[发明专利]芯片外围反熔丝预修调电路及其修调方法

说明书

本发明涉及芯片外围反熔丝预修调电路及其修调方法。修调方法包括：根据熔烧前测试的电参数初始值和电参数目标值用公式计算粗略预修调值，转换得粗略预修调的反熔丝组合；根据粗略预修调反熔丝组合对反熔丝进行粗略虚拟熔烧并测试出粗略电参数值；用设计的电参数的修调步长和粗略电参数值以及电参数目标值计算出预修调值偏差；根据预修调值偏差确定精准预修调范围，按精准预修调范围内的每个反熔丝修调组合对反熔丝进行虚拟熔烧并测试出对应的电参数预修调值，当在某个反熔丝组合下，测试到的电参数值和目标值最接近时，得到精准反熔丝组合；按照精准反熔丝组合对反熔丝进行熔烧，测试验证电参数最终值和目标值之间的误差是否满足要求。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，特别涉及一种用CMOS低压工艺实现反熔丝的芯片外围反熔丝预修调电路及其修调方法。

背景技术

反熔丝通常是指通过一定电压或电流进行熔烧使其从原来的开路状态不可逆的转变到短路状态的这一类器件和电路，一般应用于调整电路中的某些电参数，比如：基准电压、频率等等。

而反熔丝修调电路就是对反熔丝进行熔烧和检测的电路，反熔丝修调电路除了要保证可靠稳定的对反熔丝进行熔烧之外，还必须保证熔烧时集成电路中其它器件和电路不会被损伤，同时还要能检测出反熔丝的开、短路状态。

图1所示是反熔丝修调电路的传统电路之一，图1中所示只是其中一位反熔丝及其修调电路，即第i(i=1,2,3,…,n)位，图1中，反熔丝AFi采用PMOS场效应管实现；INVi1和INVi2是反相器；NMi1～NMi3是NMOS场效应管；信号FSi是反熔丝位选择信号，在测试状态下，当需要熔烧某位反熔丝时，其对应的FSi被设置为低电平，使得NMi1导通、NMi2关断，而其它位的FSi被设置为高电平；在工作状态下，所有位的FSi信号都被设置为高电平；电压VB给NMi3提供偏置电压，使得当NMi3的漏极电压足够高时，NMi3流过恒定的电流。这样，在测试状态下，NMi1导通，AFi的栅极就连接到地，在Ti上加上合适的高电压并限流，该高电压大于PMOS反熔丝AFi的栅氧击穿电压，反熔丝AFi的栅氧被击穿，就会被安全的熔短路；在工作状态下，Ti被设置为正常的工作电压，所有位的NMi1关闭、NMi2导通，如果某位反熔丝AFi是开路的，则其对应的NMi3漏极被下拉到低电平，TSi(i=1,2,3,…,n)就会输出高电平，如果某位反熔丝AFi被熔短路了，则其对应的NMi2漏极电压等于Ti上的电压，NMi3漏极电压变高，TSi(i=1,2,3,…,n)就会输出低电平，然后各位反熔丝修调电路的TSi(i=1,2,3,…,n)信号经过逻辑运算，就可以去控制调整基准电压等电参数了。

图1所示的电路中，如果PMOS反熔丝AFi、NMOS场效应管NMi1～NMi3和反相器INVi1和INVi2都采用标准CMOS低压工艺的常规器件来实现，则PMOS反熔丝AFi的栅氧击穿电压就会远大于NMi1、NMi2等器件的漏-源耐压，那么当反熔丝AFi被熔短路时，NMi1、NMi2等器件就可能被损坏。图1电路既要可靠稳定的熔烧反熔丝，又要保证熔烧时集成电路中其它器件和电路不会被损伤，只有两种解决方案：第一种方案，反熔丝AFi采用特别设计的结构和电路或者增加额外的层次，使得反熔丝AFi的熔烧电压低于常规器件的耐压，但是，这种方案会增加集成电路的成本，并降低集成电路的工艺兼容性，有的还需要IP授权；第二种方案是采用高压工艺来实现，反熔丝AFi、NMOS场效应管NMi3、反相器INVi1和INVi2都采用低压器件，而NMOS场效应管NMi1、NMi2都采用高压器件，并且这些高压器件的耐压要远大于反熔丝AFi的熔烧电压。但是，这种方案同样会增加集成电路的成本，并降低集成电路的工艺兼容性。

现有的各种反熔丝修调电路都存在着工艺兼容性差或者电路成本高的缺点。

传统的反熔丝修调方法有两种：