[发明专利]一种电可编程熔丝单元、阵列、存储单元和电子装置

说明书

本发明提供一种电可编程熔丝单元、阵列、存储单元和电子装置，所述电可编程熔丝单元包括：电可编程熔丝、第一NMOS晶体管和第二NMOS晶体管；所述电可编程熔丝包括：第一端和第二端；所述第一端连接到写操作位线，所述第二端分别与所述第一NMOS晶体管和所述第二NMOS晶体管的漏极相连，所述第一NMOS晶体管的栅极连接至读操作字线，所述第一NMOS晶体管的源极连接至读操作位线，所述第二NMOS晶体管的栅极连接写操作字线，所述第二NMOS晶体管的源极接地。根据本发明的电可编程熔丝单元、阵列、存储单元和电子装置，实现通过在电熔丝上加载强电源克服漏电流的现象，解决了电可编程熔丝单元在高编程电压下的可靠性问题。

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，具体而言涉及一种电可编程熔丝单元、阵列、存储单元和电子装置。

背景技术

电熔丝(E-fuse)技术是根据多晶硅熔丝特性发展起来的一种技术。电熔丝的初始电阻值很小，当有大电流经过电熔丝时，电熔丝被熔断，其电阻值倍增。被熔断的电熔丝将永久地保持断开状态，而未被熔断的电熔丝则依然为导通状态。因此，由电熔丝构成的储存单元以判断电熔丝是否被熔断来得知其内部储存的数据。

对可编程电熔丝来说，高可编程电流是必须的。传统的可编程电熔丝阵列采用较高的电压和相应的IO器件(如3.3V)获得高可编程电流。随着半导体工艺进入在Fin-Fet工艺中，工艺节点越来越小，进入16nm甚至以下，同时，电熔丝采用金属熔丝，要求可编程电流越来越高(例如，50mA)。为了获得高可编程电流，现有电熔丝往往采用高压NMOS晶体管。由于NMOS晶体管的区域大于核心器件的区域使得电熔丝的单元变得越来越大。

为了减小器件尺寸并获得高可编程电流，现有eFuse阵列采用将所有器件都设置为核心器件。与高可编程电流对应，eFuse阵列的读写过程中，其核心器件需要面临高可编程电压。现有技术中有一些方法可以用来克服eFuse阵列的高编程电压下的器件可靠性问题：如果编程电压不是很高，例如小于核心电压的2倍，可以通过限制编程次数来解决这个问题。由于eFuse是一次编程器件，所以这已经不是问题；如果编程电压太高，需要采用低压差线性稳压器来将电压降低到可以接受的程度，而这限制了器件的最小工作电压。

采用具有较小器件尺寸的超低压(ULVT)核心器件，可以减小器件工作电压，但在相同的位线中具有数根电熔丝的情况下，其往往造成读取操作失败。而采用标准电压的核心器件，其并不能将最小器件工作电压减小到普通电路以下，因而不能用于很多低压装置中。

为此，有必要提出一种新的电可编程熔丝单元、阵列、存储单元和电子装置，用以解决现有技术中的问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明提供了一种电可编程熔丝单元，包括：

电可编程熔丝、第一NMOS晶体管和第二NMOS晶体管；

所述电可编程熔丝包括：第一端和第二端；

所述第一端连接到写操作位线，所述第二端分别与所述第一NMOS晶体管和所述第二NMOS晶体管的漏极相连，所述第一NMOS晶体管的栅极连接至读操作字线，所述第一NMOS晶体管的源极连接至读操作位线，所述第二NMOS晶体管的栅极连接写操作字线，所述第二NMOS晶体管的源极接地。

示例性地，所述第一NMOS晶体管和所述第二NMOS晶体管均设置为超低压NMOS晶体管。

示例性地，所述第一NMOS晶体管和所述第二NMOS晶体管共用漏极。

示例性地，还包括与所述写操作位线相连的位线PMOS晶体管。