[发明专利]电熔丝、半导体装置以及电熔丝的信息写入方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请包含与分别于2011年3月24日和20 11年12月15日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2011-066255和JP 2011-274255所公开的内容相关的主题，因此将上述日本优先权申请的全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本发明涉及例如安装在半导体集成电路等的芯片上的电熔丝、含有该电熔丝的半导体装置以及该电熔丝的信息写入方法。

背景技术

在相关技术中，例如，在半导体装置中使用的半导体集成电路等的芯片上安装有电熔丝(electric fuse)。电熔丝被用作用于例如调整(修正)诸如半导体装置的性能和能耗等特性的调整元件。

在电熔丝中，使预定的电流流过电熔丝的丝状体(filament)，从而在丝状体中产生自对准硅化物(salicide)电迁移(Electro Migration，EM)或Si熔化。因此，增大了丝状体的电阻值从而在电熔丝上写入信息(进行编程)。具体地，将处于提供电流前的状态的丝状体的电阻值记录在电熔丝上作为信息“0”，并且将提供电流后的状态的丝状体的电阻值记录在电熔丝上作为信息“1”。

此外，在相关技术的电熔丝模块中，还提出了用于进行信息的多值记录的技术(例如参见专利文献JP-A-2006-253353)。图21示出了在专利文献JP-A-2006-253353中提出的电熔丝模块的电路结构。

专利文献JP-A-2006-253353的电熔丝模块200包括具有不同程序特性的两个电熔丝212和213、用于程序控制的开关器件214、用于读取的开关器件215以及三个差分放大器216、217和218。两个电熔丝212和213中各者的一端分别连接至外部电源电压端子210和211，并且它们的另一端彼此共同连接。此外，用于程序控制的开关器件214和用于读取的开关器件215在两个电熔丝212和213的共同连接节点与接地端之间并联。另外，三个差分放大器216、217和218分别基于基准电压219、220和221对上述共同连接节点的电压电平进行检测。

在专利文献JP-A-2006-253353的电熔丝模块200中，通过改变对电熔丝212和电熔丝213编程的时序，产生了电熔丝与开关器件之间的连接节点的多个电压电平。以这样的方式，在专利文献JP-A-2006-253353的电熔丝模块200中，通过最小的电路尺寸实现了多值信息。

然而，最近，例如随着高性能逻辑电路的发展，需要增大安装在例如半导体集成电路等的芯片上的电熔丝的容量。因此，在本技术领域内，期望开发出能够以节省空间的方式有效增大安装在芯片上的电熔丝的容量的技术。

发明内容

鉴于上述问题，期望提供能够以节省空间的方式有效增大安装在例如半导体集成电路等的芯片上的电熔丝的容量的电熔丝、含有该电熔丝的半导体装置以及该电熔丝的信息写入方法。

本发明的实施方式提供了一种电熔丝，所述电熔丝包括丝状体，所述丝状体具有第一导电层和在所述第一导电层上形成的第二导电层。此外，所述丝状体被设置为通过改变所述第一导电层的状态与所述第二导电层的状态的组合产生至少三种可辨别的电阻状态。

本发明的另一实施方式提供了一种半导体装置，所述半导体装置包括电熔丝、写入部、读取部、阈值信号生成部和辨别部，并且各部分的功能如下。所述电熔丝具有丝状体，所述丝状体包括第一导电层和在所述第一导电层上形成的第二导电层，在所述丝状体中通过改变所述第一导电层的状态与所述第二导电层的状态的组合产生至少三种可辨别的电阻状态。所述写入部对所述电熔丝产生至少三种可辨别的电阻状态。所述读取部读取关于所述电熔丝的电阻值的信号。所述阈值信号生成部生成用于辨别所述电熔丝的电阻状态的阈值信号。另外，所述辨别部将通过所述读取部读取的关于所述丝状体的电阻值的信号与在所述阈值信号生成部中生成的阈值信号进行比较，并且辨别出所述电熔丝的电阻状态。

本发明的又一实施方式提供了一种半导体装置，所述半导体装置包括电熔丝和写入部，所述电熔丝具有丝状体，所述丝状体包括第一导电层和设置在所述第一导电层上的第二导电层。另外，所述写入部向所述丝状体提供多种电应力，并且独立地改变所述第一导电层和所述第二导电层各自的电阻值。