[发明专利]半导体器件反熔丝结构及其写入和读取方法

权利要求书

1.一种半导体器件反熔丝结构，其特征在于，包括半导体衬底，所述半导体衬底包含有源区，所述有源区包含间隔的第一沟槽及第二沟槽，反熔丝单元形成于所述有源区，其中，所述反熔丝单元包括：

第一熔丝隔离层，形成于所述第一沟槽的底部及侧壁；

第一导电层，填充于所述第一沟槽内，且所述第一导电层的顶面低于所述第一沟槽的顶缘；

第一绝缘层，形成于所述第一沟槽内并覆盖于所述第一导电层的顶面；

第二熔丝隔离层，形成于所述第二沟槽的底部及侧壁；第二导电层，填充于所述第二沟槽内，且所述第二导电层的顶面低于所述第二沟槽的顶缘；

第二绝缘层，形成于所述第二沟槽内并覆盖于所述第二导电层的顶面；以及

第三导电层，凸设于所述第一沟槽和第二沟槽之间的所述有源区上。

2.根据权利要求1所述的半导体器件反熔丝结构，其特征在于：当所述第一熔丝隔离层被熔断，第一导通路径由所述第三导电层到所述第一导电层；当所述第二熔丝隔离层被熔断，第二导通路径由所述第三导电层到所述第二导电层。

3.根据权利要求2所述的半导体器件反熔丝结构，其特征在于：当所述第一熔丝隔离层、所述第二熔丝隔离层被熔断，第三导通路径还包括由所述第一导电层到所述第二导电层。

4.根据权利要求1所述的半导体器件反熔丝结构，其特征在于：所述半导体衬底的所述有源区包含N型掺杂衬底及P型掺杂衬底所组成群组中的一种。

5.根据权利要求1所述的半导体器件反熔丝结构，其特征在于：所述第三导电层与所述第一沟槽之间以及所述第三导电层与所述第二沟槽之间具有间距D。

6.根据权利要求1所述的半导体器件反熔丝结构，其特征在于：所述第一导电层和所述第二导电层的材料包含由钨(W)、钛(Ti)、镍(Ni)、铝(Al)、铂(Pt)、硅氮化钛(SiTiN)、金属氮化物、金属硅化物以及掺杂多晶硅所构成群组中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的半导体器件反熔丝结构，其特征在于：所述第三导电层的材料包含由钨(W)、钛(Ti)、镍(Ni)、铝(Al)、铂(Pt)、硅氮化钛(SiTiN)、金属氮化物、金属硅化物以及掺杂多晶硅所构成的群组中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的半导体器件反熔丝结构，其特征在于：所述第一绝缘层的上表面和所述第二绝缘层的上表面的任一皆与所述有源区的上表面齐平。

9.根据权利要求1所述的半导体器件反熔丝结构，其特征在于：所述第一熔丝隔离层和所述第二熔丝隔离层的材料包含由二氧化硅及氧化铪所构成的群组中的至少一种，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层的材料包含由二氧化硅及氧化铪所构成的群组中的至少一种。

10.根据权利要求1所述的半导体器件反熔丝结构，其特征在于：所述反熔丝单元还包括保护层，所述保护层覆盖所述第三导电层的表面、所述第一绝缘层的表面、所述第二绝缘层的表面以及所述有源区的其余上表面。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的半导体器件反熔丝结构，其特征在于：所述第一导电层和所述第二导电层配置在矩阵结构的多个直列，所述第三导电层配置在矩阵结构的横排，使多个所述反熔丝单元排列成可定址的矩阵型态。

12.一种半导体器件反熔丝结构的写入方法，其特征在于，包括：提供如权利要求1所述的半导体器件反熔丝结构，所述写入方法还包含步骤：于所述第一导电层施加第一电压，于所述第三导电层施加第二电压，其中，所述第一电压与所述第二电压之间的电压差高于所述第一熔丝隔离层的击穿电压，以击穿所述第一熔丝隔离层。

13.根据权利要求12所述的半导体器件反熔丝结构的写入方法，其特征在于，还包括：于所述第二导电层施加第三电压，所述第三电压与所述第二电压之间的电压差低于所述第二熔丝隔离层的击穿电压，以使所述第二熔丝隔离层保持绝缘。

14.一种半导体器件反熔丝结构的读取方法，其特征在于，包括：提供如权利要求1所述的半导体器件反熔丝结构，所述读取方法还包含：

于所述第一导电层施加第一电压，于所述第二导电层施加第二电压，于所述第三导电层施加第三电压，其中：

当所述第一电压与所述第三电压之间存在电压差，所述第二电压与所述第三电压之间不存在电压差时，读取第一导电层与第三导电层之间的电流；

当所述第一电压与所述第三电压之间不存在电压差，所述第二电压与所述第三电压之间存在电压差时，读取第二导电层与第三导电层之间的电流。