[发明专利]电可编程熔丝结构以及半导体器件

说明书

本发明提供了一种电可编程熔丝结构以及半导体器件。由于电可编程熔丝结构中其阴极具有多个可实现电子流分流的导电分支，从而使阴极能够允许较大的电子流，因此可相应的增加其与熔丝链在连接点处的电子流梯度，有利于提高熔丝链在连接点处的电迁移率。并且，多个导电分支还可加快阴极的散热效率以降低阴极的温度，从而可增加阴极和熔丝链在连接点处的温度梯度，在较大的温度梯度的加成作用下进一步提高了熔丝链在连接点处的电迁移率，使熔丝链能够在电迁移的作用下熔断并避免熔丝链发生爆裂的问题。

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种电可编程熔丝结构以及半导体器件。

背景技术

在半导体领域中，传统的熔丝通常是采用激光熔丝技术，即利用激光的高温使熔丝汽化蒸发，从而使熔丝熔断。具体的，传统的激光熔丝应当被部分暴露出，进而在利用激光熔断熔丝的过程中，能为熔丝汽化蒸发时提供一流通通道。然而，暴露出的熔丝同时也会导致其被污染的风险，使激光熔丝的性能不稳定；以及，激光熔丝需要利用激光设备实现熔丝的熔断过程，这进一步限制了激光熔丝的尺寸不能过小；此外，随着半导体尺寸的不断缩减，利用激光设备时也相应的存在操作难度较大的问题。可见，随着半导体技术的不断发展，激光熔丝已经无法满足尺寸逐渐缩减的半导体器件的要求。基于此，电可编程熔丝(Electrically programmable Fuse，E-fuse)被提出。

图1为一种电可编程熔丝结构的示意图，如图1所示，电可编程熔丝通常包括一阴极10、一阳极30和一熔丝链20，所述熔丝链20连接在所述阴极10和所述阳极30之间。在编程过程中，于阴极10和阳极30之间施加大电流并使大电流经过熔丝链20，从而可利用电迁移特性实现熔丝链20的熔断。即，电可编程熔丝是在电迁移的作用下熔断，因此有利于实现其尺寸的小型化并且易于操作。

然而，现有的电可编程熔丝需要严格控制整个结构的设计(例如，严格控制熔丝链20的尺寸等)，否则极易导致编程过程中电流和时间无法很好的控制，进而会使熔丝链20直接由于温度过高而产生爆裂的现象。即，在熔丝链20利用电迁移效应实现其熔断之前，由于熔丝链20的温度优先达到其临界温度从而直接发生爆裂的问题，而当熔丝链20发生爆裂时则相应的会对其周边的器件或膜层造成损伤。例如图1所示的，在熔丝链20上发生爆裂时，由于爆裂所形成的损伤会进一步蔓延至阴极10和阳极30上。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电可编程熔丝结构，以解决现有的电可编程熔丝结构在编程过程中，常常会发生由于温度过高而使熔丝链发生爆裂，进而会对其周边的器件造成影响的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电可编程熔丝结构，包括：包括一阴极、一熔丝链和一阳极，所述阴极和所述阳极经由所述熔丝链相互连接，并且所述阴极和所述熔丝链在一连接点处相互连接；其中，

所述阴极包含多条导电分支，以排列出一收敛侧和一发散侧，所述阴极的所述收敛侧连接至所述连接点以和所述熔丝链连接。

可选的，在所述电可编程熔丝结构的编程过程中，多条所述导电分支中的电子流汇聚至所述阴极和所述熔丝链的所述连接点，以进入所述熔丝链中。

可选的，所述阴极上设置有用于连接电源的电源连接端(S)，所述电源连接端设置在沿着电子流的流通方向上最远离所述连接点(P)的所述导电分支上。

可选的，所述阴极中至少有两条所述导电分支与所述连接点连接，在所述电可编程熔丝结构的编程过程中，与所述连接点连接的导电分支中的电子流在所述连接点(P)处汇聚。

可选的，所述阴极中的多个所述导电分支划分为N个分支组，N为大于等于1的正整数；其中，第一个分支组中的导电分支与所述连接点连接，第N个分支组中的导电分支与第N-1个分支组中的导电分支连接，以在所述电可编程熔丝结构的编程过程中，使电子流从第N个分支组中的导电分支经由第N-1个分支组中的导电分支逐级汇入到第一个分支组中的导电分支，以汇聚到所述连接点。