及电流39基本上是零。在时间T1处,电路25确立信号18或者22中的一个信号,从而开始编程相应的熔丝元件15或者19,并随后禁止晶体管42。由此,电流38作为电流39流向单元12或者13,并通过晶体管16或者20中选择的晶体管。假设单元12被选择,电流39流过元件15和晶体管16。参考图5,其中元件50代表元件15,电流39如由图5中的箭头示出的流过元件15。因此,如由代表电压电位的箭头85所示出的,在元件50的两端形成电压。
电路25被配置为控制电流39的值到使得元件15的电阻增加的值。实施例包括,电路25被配置为控制电流39的值,以使得至少一些硅化物材料电迁移远离区54,由此增加元件15的电阻率和总电阻。另一个实施例可以包括,电路25被配置为控制电流39的值,以引起至少一些掺杂材料的电迁移并增加元件15的电阻。另一个实施例可以包括,电路25被配置为控制电流39的值,以使得至少一些掺杂材料电迁移远离区域54,或者在一些实施例中远离区域54的至少一部分,由此增加元件15的电阻率和总电阻。
[0028] 由于层57具有比层51更低的电阻率和电阻,电流39最初主要通过层57的硅化物材料。在一些实施例中,形成元件26的电阻以在层57中产生比在元件26中大得多的电流密度。对于包括晶体管36和37的电流镜的实施例,电流镜可以帮助形成两个不同的电流密度。例如,在时间T1和T2之间,电流39主要流过层57并使得层57发热。发热使得层57的电阻增加,并如在时间T2-T3之间所示出的电流39作为回应可以减小。在元件50中发热继续,并且诸如在时间T3-T4之间所示出的电流39可以增加。硅化物材料58可以扩散到元件50的体区中。硅化物材料50,或者在一些实施例中至少其一部分,迁移到元件50的更正端并与硅化物材料60在元件50的区域53中或者在元件50的区域53上积聚。在一些实施例中,一些硅化物材料59可以扩散到区域52的一部分中。硅化物材料59的至少一部分还开始从区域52上方向更正端迁移,并与材料60在元件50的区域53中或者在元件50的区域53上积聚。在一些实施例中,一些硅化物材料可以最终在区域53附近积聚,例如位于区域54的小部分上,如图5中由曲线所示出的。
[0029] 从时间T4到T5,通过元件26,例如通过元件26的电阻控制电流39的值。一个实施例可以包括控制电流39的峰值。区49被形成为导致足以在区54中形成引起电迁移的电流密度的电流39的值。电流密度在区54中形成足够大以引起电迁移的局部电场。另外,电流39的值响应于区49的横断面面积的变化。由此,如果横断面面积变化,则电流值响应地变化。在一个实施例中,电路25被配置为控制电流39的值到使得元件15的电阻增加而没有在区54中形成空隙的值。在一个实施例中,通过元件26控制电流39的值使得区域54中的电流密度在体区54中形成局部电场,以引起硅化物材料和/或在一些实施例中掺杂剂(例如掺杂材料的原子)两者的朝向区域53的电迁移。在一个示例实施例中,形成元件26的电阻以控制电流39的值,以在区54中形成大约1E3到10E3volts/cm的局部电场。选择电流39的值,以及在一些实施例中选择电流39的峰值,以引起硅化物材料和/或在一些实施例中掺杂剂的迁移,以及留下体区54中的半导体材料。一个实施例可以包括,电路25被配置为形成在区54中的电流密度以及电流39的值到在层57(图4)中基本上形成空隙以及在区域54中基本上不形成空隙的值。在一个实施例中,电路25被配置为形成电流39的值以基本上引起在元件15的硅化物材料58的一部分中的空隙,而不在区54中引起空隙。在一个实施例中,基本上全部材料58向区域53迁移以及与材料60积聚。选择元件26的电阻使得电流39的值足够高,以在区域54中设定电流密度,以使得层57中的硅化物原子扩散到元件50的体区中。一个实施例可以包括形成具有不同于体区54的横断面面积的体区49,使得体区26可以更精确地设定电流39的值以引起电迁移。另一个实施例可以包括区49的横断面面积大于区54的横断面面积。相信电迁移使得区54的电阻率比刚刚在编程之前的电阻率的幅值增加若干数量级。由于电迁移,电流39之后主要地流过区54,以及区54的电阻率基本上决定元件15的电阻率和总电阻。还由于电迁移,电流39将体区54形成为基本上非硅化物体区。
[0030] 由与熔丝元件相同的材料形成的先前参考元件形成编程电流,所述编程电流在熔2
丝元件的体中形成诸如大约1E7到大约1E8amps/cm的非常高的电流密度。由于先前的参考元件和熔丝元件被硅化,参考元件的硅化物部分支配电流的行为和参考元件的行为。并且,相信电流并不主要响应于参考元件的体部分。
[0031] 随着元件15的电阻增加,在电路25的节点40处的电压增加,使得晶体管37传导更少的电流,由此降低电流39的值,诸如图6中时间T5和T7之间所示出的。因为电流39减小,更少的电流流过元件15。在一个实施例中,电路43可以被配置为在固定时间间隔之后终止形成电流39,例如通过在该时间间隔之后终止电流39。例如,在该时间间隔之后,诸如晶体管42的取消选择开关可以被启用,以及由晶体管16代表的开关可以被禁止,以使得电流38流过取消选择开关,例如如在时间T6处所示出的。可以选择时间间隔以允许足够的时间来增加元件15的总电阻。在一个实施例中,选择时间间隔以引起硅化物材料的迁移。一个实施例可以包括,电流39的低值基本上终止元件15的编程。一个实施例可以包括,配置电路25以形成具有诸如时间T4处的第一值的编程电流39,以增加元件15的电阻率,并响应于形成增加的电阻率,减小电流39的值到诸如在时间T5-T6之间的第二值,其中电流
39的减小的值大于零。在其它实施例中,电路25可以被配置为监测电流39的值,并且一旦电流39从第一值(例如在T4和刚刚在T5之前之间的值)减小到低于第一值的第二值(诸如在T5和T7之间的值),表示元件15的电阻已经增加。本领域技术人员将明白,绘图
80不按比例并包括在时间T4-T5之间的不连续。在一个实施例中,从T1-T4的时间具有在纳秒范围中的幅度,从T4-T5的时间为微秒或者数百微秒的幅度,以及从T5-T6的时间为数百微秒到毫秒的幅度。
[0032] 因为元件26的体区49的电阻率基本上代表编程元件15和19的体区54的电阻率,编程电流39的值将追踪在元件15和19中由制造或者工艺变化引起的变化,这是因为元件26的体区的电阻率将随着元件15和19的体区的电阻率的值的变化而变化。一个实施例可以包括,形成具有基本上类似宽度的体区49和54。相信基本上类似的宽度帮助区49和54具有由工艺变化和/或温度变化引起的基本上类似的变化。另外,由于影响元件
15和19的温度的改变还影响元件26以及元件26的值设置编程电流39的值,因此编程被配置为对于环境温度变化而进行调节。
[0033] 图7示出了元件26和或45的可替代实施例的一部分的示例的等轴视图。在一个实施例中,元件26可以形成为包括具有多个体区部75的体区49。通常,部75可以形成为第一多个并联部,其与第二多个并联部串联连接。第一和第二并联部连接在一起。在一个实施例中,它们可以在公共的接触区域76处连接在一起。在其它实施例中,它们可以通过在两组部之间延伸的导体(未示出)连接在一起。多个部75的电阻率和总电阻基本上等于区49的电阻率和总电阻。多个部75帮助降低由工艺变化引起的元件26的总电阻的变化。
[0034] 为了帮助提供在此描述的功能,元件26的第一端子连接到返回71以及元件26的第二端子连接到节点33。节点33共同连接到晶体管32的源极和放大器31的反相输入。放大器31的非反相输入连接到参考30的输出。放大器31的输出连接到晶体管32的栅极。
晶体管32的漏极共同连接到晶体管36的漏极、晶体管36的栅极和晶体管37的栅极。晶体管36的源极连接到输入70和晶体管37的源极。晶体管37的漏极共同连接到节点40和连接到晶体管42的漏极。晶体管42的源极连接到返回71。晶体管42的栅极连接到电路
43的使能输出。节点40还连接到元件15的第一端子和元件19的第一端子。元件15的第二端子连接到晶体管16的漏极,所述晶体管16具有连接到返回71的源极。元件19的第二端子连接到晶体管20的漏极,所述晶体管20具有连接到返回71的源极。晶体管16的栅极连接到来自电路43的选择线18。晶体管20的栅极连接到电路43的选择线22。
[0035] 图8示出了形成在半导体管芯96上的半导体装置或者集成电路95的实施例的一部分的放大平面图。在管芯96上可以形成电路25和/或单元12和13和/或系统10。为附图的简单起见,管芯96还可以包括未在图8中示出的其它电路。通过本领域技术人员公知的半导体制造技术将电路25和装置或者集成电路95形成在管芯96上。
[0036] 从在此的描述,本领域技术人员可以确定根据一个实施例,用于编程熔丝元件的电路可以包括:
[0037] 诸如单元12的存储单元,具有包括例如掺杂半导体材料的第一半导体材料的熔丝元件,例如区54的体区,以及例如层57或者材料58的硅化物层;
[0038] 例如电路25或者125的编程电路被配置为形成例如电流39的编程电流,以编程熔丝元件;以及
[0039] 诸如元件45的编程元件,被配置为控制编程电流的值,所述编程元件具有第二半导体材料体区,例如区49,而不是硅化物层。
[0040] 一个实施例可以包括编程元件的电阻率基本上代表熔丝元件的第一半导体材料体区的电阻率。
[0041] 在一个实施例中,编程元件可以包括基本上没有硅化物材料的掺杂多晶硅体区。
[0042] 另一个实施例可以包括编程电路可以包括用于形成编程电流的值的装置,以引起在熔丝元件的第一半导体材料体区的一部分的上面的硅化物材料的电迁移,并增加熔丝元件的电阻率。
[0043] 在一个实施例中,编程元件可以包括多个耦接的部,其中多个部中的每个部基本上相等。
[0044] 一个实施例可以包括:第一和第二半导体材料体区可以包括第一和第二多晶硅体区。
[0045] 在一个实施例中,编程元件的电阻率可以基本上代表在将第一材料半导体体区与硅化物层合金之前的熔丝元件的第一半导体材料体区的电阻率。
[0046] 本领域技术人员将明白形成用于熔丝元件的编程电路的方法的具体实现可以包括:
[0047] 形成具有第一半导体层(诸如层51)和硅化物层(例如层58-60中的一个或者可替代的全部)的熔丝元件,其中第一半导体层有具有第一电阻率的体区(诸如区54)和具有第二电阻率的硅化物层;以及
[0048] 配置编程电路,以响应于编程元件的体区的横断面面积或者替代地编程元件的电阻而不响应于通过硅化物材料的电流,来控制通过所述熔丝元件的编程电流(诸如电流39)的值,其中编程元件的体区由半导体材料形成,以及其中编程电流的值引起熔丝元件的电阻率的增加。
[0049] 一个方法的实施例可以包括形成配置编程电路以控制编程电流的值到第一电阻率。
[0050] 另一个实施例可以包括形成具有与第一电阻率基本上相等的第四电阻率的编程元件的体区。
[0051] 一个实施例可以包括形成编程电流而不增加第四电阻率。
[0052] 本领域技术人员将明白形成用于熔丝元件的编程电路的方法的具体实现可以包括:
[0053] 形成诸如元件50的熔丝元件,所述元件具有例如层51的第一半导体层和例如层57或者材料58的硅化物层,其中第一半导体层具有第一电阻率以及硅化物层具有第二电阻率;以及
[0054] 配置诸如电路25或者电路125的编程电路,以使用例如具有大于第二电阻率的第三电阻率的元件45的编程元件来控制通过熔丝元件的编程电流的值。
[0055] 一个方法的实施例可以包括形成编程元件以包括第二半导体层,其中编程元件基本上没有硅化物层,以及其中第二半导体层基本上具有第一电阻率。
[0056] 另一个方法的实施例可以包括配置控制电路以形成编程电流,以基本上引起在硅化物层中而不是在第一半导体层中的空隙。
[0057] 在一个实施例中,方法可以包括配置控制电路以形成编程电流,以将第一电阻率增加到第四电阻率以及基本上不在第一半导体层中形成空隙。
[0058] 另一个实施例可以包括配置控制电路以形成具有如下值的编程电流,其增加第一电阻率到第四电阻率,并响应于形成第四电阻率而减小编程电流到第二值,其中第二值大于零。
[0059] 本领域技术人员还将明白形成用于熔丝元件的编程电路的方法的具体实现可以包括:
[0060] 形成诸如元件15或者元件50的熔丝元件,所述元件具有电阻、诸如层51的第一半导体层和诸如层57或者材料58的硅化物层,其中第一半导体层具有例如区54的体区,所述体区具有基本上是第一电阻率的体电阻率,以及硅化物层具有小于第一电阻率的第二电阻率;以及
[0061] 配置例如电路125或者电路25的编程电路,响应于例如元件45的编程元件的例如区49的体区,以控制通过熔丝元件的例如电流39的编程电流的值,其中体区由例如多晶硅或者掺杂多晶硅的半导体材料形成,以及其中编程电流的值或者替代地编程电流增加熔丝元件的电阻。
[0062] 另一个方法的实施例可以包括形成具有与第一电阻率基本上相等的第三电阻率的编程元件。
[0063] 一个方法的实施例可以包括形成至少编程元件的体区基本上没有硅化物材料。
[0064] 在一个实施例中,方法可以包括由基本上没有硅化物材料的半导体材料形成编程元件的体区。
[0065] 一个方法的实施例可以包括配置编程电路以引起硅化物材料的电迁移以及增加熔丝元件的电阻。
[0066] 另一个实施例可以包括配置编程电路以形成编程电流的值,以在熔丝元件的体区中导致引起硅化物材料的电迁移的电流密度。
[0067] 一个方法的实施例可以包括配置编程电路以控制编程电流的值,以导致在熔丝元件的体区中的,引起在熔丝元件的体区中的掺杂剂的电迁移的电流密度。
[0068] 另一个实施例可以包括配置编程电路以形成编程电流的值,以导致在熔丝元件的2
体区中的大约1E7到1E8amps/cm的电流密度。
[0069] 考虑到上述所有,很明显公开公开了新型的装置和方法。除了其他特征之外,包括了形成没有硅化物层的编程元件,以控制控制通过硅化物熔丝元件的编程电流的值。在一个实施例中,编程电路可以被配置为通过从熔丝元件的体区去除硅化物材料的至少一部分,而没有在体区的半导体材料层中引起开路,来增加熔丝元件的电阻率。使用具有基本上类似于熔丝元件的体区的半导体材料层的电阻率的电阻率的编程元件,帮助提供熔丝元件的良好控制的编程,以及增加最终的熔丝电阻和产率和可靠性。
[0070] 虽然利用特定的优选实施例和示例实施例描述主题,上述附图以及其描述仅仅描绘本主题的典型的和示例实施例,以及不因此被认为是其范围的限制,很明显许多替换物以及变化对本领域技术人员将是显而易见的。将被本领域技术人员明白的,将系统10和电路25的示例形式用作媒介以说明增加电阻率而没有在熔丝元件中形成开路的编程功能。本主题已经用于描述特定的P通道和N沟道晶体管装置,虽然本方法直接地适用于双极型晶体管,以及适用于其它MOS和其它晶体管装置。
[0071] 如在下文中的权利要求反映的,有创造的方面在于小于单个在前公开的实施例的所有特征。因此,在下文中表达的权利要求由此被明确地并入本具体实施方式中,每个权利要求自身保持为单独的本实用新型的实施例。此外,虽然在此描述的一些实施例包括在其它实施例内的一些而不是其它特征,不同的实施例的特征的组合意图在本实用新型范围内,并且形成不同的实施例,如本领域技术人员会理解的。
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