一种电可编程熔丝单元、阵列、存储单元和电子装置制造方法及图纸

本发明专利技术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。根据本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】
一种电可编程熔丝单元、阵列、存储单元和电子装置
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
在
技术实现思路
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。本专利技术的
技术实现思路
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。本专利技术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。本专利技术还提供了一种电可编程熔丝阵列，包括n×m个如上任意一项所述的电可编程熔丝单元，其中n≥1，且n为自然数，m≥1，且为m自然数；其中，第i行的电可编程单元的第一NMOS晶体管的栅极均连接至第i个读操作字线，第i行的电可编程单元的第二NMOS晶体管的栅极均连接至第i个写操作字线，1≤i≤n，且i为自然数；第j列的电可编程单元的电熔丝连接至第j个写操作位线，第j列的电可编程单元的第一NMOS晶体管的源极均连接至第j个读操作位线，1≤j≤m，且j为自然数。示例性地，还包括m个位线PMOS晶体管，其中，第j个位线PMOS晶体管的源极连接至写操作电源，第j个位线PMOS晶体管漏极连接至第j个写操作位线，第j个位线PMOS晶体管的栅极连接至写操作位线译码器的第j个输出端。本专利技术还提供了一种存储单元，包括如上任意一项所述的电可编程熔丝阵列。本专利技术还提供了一种电子装置，包括如上所述的存储单元。根据本专利技术的电可编程熔丝单元、阵列、存储单元和电子装置，包含两个NMOS晶体管，其中一个NMOS晶体管用以写入，一个NMOS晶体管用以读取，通过设置单独的读取NMOS晶体管使得电可编程熔丝单元的写入路径和读取路径不同，实现在写入晶体管上加载强电流进行写操作，在读取晶体管上加载弱电流进行读取，从而可以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。附图说明本专利技术的下列附图在此作为本专利技术的一部分用于理解本专利技术。附图中示出了本专利技术的实施例及其描述，用来解释本专利技术的原理。附图中：图1为根据一种电可编程熔丝单元的结构示意图；图2A为根据本专利技术的一个实施例的一种电可编程熔丝单元的结构示意图；图2B为图2A中一种电可编程熔丝单元的结构简图；图3为根据本专利技术的一个实施例的一种电可编程熔丝阵列的结构示意图；图4为根据本专利技术的一个实施例的一种电子装置的示意图。具体实施方式在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本专利技术更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本专利技术可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本专利技术发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。为了彻底理解本专利技术，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本专利技术所述的电可编程熔丝单元、阵列、存储单元和电子装置。显然，本专利技术的施行并不限于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本专利技术的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本专利技术还可以具有其他实施方式。应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。现在，将参照附图更详细地描述根据本专利技术的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本专利技术的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施例的构思充分传达给本领域普通技术人员。在附图中，为了清楚起见，夸大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的元件，因而将省略对它们的描述。实施例一一种典型的电可编程熔丝单元的结构如图1所示，电可编程熔丝单元100电可编程熔丝11和NMOS晶体管12，其中电可编程熔丝11包括第一端111和第二端112，第一端111连接字线，第二端112连接NMOS晶体管12的漏极，由于电可变成熔丝11采用金属熔丝，由于读操作和写操作均通过NMOS晶体管12实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电可编程熔丝单元，其特征在于，包括：/n电可编程熔丝、第一NMOS晶体管和第二NMOS晶体管；/n所述电可编程熔丝包括：第一端和第二端；/n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。/n

【技术特征摘要】
1.一种电可编程熔丝单元，其特征在于，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。


2.如权利要求1所述的电可编程熔丝单元，其特征在于，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。


3.如权利要求1所述的电可编程熔丝单元，其特征在于，所述第一NMOS晶体管和所述第二NMOS晶体管共用漏极。


4.如权利要求1所述的电可编程熔丝单元，其特征在于，还包括与所述写操作位线相连的位线PMOS晶体管。


5.一种电可编程熔丝阵列，其特征在于，包括n...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨家奇，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31