專利名稱：半導(dǎo)體器件和半導(dǎo)體器件的驅(qū)動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件和半導(dǎo)體器件的驅(qū)動(dòng)方法。本發(fā)明特別涉及具有電熔斷器的半導(dǎo)體器件和該半導(dǎo)體器件的驅(qū)動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
電熔斷器是用于調(diào)整半導(dǎo)體器件的電子電路的重要電子元件。JP-A-8_335674(專利文獻(xiàn)1)披露了采用電熔斷器調(diào)整半導(dǎo)體器件的方法。例如，采用電熔斷器調(diào)整半導(dǎo)體器件的方法已經(jīng)被用來例如彌補(bǔ)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的缺陷等。例如，通過以矩陣的形式布置多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)單元制造標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)單元陣列，并且通過布置多個(gè)備用存儲(chǔ)單元制造用于彌補(bǔ)的備用存儲(chǔ)單元陣列。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)的存儲(chǔ)單元陣列中的任意存儲(chǔ)單元存在缺陷時(shí)，就將該有缺陷的存儲(chǔ)單元切換到備用存儲(chǔ)單元。在獲得半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件的高成品率上，上述方法是有效的。除了包括如上所述的將有缺陷的存儲(chǔ)單元切換到備用存儲(chǔ)單元的步驟的修復(fù)技術(shù)之外，電熔斷器被廣泛地使用在涉及形成半導(dǎo)體器件的電子電路中的電連接的切換的應(yīng)用中。近年來，邏輯電路和CMOS圖像傳感器朝著高功能化和多功能化發(fā)展的趨勢(shì)導(dǎo)致了對(duì)更大容量的電熔斷器的需求。使用增大了容量的電熔斷器增大了使用該電熔斷器的半導(dǎo)體芯片的尺寸，并因此導(dǎo)致了半導(dǎo)體芯片的成本的增加。例如，具有由多晶硅層和高熔點(diǎn)金屬硅化物層形成的細(xì)絲結(jié)構(gòu)(filament structure)的電熔斷器的細(xì)絲(filament)的電阻被施加到該細(xì)絲上的脈沖電壓所改變。例如，上述操作是基于這樣的事實(shí)當(dāng)在高熔點(diǎn)金屬硅化物層引發(fā)電子遷移時(shí)，電熔斷器的電阻從初始值變成另一值，并且當(dāng)遷移繼續(xù)進(jìn)行至硅熔化階段時(shí)，電熔斷器的電阻變成與前一值不同的另一值。當(dāng)嘗試不改變細(xì)絲的形狀而通過與上述的過程相同的過程增大電熔斷器的容量時(shí)，可能會(huì)增大電熔斷器所占的面積。一般情況下，通過對(duì)電熔斷器進(jìn)行微細(xì)化加工可以減小電熔斷器所占的面積，并且借助具有通過附加的處理步驟提供的MONOS結(jié)構(gòu)的電熔斷器可以獲得多個(gè)電阻值。然而，這樣的方法導(dǎo)致了成本的增加。MONOS結(jié)構(gòu)是具有金屬層、氧化物層、氮化物層、另一氧化物層和半導(dǎo)體層的膜。JP-A-2006_25353(專利文獻(xiàn)2)披露了通過將細(xì)絲并聯(lián)并且將讀出晶體管和用于程序控制的開關(guān)晶體管并聯(lián)到細(xì)絲來設(shè)置的電熔斷器模塊。該電熔斷器模塊能夠以并聯(lián)的細(xì)絲的電阻值變化的形式提供代表著多個(gè)值的信肩、ο然而，在專利文獻(xiàn)2中所披露的電熔斷器模塊的結(jié)構(gòu)具有這樣的缺點(diǎn)由于僅能通過來自并聯(lián)的細(xì)絲的并聯(lián)讀出獲得電阻值，所以不能精確地讀出電阻的變化。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述原因，期望提供一種包括能夠使用現(xiàn)有的工藝而不用任何額外的加工步驟來制造的可靠的多值化電熔斷器的半導(dǎo)體器件。 本發(fā)明實(shí)施形式提供了一種具有電熔斷器元件的半導(dǎo)體器件，所述電熔斷器元件包括第一細(xì)絲、與所述第一細(xì)絲相連接的第二細(xì)絲以及與所述第一細(xì)絲的一端相連接的串聯(lián)讀出部，所述一端與所述第一細(xì)絲的連接著所述第二細(xì)絲的另一端相反，所述串聯(lián)讀出部讀取所述第一細(xì)絲和所述第二細(xì)絲的串聯(lián)電阻。本發(fā)明的所述半導(dǎo)體器件具有包括所述第一細(xì)絲和連接著所述第一細(xì)絲的所述第二細(xì)絲的所述電熔斷器元件。所述電熔斷器元件具有連接著所述第一細(xì)絲的一端的所述串聯(lián)讀出部，所述一端與所述第一細(xì)絲的連接著所述第二細(xì)絲的另一端相反，所述串聯(lián)讀出部讀取所述第一細(xì)絲和所述第二細(xì)絲的串聯(lián)電阻。本發(fā)明的另一實(shí)施形式提供了一種具有電熔斷器元件的半導(dǎo)體器件，所述電熔斷器元件包括第一細(xì)絲、連接著所述第一細(xì)絲的第二細(xì)絲、用于選擇所述第一細(xì)絲且與所述第一細(xì)絲串聯(lián)連接的第一選擇晶體管、用于選擇所述第二細(xì)絲且與所述第二細(xì)絲串聯(lián)連接的第二選擇晶體管，以及連接著所述第一細(xì)絲與所述第二細(xì)絲之間的連接處的并聯(lián)讀出部，所述并聯(lián)讀出部讀取所述第一細(xì)絲和所述第二細(xì)絲的并聯(lián)電阻。本發(fā)明上述實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件具有包括所述第一細(xì)絲、連接著所述第一細(xì)絲的所述第二細(xì)絲的所述電熔斷器元件。所述電熔斷器元件還包括用于選擇所述第一細(xì)絲且與所述第一細(xì)絲串聯(lián)連接的所述第一選擇晶體管和用于選擇所述第二細(xì)絲且與所述第二細(xì)絲串聯(lián)連接的所述第二選擇晶體管。此外，所述電熔斷器元件包括連接著所述第一細(xì)絲與所述第二細(xì)絲之間的所述連接處的所述并聯(lián)讀出部，所述并聯(lián)讀出部讀取所述第一細(xì)絲和所述第二細(xì)絲的并聯(lián)電阻。本發(fā)明的又一實(shí)施形式提供了一種半導(dǎo)體器件的驅(qū)動(dòng)方法，所述半導(dǎo)體器件包括具有第一細(xì)絲和連接著所述第一細(xì)絲的第二細(xì)絲的電熔斷器元件。所述方法包括使用串聯(lián)讀出部讀取所述第一細(xì)絲和所述第二細(xì)絲的串聯(lián)電阻，所述串聯(lián)讀出部連接著所述第一細(xì)絲的一端，所述一端與所述第一細(xì)絲的連接著所述第二細(xì)絲的另一端相反。本發(fā)明的上述實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的驅(qū)動(dòng)方法讀取所述半導(dǎo)體器件的所述電熔斷器，所述半導(dǎo)體器件包括含有所述第一細(xì)絲和所述第二細(xì)絲的所述電熔斷器。在此實(shí)施形式中，使用所述串聯(lián)讀出部讀出所述第一細(xì)絲和所述第二細(xì)絲的串聯(lián)電阻，所述串聯(lián)讀出部連接著所述第一細(xì)絲的一端，所述一端與所述第一細(xì)絲的連接著所述第二細(xì)絲的另一端相反。本發(fā)明實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件能夠設(shè)置有可靠的多值化的電熔斷器元件，能夠使用現(xiàn)有的工序而不需要額外的加工步驟進(jìn)行制造所述電熔斷器元件。本發(fā)明實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的驅(qū)動(dòng)方法使得能夠從包括電熔斷器的半導(dǎo)體器件中以高可靠性讀取多值化電熔斷器元件的電阻，能夠使用現(xiàn)有的工序而不需要額外的加工步驟進(jìn)行制造所述電熔斷器。


圖IA和圖IB是形成本發(fā)明第一實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的一部分的電熔斷器元件的電路圖；圖2A是形成本發(fā)明第一實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的電熔斷器元件的一部分的一個(gè)電熔斷器的電路圖；圖2B是電熔斷器的平面圖；圖2C是電熔斷器的截面圖；圖3A和圖;3B是示出了將值寫入形成本發(fā)明第一實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的一部分的電熔斷器元件中的方法的電路圖；圖4A和圖4B是示出了從形成本發(fā)明第一實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的一部分的電熔斷器元件中讀取值的方法的電路圖；圖5是在本發(fā)明第一實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件中可以被省去的譯碼器電路的示例的電路圖；圖6A和圖6B是形成本發(fā)明第二實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的一部分的電熔斷器元件的電路圖；圖7A和圖7B是示出了將值寫入形成本發(fā)明第二實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的一部分的電熔斷器元件中的方法的電路圖；以及圖8A和圖8B是示出了從形成本發(fā)明第二實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的一部分的電熔斷器元件中讀取值的方法的電路圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參照

本發(fā)明的半導(dǎo)體器件和半導(dǎo)體器件的制造方法的實(shí)施形式。按照下列順序進(jìn)行說明。1.第一實(shí)施形式(基本結(jié)構(gòu))2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果3.第二實(shí)施形式(選擇晶體管的位置與第一實(shí)施形式不同的結(jié)構(gòu))1.第一實(shí)施形式半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)圖IA是形成根據(jù)本發(fā)明實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的一部分的電熔斷器元件的電路圖。本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件設(shè)置有包括第一細(xì)絲FSl和連接著第一細(xì)絲FSl的第二細(xì)絲FS2的電熔斷器元件。用于選擇第一細(xì)絲FSl的第一選擇晶體管Trl在第一細(xì)絲FSl的與第二細(xì)絲FS2 相連接的一端與第一細(xì)絲FSl串聯(lián)連接。用于選擇第二細(xì)絲FS2的第二選擇晶體管Tr2在第二細(xì)絲FS2的與第一細(xì)絲FSl 相連接的一端與第二細(xì)絲FS2串聯(lián)連接。例如在第一細(xì)絲FSl的與連接著第二細(xì)絲FS2的一端相反的一端連接著用于讀取第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2的串聯(lián)電阻的串聯(lián)讀出部。在上述結(jié)構(gòu)中，能夠讀出第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2的串聯(lián)電阻，因此能夠提供多值化的可靠的電熔斷器。通過選擇第一選擇晶體管Trl或第二選擇晶體管Tr2能夠選擇并寫入第一細(xì)絲 FSl的值或者第二細(xì)絲FS2的值。圖IB是形成根據(jù)本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的一部分的電熔斷器元件的電路圖， 該圖更加具體地示出了圖IA中的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件設(shè)置有包括第一細(xì)絲FSl和連接著第一細(xì)絲FSl的第二細(xì)絲FS2的電熔斷器元件。用于選擇第一細(xì)絲FSl的第一選擇晶體管Trl在第一細(xì)絲FSl的與第二細(xì)絲FS2 相連接的一端與第一細(xì)絲FSl串聯(lián)連接。用于選擇第二細(xì)絲FS2的第二選擇晶體管Tr2在第二細(xì)絲FS2的與第一細(xì)絲FSl 相連接的一端與第二細(xì)絲FS2串聯(lián)連接。在本實(shí)施形式中，第一細(xì)絲FSl與第二細(xì)絲FS2是通過第一選擇晶體管Trl和第二選擇晶體管Tr2相連接的。例如，第一細(xì)絲FSl的與連接著第二細(xì)絲FS2的一端相反的一端通過晶體管Tr3 接地。例如，第一選擇晶體管Trl與第二選擇晶體管Tr2之間的連接處通過晶體管Tr4 連接至寫入部WT。寫入部WT使得通過第一選擇晶體管Trl選擇的第一細(xì)絲FSl的電阻或通過第二選擇晶體管Tr2選擇的第二細(xì)絲FS2的電阻獨(dú)立地變化。例如，第一細(xì)絲FSl與晶體管Tr3之間的連接處通過晶體管Tr5連接著串聯(lián)讀出部RDS。串聯(lián)讀出部RDS讀取第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2的串聯(lián)電阻。例如，第一選擇晶體管Trl與第二選擇晶體管Tr2之間的連接處通過晶體管Tr6 連接至并聯(lián)讀出部RDP。并聯(lián)讀出部RDP讀取第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2的并聯(lián)電阻。在上述結(jié)構(gòu)中，通過使用第一選擇晶體管Trl和第二選擇晶體管Tr2對(duì)細(xì)絲進(jìn)行選擇，能夠?qū)懭氲谝患?xì)絲FSl的值或第二細(xì)絲FS2的值。能夠讀出第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2的串聯(lián)電阻，并且能夠提供可靠的多值化的電熔斷器。此外，能夠讀出第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2的并聯(lián)電阻以實(shí)現(xiàn)更高的可靠性。圖2A是形成本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的電熔斷器元件的一個(gè)電熔斷器的電路圖，圖2B是該電熔斷器的平面圖。例如，在形成電熔斷器的一部分的細(xì)絲FS的一端形成有陽極AN，而在該細(xì)絲的另一端形成有陰極CA。陰極CA通過晶體管Tr連接著接地電位Vss。
例如，當(dāng)向陽極AN施加寫入電壓Vfuse從而向晶體管施加寫入脈沖Vpulse時(shí)，寫入電流Iprag流過細(xì)絲FS從而能夠進(jìn)行寫入過程。寫入過程也被稱為“熔斷過程(blow process)”，而寫入電壓也被稱為“熔斷電壓 (blow voltage)”。圖2C是電熔斷器的細(xì)絲部的截面圖。例如，在半導(dǎo)體基板上，多晶硅層11和例如NiSi等高熔點(diǎn)金屬硅化物層12層疊在絕緣膜10上，并且形成為如圖2B中所示的具有預(yù)定的寬度W和預(yù)定的長(zhǎng)度L的細(xì)絲形狀。例如，在多晶硅層11和高熔點(diǎn)金屬硅化物層12的層疊體的兩側(cè)上形成側(cè)壁絕緣膜13，并且形成覆蓋著各個(gè)膜和各層的保護(hù)絕緣膜14。除了形成區(qū)域不同并且形成有接觸部CS之外，陽極AN和陰極CA基本上具有與細(xì)絲部的層結(jié)構(gòu)相同的層結(jié)構(gòu)。例如，當(dāng)向由具有如上所述的多晶硅層11和高熔點(diǎn)金屬硅化物層12的層疊體構(gòu)成的細(xì)絲施加第一寫入電壓時(shí)，在高熔點(diǎn)金屬硅化物層處發(fā)生電子遷移，這就導(dǎo)致了細(xì)絲部的電阻的變化。圖2B示出了從細(xì)絲部到陰極CA的一部分中的電子遷移EM。在未發(fā)生電子遷移 EM的區(qū)域中殘存有高熔點(diǎn)金屬硅化物層。當(dāng)進(jìn)一步施加高于第一寫入電壓的第二寫入電壓時(shí)，多晶硅層中的硅被熔化從而導(dǎo)致了細(xì)絲部的電阻的進(jìn)一步變化。這樣，例如，根據(jù)寫入電壓能夠使單個(gè)細(xì)絲具有三階段式的電阻值。第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2可以具有不同的電阻值。因此，能夠進(jìn)一步確保電熔斷器元件具有多個(gè)電阻值。例如，可以通過使第一細(xì)絲和第二細(xì)絲至少在下面的任一方面不同，從而使第一細(xì)絲和第二細(xì)絲具有不同的電阻值。(1)第一細(xì)絲FSl的寬度與第二細(xì)絲FS2的寬度(2)第一細(xì)絲FSl的長(zhǎng)度與第二細(xì)絲FS2的長(zhǎng)度(3)第一細(xì)絲FSl的陰極CA和陽極AN中的接觸部CS的數(shù)量與第二細(xì)絲FS2的陰極CA和陽極AN中的接觸部CS的數(shù)量(4)第一細(xì)絲FSl的陰極CA和陽極AN中的接觸部CS的位置與第二細(xì)絲FS2的陰極CA和陽極AN中的接觸部CS的位置第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2可以構(gòu)造得使這些細(xì)絲的電阻值根據(jù)不同的電氣條件而變化。因此能夠確保電熔斷器元件能夠具有多個(gè)電阻值。例如，與上述使第一細(xì)絲的電阻與第二細(xì)絲的電阻設(shè)定得不同的條件類似，可以根據(jù)不同的電氣條件使第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2的電阻變化。此外，當(dāng)?shù)谝患?xì)絲和第二細(xì)絲具有不同的電阻值的時(shí)候，可以采用根據(jù)不同的電氣條件使第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2的電阻變化的設(shè)置。第一細(xì)絲FSl與第二細(xì)絲FS2可以具有相同的電阻值，并且第一細(xì)絲和第二細(xì)絲的電阻值可以根據(jù)相同的電氣條件而變化。能夠使用現(xiàn)有的工序而不需要任何額外的加工步驟來制造本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的電熔斷器元件，并且該元件能夠具有高可靠性和多個(gè)電阻值。半導(dǎo)體器件的驅(qū)動(dòng)方法圖3A是示出了形成本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的一部分的電熔斷器元件的第一細(xì)絲FSl的寫入方法的電路圖。例如，通過導(dǎo)通第一選擇晶體管Trl使第一細(xì)絲FSl處于被選擇的狀態(tài)，導(dǎo)通晶體管Tr3和晶體管Tr4，從而從寫入部WT施加寫入電壓使得寫入電流Ipragl流過第一細(xì)絲FSl。因此，例如，根據(jù)寫入電壓能夠如上所述地使第一細(xì)絲FSl選擇性地具有三階段式的電阻值。圖;3B是示出了形成本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的一部分的電熔斷器元件的第二細(xì)絲FS2的寫入方法的電路圖。例如，通過導(dǎo)通第二選擇晶體管Tr2使第二細(xì)絲FS2處于被選擇的狀態(tài)，導(dǎo)通晶體管Tr4，從而從寫入部WT施加寫入電壓使得寫入電流Iprag2流過第二細(xì)絲FS2。因此，例如，根據(jù)寫入電壓能夠如上所述地使第二細(xì)絲FS2選擇性地具有三階段式的電阻值。如上所述，用于選擇第一細(xì)絲FSl的第一選擇晶體管Trl與第一細(xì)絲FSl串聯(lián)連接，用于選擇第二細(xì)絲FS2的第二選擇晶體管Tr2與第二細(xì)絲FS2串聯(lián)連接。因此，寫入部WT能夠使如上所述通過第一選擇晶體管Trl選擇的第一細(xì)絲FSl的電阻或通過第二選擇晶體管Tr2選擇的第二細(xì)絲FS2的電阻獨(dú)立地變化。圖4A是示出了形成本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的一部分的電熔斷器元件的串聯(lián)讀出方法的電路圖。例如，通過導(dǎo)通第一選擇晶體管Trl和第二選擇晶體管Tr2使第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2處于彼此串聯(lián)連接的狀態(tài)，導(dǎo)通晶體管Tr5，從而來自串聯(lián)讀出部RDS的串聯(lián)讀出電流Is流過該元件。在此時(shí)進(jìn)行電阻測(cè)量能夠讀出第一細(xì)絲FS 1和第二細(xì)絲FS2的串聯(lián)電阻。圖4B是示出了形成本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的一部分的電熔斷器元件的并聯(lián)讀出方法的電路圖。例如，當(dāng)?shù)谝贿x擇晶體管Trl和第二選擇晶體管Tr2處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)通晶體管 Tr3和晶體管Tr6，從而來自并聯(lián)讀出部RDP的并聯(lián)讀出電流Ip流過該元件。在此時(shí)進(jìn)行電阻測(cè)量能夠讀出第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2的并聯(lián)電阻。本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的驅(qū)動(dòng)方法能夠?qū)崿F(xiàn)從具有電熔斷器的半導(dǎo)體器件的多值化熔斷器元件中的可靠的讀出，能夠使用現(xiàn)有的工藝而不需要任何額外的加工步驟來制造該電熔斷器。2.實(shí)驗(yàn)結(jié)果通過在熔斷過程之前和之后設(shè)定的第一細(xì)絲和第二細(xì)絲的電阻值計(jì)算出實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的電熔斷器元件的串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻。第一細(xì)絲的初始電阻和第二細(xì)絲的初始電阻均設(shè)為500 Ω。在導(dǎo)致電子遷移的熔斷過程之后，第一細(xì)絲和第二細(xì)絲的電阻分別為3，000Ω和 5，000 Ω。在導(dǎo)致硅熔化的熔斷過程之后，第一細(xì)絲和第二細(xì)絲的電阻均為100，000 Ω。
根據(jù)如上所述的第一細(xì)絲和第二細(xì)絲的各種電阻值的組合，得到了如表1中所示的串聯(lián)讀出電阻和并聯(lián)讀出電阻。表1
值FS1[Q]FS2[Q]串聯(lián)讀出電阻[Ω]并聯(lián)讀出電阻[Ω]050050010002501300050035004292500500055004553300050008000187545001000001005004985300010000010300029136100000500100500498710000050001050004762810000010000020000050000 如表1所示，從值0至值8的九個(gè)值是可能的串聯(lián)讀出電阻和并聯(lián)讀出電阻的組
入
I=I O特別地，表1中由“0”、“1”、“2”和“3”所標(biāo)出的串聯(lián)讀出電阻值能夠作為彼此可
明確區(qū)分的值來使用。在實(shí)際中，難以將100500Ω以上的串聯(lián)讀出電阻值彼此區(qū)分。對(duì)于并聯(lián)讀出電阻同樣也是如此。例如，難以將彼此接近的400 Ω等級(jí)的電阻值區(qū)別開。例如，將表1中由“0”、“3”、“5”和“7”所標(biāo)出的值用來設(shè)置能夠?qū)λ膫€(gè)值選擇的電熔斷器元件。例如，通過改變讀出放大器的基準(zhǔn)電位從而讀出如上所述的電阻變化，并且能夠不用AND電路獲得多個(gè)電阻值。圖5是本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件中可以省略的譯碼器電路的示例的電路圖。例如，譯碼器包括基于兩個(gè)輸入值來輸出四個(gè)值的六個(gè)反相器IV和四個(gè)NAND電路。反相器IV包括一個(gè)η溝道晶體管和一個(gè)P溝道晶體管，而NAND電路包括兩個(gè)η溝道晶體管和兩個(gè)ρ溝道晶體管。因此，譯碼器總共包括觀個(gè)晶體管，而省略了這樣的譯碼器對(duì)半導(dǎo)體器件的緊湊性做出了重大貢獻(xiàn)。盡管本實(shí)施形式采用了含有并聯(lián)讀出部的結(jié)構(gòu)來讀取并聯(lián)電阻，但不是必須使用這樣的結(jié)構(gòu)，只要僅通過讀取串聯(lián)電阻就能夠獲得可區(qū)分的電阻值，那么就可以省略并聯(lián)讀出部。通過分別選擇第一選擇晶體管和第二選擇晶體管，能夠使并聯(lián)讀出部分別讀取第一細(xì)絲FSl的電阻值和第二細(xì)絲FS2的電阻值。
盡管上述實(shí)施形式具有串聯(lián)讀出部和并聯(lián)讀出部，但是本發(fā)明不限于這樣的結(jié)構(gòu)。當(dāng)只進(jìn)行串聯(lián)讀出時(shí)，可以省略并聯(lián)讀出部；而當(dāng)只進(jìn)行并聯(lián)讀出時(shí)，可以省略串聯(lián)讀出部。3.第二實(shí)施形式半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)圖6A是形成根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的一部分的電熔斷器元件的電路圖。本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件具有包括第一細(xì)絲FSl和連接著第一細(xì)絲FSl的第二細(xì)絲FS2的電熔斷器元件。用于選擇第一細(xì)絲FSl的第一選擇晶體管Trl在第一細(xì)絲FSl的與第二細(xì)絲FS2 相連接的一端的相反端與第一細(xì)絲FSl串聯(lián)連接。用于選擇第二細(xì)絲FS2的第二選擇晶體管Tr2在第二細(xì)絲FS2的與第一細(xì)絲FSl 相連接的一端的相反端與第二細(xì)絲FS2串聯(lián)連接。例如，在第一選擇晶體管Trl的連接著第一細(xì)絲FSl的一端的相反端連接著用于讀取第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2的串聯(lián)電阻的串聯(lián)讀出部。在上述結(jié)構(gòu)中，能夠讀出第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2的串聯(lián)電阻，因此能夠獲得可靠的多值化的電熔斷器。通過第一選擇晶體管Trl選擇第一細(xì)絲FSl或通過第二選擇晶體管Tr2選擇第二細(xì)絲FS2，能夠?qū)Φ谝患?xì)絲FSl或第二細(xì)絲FS2進(jìn)行寫入。圖6B是形成根據(jù)本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的一部分的電熔斷器元件的電路圖， 該圖更加具體地示出了圖6A中的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件設(shè)置有包括第一細(xì)絲FSl和連接著第一細(xì)絲FSl的第二細(xì)絲FS2的電熔斷器元件。例如，用于選擇第一細(xì)絲FSl的第一選擇晶體管Trl在第一細(xì)絲FSl的與第二細(xì)絲FS2相連接的一端的相反端與第一細(xì)絲FSl串聯(lián)連接。例如，用于選擇第二細(xì)絲FS2的第二選擇晶體管Tr2在第二細(xì)絲FS2的與第一細(xì)絲FSl相連接的一端的相反端與第二細(xì)絲FS2串聯(lián)連接。在本實(shí)施形式中，第一細(xì)絲FSl與第二細(xì)絲FS2是彼此直接相連接的。例如，第一選擇晶體管Trl的連接著第一細(xì)絲FSl的一端的相反端通過晶體管Tr3 接地。例如，第一細(xì)絲FSl與第二細(xì)絲FS2之間的連接處通過晶體管Tr4連接著寫入部 WT。寫入部WT使得通過第一選擇晶體管Trl選擇的第一細(xì)絲FSl的電阻或通過第二選擇晶體管Tr2選擇的第二細(xì)絲FS2的電阻獨(dú)立地變化。例如，第一選擇晶體管Trl與晶體管Tr3之間的連接處通過晶體管Tr5連接著串聯(lián)讀出部RDS。串聯(lián)讀出部RDS讀取第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2的串聯(lián)電阻。例如，第一細(xì)絲FSl與第二細(xì)絲FS2之間的連接處通過晶體管Tr6連接著并聯(lián)讀出部RDP。并聯(lián)讀出部RDP讀取第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2的并聯(lián)電阻。在上述結(jié)構(gòu)中，通過使用第一選擇晶體管Trl和第二選擇晶體管Tr2對(duì)細(xì)絲進(jìn)行選擇能夠?qū)懭氲谝患?xì)絲FSl的值或第二細(xì)絲FS2的值。
能夠讀出第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2的串聯(lián)電阻，并且能夠提供可靠的多值化的電熔斷器。此外，能夠讀出第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2的并聯(lián)電阻以實(shí)現(xiàn)更高的可靠性。形成本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的電熔斷器元件的一部分的電熔斷器與第一實(shí)施形式的電熔斷器相類似。例如，根據(jù)寫入電壓能夠使一個(gè)細(xì)絲具有三階段式的電阻值。能夠使用現(xiàn)有的工序而不需要任何額外的加工步驟來制造本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的電熔斷器元件，并且該元件能夠具有高可靠性和多個(gè)電阻值。半導(dǎo)體器件的驅(qū)動(dòng)方法圖7A是示出了形成本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的一部分的電熔斷器元件的第一細(xì)絲FSl的寫入方法的電路圖。例如，通過導(dǎo)通第一選擇晶體管Trl使第一細(xì)絲FSl處于被選擇的狀態(tài)，導(dǎo)通晶體管Tr3和晶體管Tr4，從而從寫入部WT施加寫入電壓使得寫入電流Ipragl流過第一細(xì)絲FSl。因此，例如，根據(jù)寫入電壓能夠如上所述地使第一細(xì)絲FS 1選擇性地具有三階段式的電阻值。圖7B是示出了形成本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的一部分的電熔斷器元件的第二細(xì)絲FS2的寫入方法的電路圖。例如，通過導(dǎo)通第二選擇晶體管Tr2使第二細(xì)絲FS2處于被選擇的狀態(tài)，導(dǎo)通晶體管Tr4，從而從寫入部WT施加寫入電壓使得寫入電流Iprag2流過第二細(xì)絲FS2。因此，例如，根據(jù)寫入電壓能夠如上所述地使第二細(xì)絲FS2選擇性地具有三階段式的電阻值。如上所述，用于選擇第一細(xì)絲FSl的第一選擇晶體管Trl與第一細(xì)絲FSl串聯(lián)連接，用于選擇第二細(xì)絲FS2的第二選擇晶體管Tr2與第二細(xì)絲FS2串聯(lián)連接。因此，寫入部WT能夠使通過第一選擇晶體管Trl選擇的第一細(xì)絲FSl的電阻或通過第二選擇晶體管Tr2選擇的第二細(xì)絲FS2的電阻獨(dú)立地變化。圖8A是示出了形成本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的一部分的電熔斷器元件的串聯(lián)讀出方法的電路圖。例如，使第一選擇晶體管Trl和第二選擇晶體管Tr2處于導(dǎo)通狀態(tài)，導(dǎo)通晶體管 Tr5，從而來自串聯(lián)讀出部RDS的串聯(lián)讀出電流Is流過該元件。在此時(shí)進(jìn)行電阻測(cè)量能夠讀出第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2的串聯(lián)電阻。圖8B是示出了形成本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的一部分的電熔斷器元件的并聯(lián)讀出方法的電路圖。例如，當(dāng)?shù)谝贿x擇晶體管Trl和第二選擇晶體管Tr2處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)通晶體管 Tr3和晶體管Tr6，從而來自并聯(lián)讀出部RDP的并聯(lián)讀出電流Ip流過該元件。在此時(shí)進(jìn)行電阻測(cè)量能夠讀出第一細(xì)絲FSl和第二細(xì)絲FS2的并聯(lián)電阻。本實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件的驅(qū)動(dòng)方法能夠?qū)崿F(xiàn)從具有電熔斷器的半導(dǎo)體器件的多值化熔斷器元件中的可靠的讀出，能夠使用現(xiàn)有的工序而不需要任何額外的加工步驟來制造該電熔斷器。盡管上述本實(shí)施形式采用了包括用于讀取并聯(lián)電阻的并聯(lián)讀出部的結(jié)構(gòu)，但這樣的結(jié)構(gòu)不是必需的，只要僅通過讀取串聯(lián)電阻就能夠獲得可區(qū)分的電阻值，那么就可以省略并聯(lián)讀出部。通過分別選擇第一選擇晶體管和第二選擇晶體管，能夠使并聯(lián)讀出部分別讀取第一細(xì)絲FSl的電阻值和第二細(xì)絲FS2的電阻值。盡管上述實(shí)施形式具有串聯(lián)讀出部和并聯(lián)讀出部，但是本發(fā)明不限于這樣的結(jié)構(gòu)。當(dāng)只進(jìn)行串聯(lián)讀出時(shí)，可以省略并聯(lián)讀出部；而當(dāng)只進(jìn)行并聯(lián)讀出時(shí)，可以省略串聯(lián)讀出部。上述實(shí)施形式的半導(dǎo)體器件具有下列優(yōu)點(diǎn)。(1)能夠使用現(xiàn)有的工序而不需要任何額外的加工步驟來提供可靠的多值化電熔斷器元件。(2)在保持單元提供的值不變的基礎(chǔ)上能夠減小單元的尺寸。(3)能夠使用現(xiàn)有的工序而不需要任何額外的加工步驟來提供可靠的多值化電熔斷器。本發(fā)明不限于上面的實(shí)施形式。例如，形成實(shí)施形式的電熔斷器的細(xì)絲是由多晶硅層和高熔點(diǎn)金屬硅化物層的層疊體構(gòu)成的。但本發(fā)明不限于這樣的細(xì)絲，而是可以使用其它類型的細(xì)絲來提供各種結(jié)構(gòu)的電熔斷器。在不背離本發(fā)明的精神的前提下可以進(jìn)行各種修改。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以在本發(fā)明所附的權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、次組合以及改變。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，其包括電熔斷器元件，所述電熔斷器元件包括第一細(xì)絲；第二細(xì)絲，所述第二細(xì)絲與所述第一細(xì)絲相連接；以及串聯(lián)讀出部，所述串聯(lián)讀出部連接著所述第一細(xì)絲的一端，所述第一細(xì)絲的所述一端與所述第一細(xì)絲的連接著所述第二細(xì)絲的另一端相反，所述串聯(lián)讀出部讀取所述第一細(xì)絲和所述第二細(xì)絲的串聯(lián)電阻。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，用于選擇所述第一細(xì)絲的第一選擇晶體管與所述第一細(xì)絲串聯(lián)連接，并且用于選擇所述第二細(xì)絲的第二選擇晶體管與所述第二細(xì)絲串聯(lián)連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，還包括寫入部，所述寫入部連接著所述第一細(xì)絲與所述第二細(xì)絲之間的連接處，所述寫入部使得通過所述第一選擇晶體管選擇的所述第一細(xì)絲的電阻或通過所述第二選擇晶體管選擇的所述第二細(xì)絲的電阻獨(dú)立地變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括并聯(lián)讀出部，所述并聯(lián)讀出部連接著所述第一細(xì)絲與所述第二細(xì)絲之間的所述連接處，所述并聯(lián)讀出部讀取所述第一細(xì)絲和所述第二細(xì)絲的并聯(lián)電阻。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第一細(xì)絲的電阻與所述第二細(xì)絲的電阻由于下列原因中的至少一種原因而不同 所述第一細(xì)絲的寬度與所述第二細(xì)絲的寬度不同，所述第一細(xì)絲的長(zhǎng)度與所述第二細(xì)絲的長(zhǎng)度不同，設(shè)置在所述第一細(xì)絲的陰極和陽極處的接觸部的數(shù)量與設(shè)置在所述第二細(xì)絲的陰極和陽極處的接觸部的數(shù)量不同，以及所述第一細(xì)絲的所述接觸部的位置與所述第二細(xì)絲的所述接觸部的位置不同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中，使所述第一細(xì)絲的電阻改變的電氣條件與使所述第二細(xì)絲的電阻改變的電氣條件是不同的。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第一細(xì)絲的電阻與所述第二細(xì)絲的電阻是不同的，所述不同是由于下列原因中的至少一種原因所述第一細(xì)絲的寬度與所述第二細(xì)絲的寬度不同，所述第一細(xì)絲的長(zhǎng)度與所述第二細(xì)絲的長(zhǎng)度不同，設(shè)置在所述第一細(xì)絲的陰極和陽極處的接觸部的數(shù)量與設(shè)置在所述第二細(xì)絲的陰極和陽極處的接觸部的數(shù)量不同，以及所述第一細(xì)絲的所述接觸部的位置與所述第二細(xì)絲的所述接觸部的位置不同。
8.一種半導(dǎo)體器件，其包括電熔斷器元件，所述電熔斷器元件包括第一細(xì)絲；第二細(xì)絲，所述第二細(xì)絲與所述第一細(xì)絲相連接；第一選擇晶體管，所述第一選擇晶體管用于選擇所述第一細(xì)絲且與所述第一細(xì)絲串聯(lián)連接；第二選擇晶體管，所述第二選擇晶體管用于選擇所述第二細(xì)絲且與所述第二細(xì)絲串聯(lián)連接；以及并聯(lián)讀出部，所述并聯(lián)讀出部連接著所述第一細(xì)絲與所述第二細(xì)絲之間的連接處，所述并聯(lián)讀出部讀取所述第一細(xì)絲和所述第二細(xì)絲的并聯(lián)電阻。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，還包括寫入部，所述寫入部連接著所述第一細(xì)絲與所述第二細(xì)絲之間的所述連接處，所述寫入部使得通過所述第一選擇晶體管選擇的所述第一細(xì)絲的電阻或通過所述第二選擇晶體管選擇的所述第二細(xì)絲的電阻獨(dú)立地變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第一細(xì)絲的電阻與所述第二細(xì)絲的電阻由于下列原因中的至少一種原因而不同 所述第一細(xì)絲的寬度與所述第二細(xì)絲的寬度不同，所述第一細(xì)絲的長(zhǎng)度與所述第二細(xì)絲的長(zhǎng)度不同，設(shè)置在所述第一細(xì)絲的陰極和陽極處的接觸部的數(shù)量與設(shè)置在所述第二細(xì)絲的陰極和陽極處的接觸部的數(shù)量不同，以及所述第一細(xì)絲的所述接觸部的位置與所述第二細(xì)絲的所述接觸部的位置不同。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中，使所述第一細(xì)絲的電阻改變的電氣條件與使所述第二細(xì)絲的電阻改變的電氣條件是不同的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的半導(dǎo)體器件，其中，所述第一細(xì)絲的電阻與所述第二細(xì)絲的電阻是不同的，所述不同是由于下列原因中的至少一種原因所述第一細(xì)絲的寬度與所述第二細(xì)絲的寬度不同，所述第一細(xì)絲的長(zhǎng)度與所述第二細(xì)絲的長(zhǎng)度不同，設(shè)置在所述第一細(xì)絲的陰極和陽極處的接觸部的數(shù)量與設(shè)置在所述第二細(xì)絲的陰極和陽極處的接觸部的數(shù)量不同，以及所述第一細(xì)絲的所述接觸部的位置與所述第二細(xì)絲的所述接觸部的位置不同。
13.一種半導(dǎo)體器件的驅(qū)動(dòng)方法，所述半導(dǎo)體器件包括電熔斷器元件，所述電熔斷器具有第一細(xì)絲和連接著所述第一細(xì)絲的第二細(xì)絲，所述方法包括以下步驟使用串聯(lián)讀出部讀取所述第一細(xì)絲和所述第二細(xì)絲的串聯(lián)電阻，所述串聯(lián)讀出部連接著所述第一細(xì)絲的一端，所述第一細(xì)絲的所述一端與所述第一細(xì)絲的連接著所述第二細(xì)絲的另一端相反。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體器件的驅(qū)動(dòng)方法，其中，所述半導(dǎo)體器件具有用于選擇所述第一細(xì)絲且與所述第一細(xì)絲串聯(lián)連接的第一選擇晶體管以及用于選擇所述第二細(xì)絲且與所述第二細(xì)絲串聯(lián)連接的第二選擇晶體管，所述驅(qū)動(dòng)方法還包括以下步驟使用寫入部使通過所述第一選擇晶體管選擇的所述第一細(xì)絲的電阻或通過所述第二選擇晶體管選擇的所述第二細(xì)絲的電阻獨(dú)立地變化，所述寫入部連接著所述第一細(xì)絲與所述第二細(xì)絲之間的連接處。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體器件的驅(qū)動(dòng)方法，還包括以下步驟使用連接著所述第一細(xì)絲與所述第二細(xì)絲之間的所述連接處的并聯(lián)讀出部讀取所述第一細(xì)絲和所述第二細(xì)絲的并聯(lián)電阻。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半導(dǎo)體器件和該半導(dǎo)體器件的驅(qū)動(dòng)方法。所述半導(dǎo)體器件具有電熔斷器元件，所述電熔斷器元件包括第一細(xì)絲、連接著所述第一細(xì)絲的第二細(xì)絲以及串聯(lián)讀出部，所述串聯(lián)讀出部連接著所述第一細(xì)絲的一端，所述一端與所述第一細(xì)絲連接著所述第二細(xì)絲的另一端相反，所述串聯(lián)讀出部讀取所述第一細(xì)絲和所述第二細(xì)絲的串聯(lián)電阻。本發(fā)明能夠使用現(xiàn)有的工序而不需要任何額外的加工步驟，提供含有可靠的多值化電熔斷器元件的半導(dǎo)體器件。
文檔編號(hào)H01L23/525GK102347310SQ20111020619
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者國(guó)廣恭史, 時(shí)任俊作, 有馬孝之, 甘利浩一, 神田泰夫, 鳥毛裕二 申請(qǐng)人:索尼公司