[发明专利]电可编程熔丝的编程方法

说明书

本发明提供一种电可编程熔丝的编程方法，利用电可编程熔丝的导电介质在不同条件下会呈现不同的物理变化的特点，采用第一编程条件将所述导电介质从初始物理状态变化到熔化扩散等第一物理状态，以把电可编程熔丝从低阻态编程到中间阻态，采用第二编程条件将所述导电介质从所述初始物理状态或所述第一物理状态变化到第二物理状态，以把电可编程熔丝从低阻态或中间阻态编程到高阻态，即通过两种不同的编程条件实现三种信息存储状态的转换，可以显著提高电可编程熔丝器件的信息存储密度和芯片面积利用率，有利于芯片尺寸缩减。

技术领域

本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种电可编程熔丝的编程方法。

背景技术

电可编程熔丝(Electrically Programmable Fuse，以下简称EFUSE)是集成电路中一种能与CMOS逻辑器件兼容的一次性编程器件，具有信息存储或电路修复等应用。典型的EFUSE的结构包括阳极和阴极，以及位于阳极和阴极之间且与两者相连接的熔丝(FuseLink)，EFUSE的信息存储及电路修复功能是通过熔丝的电阻值状态变化实现的，对EFUSE编程过程中，熔丝中发生电迁移或热熔断，从而使熔丝的电阻从低阻态转变为高阻态，低阻态和高阻态这两种状态构成“0”和“1”两种数字状态。

目前EFUSE的编程，只选用单一编程条件，进行一次性编程，基于EFUSE形成的信息位元只有低阻态和高阻态两种状态，与MLC(Multi-level cell)信息存储器件相比，信息存储密度低，芯片占用面积大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电可编程熔丝的编程方法，可以显著提高信息存储密度和芯片面积利用率，有利于芯片尺寸缩减。

为了实现上述目的，本发明提供一种电可编程熔丝的编程方法，所述电可编程熔丝中具有导电介质，所述导电介质具有初始物理状态、第一物理状态以及第二物理状态，所述编程方法包括以下步骤：

采用第一编程条件对所述电可编程熔丝进行编程，使所述导电介质从初始物理状态变化到第一物理状态，以将所述电可编程熔丝从低阻态编程到中间阻态；

采用不同于所述第一编程条件的第二编程条件对所述电可编程熔丝进行编程，使所述导电介质从初始物理状态或所述第一物理状态变化到第二物理状态，以将所述电可编程熔丝从所述低阻态或所述中间阻态编程到高阻态。

可选的，所述电可编程熔丝为多晶硅熔丝，所述导电介质为金属硅化物，所述电可编程熔丝还具有承载所述金属硅化物的多晶硅基体。

可选的，所述导电介质的初始物理状态是沉积在所述多晶硅基体上的状态，所述导电介质的第一物理状态为所述导电介质扩散到熔化的所述多晶硅基体中的状态；所述导电介质的第二物理状态为所述导电介质发生电迁移的状态。

可选的，所述金属硅化物包含镍、钨、钴、锰、钛和钽中的至少一种金属。

可选的，所述第一编程条件和所述第二编程条件的编程时间不同，且所述第一编程条件的编程时间短于所述第二编程条件的编程时间。

可选的，所述第一编程条件和所述第二编程条件均包括编程脉冲，所述第一编程条件的编程脉冲时间宽度小于所述第二编程条件的编程脉冲时间宽度。

可选的，所述第二编程条件的编程脉冲时间宽度为所述第一编程条件的编程脉冲时间宽度的两倍以上。

可选的，所述低阻态的电阻为100欧姆量级，所述中间阻态的电阻为1e4欧姆量级，所述高阻态的电阻为1e6欧姆量级。

可选的，所述电可编程熔丝包括阳极、阴极以及连接所述阳极和阴极的连接线，在对所述电可编程熔丝进行编程时，所述电可编程熔丝的阴极电连接一MOS管的开关通路的一端，所述电可编程熔丝的阳极接入一恒定的电压信号，所述MOS管的开关通路的另一端接地，所述MOS管的栅端接入所述编程脉冲。