[发明专利]半导体器件

权利要求书

1.一种半导体器件，具有多个金属布线层，其特征在于，

所述半导体器件包括：

保险丝，用所述多个金属布线层中最下层金属布线层之上的金属布线层中的第一铜布线形成，并根据是否熔断而存储数据信号；

虚拟保险丝，与所述保险丝邻接地设置，并用与所述保险丝在同一金属布线层中的第二铜布线形成；以及

扩散防护壁，用所述多个金属布线层以包围所述保险丝及所述虚拟保险丝的方式形成，防止铜扩散；

其中，所述保险丝及所述虚拟保险丝各自的布线宽度设定为由所述扩散防护壁围起的区域内的最小线宽，所述保险丝及所述虚拟保险丝之间的间隔设定为由所述扩散防护壁围起的区域内的最小间隔。

2.根据权利要求1所记载的半导体器件，其特征在于，

所述半导体器件还包括：

晶体管，在第一电源电压节点和比所述第一电源电压低的电压即第二电源电压的节点之间与所述保险丝串联连接；以及

驱动电路，使所述晶体管导通，并使电流流过所述保险丝而使所述保险丝熔断；

其中，所述驱动电路使所述晶体管在包含线性区域的区域内工作，以便当所述保险丝的温度上升且电阻值增大时，使流过所述保险丝的电流减少，并利用夹断效应使所述保险丝熔断。

3.根据权利要求2所记载的半导体器件，其特征在于，

所述驱动电路通过将第三电源电压施加在所述晶体管的栅极上，利用所述夹断效应使所述保险丝熔断，其中，所述第三电源电压比所述第一电源电压低且比所述第二电源电压高。

4.根据权利要求2所记载的半导体器件，其特征在于，

已熔断的所述保险丝在所述保险丝的中央部位熔断而被分割为两个保险丝片，所述两个保险丝片的相互对置的部分比各个保险丝片的其他部分粗。

5.根据权利要求1到4中任一项所述的半导体器件，其特征在于，

所述保险丝形成在由多孔质低介电常数材料形成的绝缘层内。

6.根据权利要求1到4中任一项所记载的半导体器件，其特征在于，

所述虚拟保险丝在与所述保险丝相同的方向上延伸。

7.根据权利要求1到4中任一项所记载的半导体器件，其特征在于，

所述虚拟保险丝在与所述保险丝正交的方向上延伸，多个所述虚拟保险丝排列在所述保险丝的延伸方向上，相邻的两个所述虚拟保险丝之间的间隔被设定为由所述扩散防护壁围起的区域内的最小间隔。

8.一种半导体器件，具有多个金属布线层，其特征在于，

所述半导体器件包括存储器阵列，所述存储器阵列具有：多条保险丝，布置为多个行多个列，并各自根据是否熔断来存储数据信号；多条字线，分别与所述多个行对应地设置；多条位线，分别与所述多个列对应地设置；以及晶体管，与各条所述保险丝对应地设置、且栅极连接在所对应的所述字线上；

其中，各条所述保险丝和与其对应的所述晶体管在保险丝电源节点和所对应的所述位线之间串联连接；

各条所述保险丝用所述多个金属布线层中最下层金属布线层之上的金属布线层中的第一铜布线形成；

所述半导体器件还包括：

行解码器，根据行地址信号使所述多条字线中任意一条所述字线为选择电平，并使对应于所述字线的所述晶体管导通；

列解码器，根据列地址信号选择所述多条位线中任意一条所述位线；

写入电路，在进行写入操作时，将事先决定的电压施加在所述保险丝电源节点和由所述列解码器选择的所述位线之间，并使所选择的所述保险丝熔断；

读出电路，在进行读出操作时，检测电流是否在所述保险丝电源节点和由所述列解码器选择的所述位线之间流动，并将对应于检测结果的逻辑电平的数据信号输出；以及

扩散防护壁，用与所述多条保险丝在同一金属布线层中的金属布线以至少包围所述多条保险丝的方式形成，防止铜扩散。

9.根据权利要求8所记载的半导体器件，其特征在于，

所述存储器阵列还包括虚拟保险丝，所述虚拟保险丝与各个所述保险丝对应并且与所对应的所述保险丝相邻地设置，且利用与所对应的所述保险丝在同一金属布线层中的第二铜布线形成；

相邻的所述保险丝及所述虚拟保险丝各自的布线宽度被设定为由所述扩散防护壁围起的区域内的最小线宽，相邻的所述保险丝及所述虚拟保险丝之间的间隔被设定为由所述扩散防护壁围起的区域内的最小间隔。