[发明专利]电熔丝结构及半导体器件

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别是涉及一种电熔丝结构，以及一种包含该电熔丝结构的半导体器件。

背景技术

目前常用的熔丝结构通常为两种：激光熔丝（laser fuse）和电熔丝（electric fuse，简称E-fuse）。激光熔丝利用激光束切割熔丝，而电熔丝利用大电流将熔丝熔断。随着半导体技术的发展，电熔丝逐渐取代了激光熔丝。电熔丝分为金属电熔丝、多晶硅电熔丝、金属硅化物电熔丝等几种类型。

如图1所示，现有一种电熔丝1包括：熔丝10；分别位于熔丝10两端、且与熔丝10连接的阳极11和阴极12。电熔丝1可以与金属互连结构中的互连线同步形成。

电熔丝1的熔断机制如下：结合图2所示，电熔丝1的阴极12与作为熔断装置的晶体管2的漏极电性连接、阳极11被施加电压VP，晶体管2的栅极被施加电压VG、源极接地。在施加给阳极11的电压VP、和施加给晶体管2栅极的电压VG的共同作用下，产生由阳极11流向阴极12的瞬时脉冲电流3，瞬时脉冲电流3大小在允许电熔丝熔断的电流数值范围内，在瞬时脉冲电流3的作用下熔丝10会发热，使熔丝10中受热最多的位置熔断。定义熔丝10的熔断位置为电熔丝1的熔断区。

但是，上述现有电熔丝存在以下不足：1）电熔丝的熔断电流较大；2）由于向电熔丝提供熔断电流的熔断装置可能存在不稳定性，会使熔断装置向电熔丝提供的熔断电流存在波动，导致熔丝无法被熔断，进而导致电熔丝无法起作用。

发明内容

本发明要解决的问题是：现有电熔丝的熔断电流较大。

本发明要解决的另一问题是：因向电熔丝提供熔断电流的熔断装置存在不稳定性，造成现有电熔丝可能无法被熔断。

为解决上述问题，本发明提供了一种电熔丝结构，包括：

衬底；

位于所述衬底上的电熔丝，所述电熔丝包括：熔丝；分别位于所述熔丝两端、并与所述熔丝连接的阳极和阴极；

位于所述衬底上、与所述电熔丝之间被介质层电隔离的加热结构，所述加热结构用于将产生的热量传递至所述电熔丝。

可选的，所述电熔丝的材料为金属。

可选的，所述加热结构的材料为金属。

可选的，所述金属为铜或铝。

可选的，所述加热结构包括：位于所述电熔丝上方或下方的第一加热单元。

可选的，所述加热结构包括：与所述电熔丝位于同一层的第二加热单元。

可选的，所述加热结构包括：

位于所述电熔丝上方或下方的第一加热单元；以及

与所述电熔丝位于同一层的第二加热单元。

可选的，所述第一加热单元和第二加热单元之间，通过位于所述介质层内的导电插塞电连接；或者，

所述第一加热单元和第二加热单元之间，通过所述介质层电隔离。

可选的，所述第一加热单元的数量至少为两个，且两个所述第一加热单元分别位于所述电熔丝上方、下方。

可选的，所述第一加热单元和熔丝在衬底上表面上的投影交叠。

可选的，所述熔丝具有熔断区，所述第一加热单元和熔断区在衬底上表面上的投影交叠。

可选的，所述第二加热单元和熔丝具有正对面积。

可选的，所述熔丝具有熔断区，所述第二加热单元和熔断区具有正对面积。

可选的，所述第二加热单元作为伪图案。

另外，本发明还提供了一种半导体器件，包括上述任一电熔丝结构。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

电熔丝结构包括：电熔丝和用于将产生热量传递至电熔丝的加热结构。加热结构中通入电流后会产生热量并传递至电熔丝。因此，在电熔丝通入电流后自身所产生热量、以及加热结构传递给电熔丝的热量的共同作用下，可以将电熔丝熔断。而现有技术中的电熔丝只能在电熔丝通入电流后自身所产生热量的作用下熔断。比较可知，在熔断相同的电熔丝时，向本技术方案中的电熔丝通入的熔断电流，小于向现有技术中的电熔丝通入的熔断电流，使得本技术方案中的电熔丝熔断电流减小。

附图说明

图1是现有一种电熔丝的立体结构图；

图2是图1所示电熔丝的其中一种熔断原理图；

图3是本发明的第一实施例中电熔丝结构的立体图，图中未显示出衬底、以及电熔丝和加热结构之间的介质层；

图4是图3所示电熔丝结构沿垂直于衬底上表面方向看过去的俯视图，图中未显示出衬底、以及电熔丝和加热结构之间的介质层；