[实用新型]低功耗高可靠性激光熔丝电路

说明书

本实用新型涉及一种低功耗高可靠性激光熔丝电路，其包括芯片体、制备于芯片体内的下激光熔丝体F_DOWN以及用于读取下激光熔丝体F_DOWN逻辑状态的熔丝状态读取电路；还包括制备于芯片体内且能与下激光熔丝体F_DOWN适配连接的上激光熔丝体F_UP，所述上激光熔丝体F_UP与下激光熔丝体F_DOWN以及熔丝状态读取电路适配连接；上激光熔丝体F_UP熔断时，通过熔丝状态读取电路能读取下激光熔丝体F_DOWN的逻辑状态为0，下激光熔丝体F_DOWN熔断时，通过熔丝状态读取电路能读取下激光熔丝体F_DOWN的逻辑状态为1。本实用新型能有效解决激光熔丝功耗以及激光熔丝的干扰裕量，确保对激光熔丝状态读取的稳定性与可靠性。

技术领域

本实用新型涉及一种电路结构，尤其是一种低功耗高可靠性激光熔丝电路，属于半导体电路的技术领域。

背景技术

半导体芯片生产过程中，以晶圆为载体，同一片晶圆产出几千到几十万的裸片(die)。受晶圆生产工艺影响，同一片晶圆上相同的芯片，在各项参数上都基本形成正态分布；比如LDO(线性稳压器)的输出精度(重要指标)，典型产品的输出精度范围为97.5％～102.5％，偏差+-2.5％，如需进一步提高精度需要增加熔丝修调电路，根据每个die(裸片)的测试情况，将对应的熔丝熔断，从而达到使能相应修调电路的逻辑。

激光熔丝修调电路从功能上分为两部分，熔丝状态读取电路和修调电路。熔丝状态读取电路的目的是将熔丝熔断与否的物理现象，转换为0或1的电信号，为修调电路提供控制信号。

现有的激光熔丝状态读取电路原理图如图1所示，VDD是电路供电，GND是电路地。OUT1～OUTn是读取电路输出，用以控制修调电路。激光熔丝F1未熔断时等效于小电阻Rf1(几十欧姆级别或更小)。

在未熔断激光熔丝F1时，电阻R1的电阻值远大于激光熔丝F1的阻值，读取电路的阈值用Vt表示。具体地，IN1@0＝VDD/(R1+Rf1)*Rf1，IN1@0表示熔丝F1在逻辑0时的电压，为了能使得读取电路能有效读取激光熔丝F1的逻辑0状态，需保证IN1@0<Vt。流过激光熔丝F1的电流为I@0＝VDD/(R1+Rf1)，I@0为激光熔丝F 1处于逻辑0时的电流。

由此可得，激光熔丝F1未熔断时，增大R1阻值，I@0会降低，IN1@0电压降低，和读取电路的阈值Vt的差值增大，0状态可以更可靠的识别。反之减小R1，将导致I@0升高，激光熔丝F1处于逻辑0状态抗干扰能力减弱。因为电阻R1和激光熔丝F1在集成电路制造时生产，两者阻值离散性相对稳定，可保证变化量不超过±30％。IN1@0电压离散性较小。

熔断激光熔丝F1时，激光熔丝F1的阻值从Rf1变为Rf_断，阻值增大，Rf_断大于R1，从而能得到，IN1@1＝VDD/(R1+Rf_断)*Rf_断，IN1@1表示激光熔丝F1处于逻辑1时的电压，为了能使得读取电路能有效读取激光熔丝F1的逻辑1状态，需保证IN1@1>Vt。流过激光熔丝F1的电流为I@1＝VDD/(R1+Rf_断)，其中，I@1为激光熔丝F1处于逻辑1时的电流。

由此可得，激光熔丝F1熔断时，增大R1阻值，I@1降低，IN1@1电压降低，即和读取电路的阈值Vt的差值减小，激光熔丝F1处于逻辑1状态的抗干扰能力减弱，从而降低熔丝状态读取电路可靠性。

因激光熔丝熔断的原理为高能激光改变熔丝材料物理性质，每根熔丝熔断后阻值呈现一定离散性，极端情况下激光熔丝熔断后，不同激光熔丝的阻值会有上百倍的差异。从而造成IN1@1电压变化，导致干扰裕量变化。