一種EFUSE燒寫方法及燒寫電路與流程

本發(fā)明涉及集成電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種efuse燒寫方法及燒寫電路。

背景技術(shù)：

目前電燒寫熔絲(efuse)的燒寫主要通過電壓與時間的組合來實(shí)現(xiàn)。但是由于大容量的efuse本身內(nèi)部的線長就會造成efuse的各個位(bit)的應(yīng)加條件不同，導(dǎo)致燒寫結(jié)果不同。而采用電壓方式燒寫efuse可能出現(xiàn)瞬間大電流，導(dǎo)致efuse熱效應(yīng)爆炸或熔斷。但這種效應(yīng)下efuse炸出的東西會污染周邊電路導(dǎo)致短路失效。或者efuse熔化扭曲消耗的能量，導(dǎo)致efuse并未燒斷。另外，efuse在高溫烘烤時導(dǎo)致熔斷部分再次連接導(dǎo)致efuse數(shù)據(jù)失效。即使燒斷也有部分efuse單元熔后電阻偏小，影響長期使用的可靠性。

如圖1所示，固定電壓燒寫后efuse電阻值，圖1中，黑線圈中為efuse熔斷范圍，雖然所有efuse單元功能都正確都大于閾值電阻，但是有0.5％的單元阻值小于10萬歐，甚至只有幾千歐。再如圖2和3所示，幾千歐姆的efuse發(fā)生熱效應(yīng)發(fā)生了爆裂與扭曲，但未斷，而好的efuse單元則出現(xiàn)燒斷的空洞。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服以上問題，本發(fā)明旨在提供一種efuse燒寫方法及燒寫電路，在efuse燒寫中改用電遷移效應(yīng)，在測試過程中找出產(chǎn)生電遷移的有效電流窗口。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種一種efuse燒寫方法，包括：

采用一恒流源與地址向量組合產(chǎn)生一恒流脈沖；

對efuseip進(jìn)行校正，并且確定全地址范圍內(nèi)efusebit的掃描電流值；

選取掃描電流值的最大值，作為恒流源設(shè)定值，進(jìn)行該efuse進(jìn)行燒寫測試，并對其它efuse進(jìn)行數(shù)據(jù)下載。

優(yōu)選地，所述恒流源采用運(yùn)放電路與電阻組合電路得到。

優(yōu)選地，所述運(yùn)放電路與電阻組合電路包括：一個可變電阻、一個運(yùn)放電路、以及一個nmos管與下拉電阻組成的分壓電路；可變電阻的一端接參考電壓端(vref)，另一端接地，可變電路的可變端與運(yùn)放電路的正極端相連，運(yùn)放電路的負(fù)極端與nmos管的源極、下拉電阻的一端共同連接至一節(jié)點(diǎn)，運(yùn)放電路的輸出端與nmos管的柵極相連；nmos管的漏極與燒寫端(fs)相連；下拉電阻的另一端接地。

優(yōu)選地，所述對efuseip進(jìn)行校正，并且確定全地址范圍內(nèi)efusebit的掃描電流值具體包括：選取一個地址，利用掃描電流值來檢測燒寫端(fs)的電壓，當(dāng)該燒寫端(fs)的電壓上升到鉗位電壓時，記錄下此時的掃描電流值；如此，記錄下全地址范圍內(nèi)的每個efusebit的掃描電流值。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供了一種efuse燒寫電路，其包括：一恒流源電路，該恒流源電路包括運(yùn)放電路與電阻組合電路；其中運(yùn)放電路與電阻組合電路包括：一個可變電阻、一個運(yùn)放電路、以及一個nmos管與下拉電阻組成的分壓電路；可變電阻的一端接電源，另一端接地，可變電路的可變端與運(yùn)放電路的正極端相連，運(yùn)放電路的負(fù)極端與nmos管的源極、下拉電阻的一端共同連接至一節(jié)點(diǎn)，運(yùn)放電路的輸出端與nmos管的柵極相連；nmos管的漏極與燒寫端(fs)相連；下拉電阻的另一端接地。

優(yōu)選地，通過所述nmos管的導(dǎo)通電阻值與下拉電阻的分壓比乘上流過下拉電阻的電流可以得到燒寫電路的反饋電壓，通過參考電壓(vref)與所述可變電阻調(diào)節(jié)設(shè)定所述運(yùn)放電路的輸入電壓與反饋電壓的差值，來控制控制nmos管的開關(guān)程度，從而實(shí)現(xiàn)電流恒定。

本發(fā)明解決了大容量efuse在燒寫過程中，部分efuse單元由于熱效應(yīng)熔斷導(dǎo)致的熔后阻值偏小的問題。通過本發(fā)明的燒寫測試方法，可以保證所有efuse單元燒寫后電阻值達(dá)到百萬歐姆以上，而且由于實(shí)現(xiàn)了電遷移的效應(yīng)，硅化物被電子推到了一邊，即使高溫下也不會出現(xiàn)熔斷回流重新連接起來的數(shù)據(jù)改寫現(xiàn)象。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有的固定電壓燒寫后efuse電阻值的示意圖

圖2為現(xiàn)有的efuse發(fā)生熱效應(yīng)而導(dǎo)致爆裂與扭曲的掃描電子顯微鏡圖片

圖3為現(xiàn)有的efuse發(fā)生熱效應(yīng)而導(dǎo)致爆裂與扭曲的掃描電子顯微鏡圖片

圖4為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的efuse燒寫方法的流程示意圖

圖5為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的efuseip陣列的示意圖

圖6為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的恒流源產(chǎn)生電路示意圖

圖7為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的燒寫后efuse電阻值的示意圖

圖8為本發(fā)明的一個較佳實(shí)施例的燒寫后efuse的掃描電子顯微鏡圖片

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚易懂，以下結(jié)合說明書附圖，對本發(fā)明的內(nèi)容作進(jìn)一步說明。當(dāng)然本發(fā)明并不局限于該具體實(shí)施例，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員所熟知的一般替換也涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

以下結(jié)合附圖4～8和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。需說明的是，附圖均采用非常簡化的形式、使用非精準(zhǔn)的比例，且僅用以方便、清晰地達(dá)到輔助說明本實(shí)施例的目的。

請參閱圖4，為本實(shí)施例的efuse陣列示意圖，圖4中矩形線框中表示單元存儲電路，現(xiàn)有方法通常對efuse陣列通過在fs端加上燒寫電壓，通過地址選中打開wl管子，使fuselink燒斷，請?jiān)俅螀㈤唸D2，這就使efuse被熔斷出一個空洞、也有發(fā)生了扭曲。

為了克服該問題，請參閱圖3，本實(shí)施例的一種efuse燒寫方法，包括：

a:采用一恒流源與地址向量組合產(chǎn)生一恒流脈沖；這里，當(dāng)無恒流源時，可以采用運(yùn)放電路與電阻組合電路得到，如圖4所示的恒流源電路由運(yùn)放電路與電阻組合電路得到，包括：一個可變電阻、一個運(yùn)放電路、以及一個nmos管與下拉電阻組成的分壓電路；可變電阻的一端接參考電壓端(vref)，另一端接地，可變電路的可變端與運(yùn)放電路的正極端相連，運(yùn)放電路的負(fù)極端與nmos管的源極、下拉電阻的一端共同連接至一節(jié)點(diǎn)，運(yùn)放電路的輸出端與nmos管的柵極相連；nmos管的漏極與燒寫端(fs)相連；下拉電阻的另一端接地。

通過對圖4中的可變電阻的調(diào)節(jié)在fs端產(chǎn)生一個恒定的電流，從小到大掃描，燒寫端(fs)電壓到達(dá)鉗位電壓(clamp)時可認(rèn)為efuse完全燒斷。掃描所有地址選取整個efuse陣列的最大掃描電流，作為燒寫電流。對其他efuse進(jìn)行數(shù)據(jù)下載。由于電流小時會造成fuse無法熔斷，電流過大又會造成熔斷失效，因此掃描電流可以找到一個最佳燒寫值。

b:對efuseip進(jìn)行校正，并且確定全地址范圍內(nèi)efusebit的掃描電流值；這里，具體包括：選取一個地址，利用掃描電流值來檢測燒寫端(fs)的電壓，當(dāng)該燒寫端(fs)的電壓上升到鉗位電壓時，記錄下此時的掃描電流值；如此，記錄下全地址范圍內(nèi)的每個efusebit的掃描電流值。

c:選取掃描電流值的最大值，作為恒流源設(shè)定值，進(jìn)行該efuse進(jìn)行燒寫測試，并對其它efuse進(jìn)行數(shù)據(jù)下載。

此外，本實(shí)施例還提供了一種efuse燒寫電路，該燒寫電路包括：本實(shí)施例的上述恒流源電路，如圖4所示，可以參見上述描述，這里不再贅述。本實(shí)施例中，通過nmos管的導(dǎo)通電阻值與下拉電阻，例如100k的下拉電阻，的分壓比乘上流過下拉電阻的電流可以得到燒寫電路的反饋電壓，通過參考電壓(vref)與所述可變電阻調(diào)節(jié)設(shè)定所述運(yùn)放電路的輸入電壓與反饋電壓的差值，來控制控制nmos管的開關(guān)程度，從而使得反饋電壓恒定，電流恒定，即流過100k的下拉電阻的電流不變。

通過本發(fā)明的燒寫測試方法，可以保證所有efuse單元燒寫后電阻值達(dá)到百萬歐姆以上，而且由于實(shí)現(xiàn)了電遷移的效應(yīng)，硅化物被電子推到了一邊，即使高溫下也不會出現(xiàn)熔斷回流重新連接起來的數(shù)據(jù)改寫現(xiàn)象，如圖5和6所示。

通過電流向量控制efuse燒寫條件，以此保證efuse無論線路長短其燒寫的條件一致，并且避免了過去efuse熱效應(yīng)的爆裂方式的燒斷情況，而是采用電子遷移方式使其熔斷。這樣既提高了efuse燒寫過程中的穩(wěn)定性，又提高了efuse在高溫下數(shù)據(jù)保持能力。改變過去通過地址選中、控制燒寫通道的電壓幅值與時間進(jìn)行燒寫的方式。通過一個恒流源與地址向量組合產(chǎn)生一個恒流脈沖，通過恒流脈沖對efuse進(jìn)行燒寫。

雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然實(shí)施例僅為了便于說明而舉例而已，并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下可作若干的更動與潤飾，本發(fā)明所主張的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。