(57)【要約】【課題】信頼性を向上させるアンチヒューズ回路を利用したアンチヒュージング方法を提供する。【解決手段】本発明のアンチヒューズ回路は、ＭＯＳ構造に形成されるアンチヒューズ素子および前記アンチヒューズ素子の第１接合と第２接合の電界形成を分離して制御するように駆動される電界制御部を備える。本発明のアンチヒューズ回路およびアンチヒュージング方法によれば、アンチヒューズ素子の第１接合と第２接合の電界形成が分離されて制御されることにより、アンチヒューズ素子は２地点で共に絶縁破壊が発生し得る。よって、本発明のアンチヒューズ回路は、従来技術のアンチヒューズ回路に比べ、信頼性が著しく向上する。また、アンチヒューズ素子のゲート端子が帯状の閉回路に形成されるので、ゲート端子の絶縁破壊が容易に発生し得る。【選択図】図３
2006216954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アンチヒューズ回路において、
第１接合、第２接合、およびゲート端子を有するＭＯＳ構造に形成されるアンチヒューズ素子と、
アンチヒュージング動作の際、前記アンチヒューズ素子に電界が形成されるように制御し、前記アンチヒューズ素子のゲート端子と第１接合間の電界形成と、前記アンチヒューズ素子のゲート端子と第２接合間の電界形成を分離して制御するように駆動される電界制御部と、
を備えることを特徴とする、アンチヒューズ回路。
【請求項２】
前記電界制御部は、
所定の第１ヒュージング信号に応答して、前記アンチヒューズ素子の第１接合に所定の第１電圧が印加される制御する第１接合制御手段と、
所定の第２ヒュージング信号に応答して、前記アンチヒューズ素子の第２接合に所定の第２電圧が印加されるように制御する第２接合制御手段と、
を備えることを特徴とする、請求項１に記載のアンチヒューズ回路。
【請求項３】
前記第１電圧と前記第２電圧は同一電圧であることを特徴とする、請求項２に記載のアンチヒューズ回路。
【請求項４】
前記電界制御部は、
ヒュージング信号に応答して、前記アンチヒューズ素子の第１接合に所定の第１電圧が印加されるように制御する第１接合制御手段と、
前記アンチヒューズ素子のゲート端子と第１接合間で発生する絶縁破壊に応答して、前記アンチヒューズ素子の第２接合に所定の第２電圧が印加されるように制御する第２接合制御手段と、
を備えることを特徴とする、請求項１に記載のアンチヒューズ回路。
【請求項５】
前記第２接合制御手段は、前記第１接合の信号に応じてゲートされて、前記アンチヒューズ素子の第２接合に前記第２電圧を供給するＮＭＯＳトランジスタを含むことを特徴とする、請求項４に記載のアンチヒューズ回路。
【請求項６】
前記第２接合制御手段は、所定の補充制御信号に応じてゲートされ、前記第２電圧を提供する電圧供給端と前記第２接合との間に形成され、前記ＮＭＯＳトランジスタと並列に形成されるＰＭＯＳトランジスタをさらに含むことを特徴とする、請求項５に記載のアンチヒューズ回路。
【請求項７】
第１接合、第２接合、およびゲート端子を有するＭＯＳ構造に形成されるアンチヒューズ素子を含むアンチヒューズ回路のアンチヒュージング方法において、
第１時点で、前記アンチヒューズのゲート端子と第１接合との間に電界を形成する段階と、
第２時点で、前記アンチヒューズのゲート端子と第２接合との間に電界を形成する段階と、
を備え、
前記第１時点と前記第２時点は所定時間の間隔を有することを特徴とする、アンチヒュージング方法。
【請求項８】
アンチヒューズ回路において、
第１接合、第２接合、およびゲート端子を有するＭＯＳ構造に形成されるアンチヒューズ素子と、
アンチヒュージング動作の際、前記アンチヒューズ素子の第１接合および第２接合間に所定の電界が形成されるように制御する電界制御部と、
を備え、
前記アンチヒューズ素子のゲート端子は、帯状の閉回路に形成されることを特徴とする、アンチヒューズ回路。
【請求項９】
前記アンチヒューズ素子のゲート端子は、正方形の帯状に形成されることを特徴とする、請求項８に記載のアンチヒューズ回路。
【請求項１０】
前記アンチヒューズ素子のゲート端子は、円形の帯状に形成されることを特徴とする、請求項８に記載のアンチヒューズ回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンチヒューズ（ａｎｔｉ−ｆｕｓｅ）回路に係り、特に、ＭＯＳ構造のアンチヒューズ素子を含むアンチヒューズ回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アンチヒューズ素子は、電極／絶縁物／電極の構造において、絶縁破壊（ｂｒｅａｋ  ｄｏｗｎ）を利用して、電極を連結させるスイッチの役目をする素子である。絶縁物の絶縁破壊によって、二つの電極間の接続が形成される。アンチヒューズ素子によって、すべての内部配線が完了した状態でも、半導体装置の機能が多様に変更されることができる。
【０００３】
図１は従来のアンチヒューズ回路１００を示す図である。図１のアンチヒューズ回路１００のアンチヒューズ素子１１０はＭＯＳの形態で具現される。前記アンチヒューズ素子１１０は第１接合１１１、第２接合１１２、およびゲート端子１１３を含む。そして、アンチヒュージング動作の際、パッド１１４には高電圧が印加され、電界制御部１２０に供給されるヒューズ選択信号（ＳＥＬ）とヒュージング信号（ＦＵＳＥ）は、図２に示すように、“Ｈ”となる。この際、前記アンチヒューズ素子１１０のゲート端子１１３と第１接合１１１および第２接合１１２との間には電界（Ｅｆ：Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｆｉｅｌｄ）が形成される。そして、前記電界（Ｅｆ）によって、前記アンチヒューズ素子１１０の絶縁膜１１５が破壊される。
【０００４】
ところが、図１のアンチヒューズ回路１００において、アンチヒューズ素子１１０は、第１接合１１１と第２接合１１２が互いに連結されている。これにより、アンチヒュージング動作の際、１地点で絶縁破壊が発生すると、他地点では絶縁破壊が発生しない。すなわち、ゲート端子１１３と第１接合１１１との間、およびゲート端子１１３と第２接合１１２のいずれか一方で絶縁破壊が発生すれば、他方ではゲート端子に印加される高電圧による電界が形成されない。このような場合、１地点の絶縁破壊が不完全であるかまたは微々たる場合、絶縁破壊された絶縁膜が回復する場合が度々発生する。
【０００５】
したがって、図１のような従来のアンチヒューズ回路１００は信頼性が低いという問題点を有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の従来技術の問題点を解決するためになされたもので、信頼性を向上させるアンチヒューズ回路を利用したアンチヒュージング方法を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の一観点によれば、アンチヒューズ回路が提供される。このアンチヒューズ回路は、第１接合、第２接合、およびゲート端子を有するＭＯＳ構造に形成されるアンチヒューズ素子と、アンチヒュージング動作の際、前記アンチヒューズ素子に電界が形成されるように制御し、前記アンチヒューズ素子のゲート端子と第１接合間の電界形成と、前記アンチヒューズ素子のゲート端子と第２接合間の電界形成を分離して制御するように駆動される電界制御部とを備える。
【０００８】
また、上記課題を解決するために、本発明のほかの観点によれば、アンチヒューズ回路が提供される。このアンチヒューズ回路は、第１接合、第２接合、およびゲート端子を有するＭＯＳ構造に形成されるアンチヒューズ素子と、アンチヒュージング動作の際、前記アンチヒューズ素子の第１接合および第２接合間に所定の電界が形成されるように制御する電界制御部とを備え、前記アンチヒューズ素子のゲート端子は、帯状の閉回路に形成される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一実施例によるアンチヒューズ回路およびアンチヒュージング方法によれば、アンチヒューズ素子の第１接合と第２接合の電界形成が分離されて制御されることにより、アンチヒューズ素子は２地点で共に絶縁破壊が発生し得る。よって、本発明のアンチヒューズ回路では、従来技術のアンチヒューズ回路に比べて、信頼性が著しく向上する。
【００１０】
また、本発明のほかの実施例によるアンチヒューズ回路によれば、アンチヒューズ素子のゲート端子が帯状の閉回路に形成される。したがって、ゲート端子の絶縁破壊が容易に発生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明と本発明の動作上の利点および本発明の実施によって達成される目的を充分に理解するためには、本発明の望ましい実施例を例示する添付図面および添付図面に記載した内容を参照しなければならない。各図面を理解するにおいて、同一部材はできるだけ同一参照符号で示そうとすることに留意しなければならない。そして、本発明の要旨を不要にあいまいにすることができると判断される公知の機能および構成についての詳細な説明は省略する。
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の望ましい実施例を説明することにより、本発明を詳細に説明する。
【００１３】
図３は本発明の第１実施例によるアンチヒューズ回路２００を示す図である。図３を参照すれば、図３のアンチヒューズ回路２００は、アンチヒューズ素子２１０および電界制御部２２０を含む。
【００１４】
アンチヒューズ素子２１０は、第１接合２１１、第２接合２１２、およびゲート端子２１３を有するＭＯＳ構造に形成される。ゲート端子２１３と第１接合２１１および接合２１２との間には、絶縁膜２１５が形成される。アンチヒュージング動作の際、アンチヒューズ素子２１０のゲート端子２１３には、パッド２１４を通じて、プログラム電圧（ＶＰＧＭ）が印加される。前記プログラム電圧（ＶＰＧＭ）は一般に高電圧である。
【００１５】
電界制御部２２０は、アンチヒュージング動作の際、前記アンチヒューズ素子２１０に電界が形成されるように制御する。この際、アンチヒューズ素子２１０のゲート端子２１３と第１接合２１１との間での電界（Ｅｆ１）形成と、前記アンチヒューズ素子２１０のゲート端子２１３と第２接合２１２との間での電界（Ｅｆ２）形成は、図４に示すように、分離制御される。
【００１６】
このように、第１接合２１１と第２接合２１２の電界（Ｅｆ１、Ｅｆ２）の形成が分離されて制御されることにより、前記アンチヒューズ素子２１０は２地点で共に絶縁破壊が発生し得る。したがって、本発明のアンチヒューズ回路２００では、図１のアンチヒューズ回路１００に比べて、信頼性が著しく向上する。
【００１７】
続いて、図３および図４を参照して、電界制御部２２０を詳細に説明する。電界制御部２２０は、具体的に、ヒューズ選択手段２２１、第１接合制御手段２２３、および第２接合制御手段２２５を含む。
【００１８】
前記ヒューズ選択手段２２１は、ヒューズ選択信号（ＳＥＬ）に応答して、所定の電圧（図３では、ＶＳＳ）を電圧供給端（ｎＳＵＰ）に提供する。すなわち、アンチヒュージング動作の際、アンチヒューズ素子２１０が選択されて、前記ヒューズ選択信号（ＳＥＬ）が“Ｈ”となれば、前記電圧供給端（ｎＳＵＰ）に接地電圧（ＶＳＳ）が供給される。
【００１９】
前記第１接合制御手段２２３は、第１ヒュージング信号（ＦＵＳＥ１０に応答して、前記アンチヒューズ素子２１０の第１接合２１１に第１電圧が印加されるように制御される。図３の実施例において、前記第１電圧は接地電圧（ＶＳＳ）である。前記第１ヒュージング信号（ＦＵＳＥ１）が“Ｈ”に活性化されると、図４に示すように、前記ヒューズ素子２１０のゲート端子２１３と第１接合２１１との間に電界（Ｅｆ１）が形成されて、第１絶縁破壊が発生する。
【００２０】
前記第２接合制御手段２２５は、第２ヒュージング信号（ＦＵＳＥ２）に応答して、前記アンチヒューズ素子２１０の第２接合２１２に第２電圧が印加されるように制御される。図３の実施例において、前記第２電圧も接地電圧（ＶＳＳ）である。前記第１絶縁破壊が発生した後、第１ヒュージング信号（ＦＵＳＥ１）が“Ｌ”に活性化され、第２ヒュージング信号（ＦＵＳＥ２）が“Ｈ”に活性化されると、図４に示すように、前記ヒューズ素子２１０のゲート端子２１３と第２接合２１２との間に電界（Ｅｆ２）が形成されて第２絶縁破壊が発生する。
【００２１】
前記電界制御部２２０によって、第１接合２１１と第２接合２１２の電界（Ｅｆ１、Ｅｆ２）を分離して制御することが可能であり、２地点で共に絶縁破壊が起ることになる。
【００２２】
図５は本発明の第２実施例によるアンチヒューズ回路３００を示す図で、図３のアンチヒューズ回路２００の変形実施例を示す。図５のアンチヒューズ回路２００も、図３のアンチヒューズ回路２００と同様に、アンチヒューズ素子３１０および電界制御部３２０を含む。図５のアンチヒューズ素子３１０は図３のアンチヒューズ素子２１０と同一であるので、それについての具体的な説明は省略する。
【００２３】
図５の電界制御部３２０も、図３の電界制御部２２０と同様に、ヒューズ選択手段３２１、第１接合制御手段３２３、および第２接合制御手段３２５を含む。図５のヒューズ選択手段３２１は図３のヒューズ選択手段２２１と同一であるので、それについての具体的な説明は省略する。
【００２４】
図５の第１接合制御手段３２３も、図３の第１接合制御手段２２３と同様に、前記アンチヒューズ素子３１０の第１接合３１１に接地電圧ＶＳＳが印加されるように制御される。ただし、図３の第１ヒュージング信号（ＦＵＳＥ１）は所定の時間の間に“Ｈ”に遷移された後、再び“Ｌ”に遷移される信号である反面、図５のヒュージング信号（ＦＵＳＥ）は従来技術の場合と同様に、アンチヒュージング動作中に“Ｈ”の状態を継続して維持する信号である。
【００２５】
図５の第２接合制御手段３２５も、図３の第２接合制御手段２２５と同様に、前記アンチヒューズ素子３１０の第２接合３１２に接地電圧ＶＳＳが印加されるように制御される。しかし、図５の第２接合制御手段３２５は、前記アンチヒューズ素子３１０のゲート端子３１３と第１接合３１１との間で発生する絶縁破壊に応答するという点で、図３の第２接合制御手段２２５とは違いを有する。すなわち、前記アンチヒューズ素子３１０のゲート端子３１３と第１接合３１１との間で絶縁破壊が発生すれば、前記第１接合３１１の電圧が上昇することになる。この際、前記第２接合３１２に接地電圧ＶＳＳが提供される。
【００２６】
望ましくは、前記第２接合制御手段３２５はＮＭＯＳトランジスタ３２５ａを含む。前記ＮＭＯＳトランジスタ３２５ａは絶縁破壊時の前記第１接合３１１の信号にゲートされて、第２接合３１２に前記接地電圧（ＶＳＳ）を供給する。
【００２７】
図５のアンチヒューズ回路３００においても、第１接合３１１と第２接合３１２に電界（Ｅｆ１、Ｅｆ２）が分離されて制御されることにより、２地点で共に絶縁破壊が発生し得る。図５のアンチヒューズ回路３００においても、信頼性が著しく向上する。
【００２８】
図６は本発明の第３実施例によるアンチヒューズ回路４００を示す図で、図５のアンチヒューズ回路３００を補う実施例を示す。図６のアンチヒューズ回路４００も、図５のアンチヒューズ回路３００と非常に類似しているが、第２接合制御手段４２５にＰＭＯＳトランジスタ４２５ｂがさらに含まれるという点で違いがあるだけである。
【００２９】
前記ＰＭＯＳトランジスタ４２５ｂは、補充制御信号（／ＸＳＦ）に応答してゲートされる。そして、前記ＰＭＯＳトランジスタ４２５ｂは、前記第２接合４１２と電圧供給端（ｎＳＵＰ）との間に、ＮＭＯＳトランジスタ４２５ａと並列に形成される。
【００３０】
図６の実施例においては、第１接合４１１とゲート端子４１３との間に絶縁破壊が発生しない場合にも、第２接合４１２とゲート端子４１３との間に、絶縁破壊のための電界が形成される。すなわち、前記補充制御信号（／ＸＳＦ）が“Ｌ”に活性化されれば、前記ＰＭＯＳトランジスタ４２５ｂがターンオンされて、第２接合４１２とゲート端子４１３との間に絶縁破壊のための電界が形成されることができる。
【００３１】
一方、ＭＯＳ構造を有するアンチヒューズ素子において、ゲート絶縁破壊が容易に発生するようにするために、ゲート端子の形状が多様に変形できる。
【００３２】
図７は通常のアンチヒューズ素子５１０を含むアンチヒューズ回路５００を示す図である。図７において、前記アンチヒューズ素子５１０はレイアウトで示し、電界制御部５２０はブロックで示す。
【００３３】
図７のアンチヒューズ素子５１０のゲート端子５１３は一直線状に形成される。これにより、アンチヒュージング動作の際、ゲート端子５１３には均一な電界が形成される。図７のアンチヒューズ素子５１０において、ゲート端子の絶縁破壊のためには、二つの接合５１１、５１２間の電圧差が大きく制御されなければならないという問題点が発生する。
【００３４】
図７のアンチヒューズ回路５００を改善するために提案されるものが、図８および図９のアンチヒューズ回路６００、７００である。
【００３５】
図８は本発明の第４実施例によるアンチヒューズ回路６００を示す図である。図８を参照すれば、前記アンチヒューズ回路６００は、アンチヒューズ素子６１０および電界制御部６２０を含む。
【００３６】
前記アンチヒューズ素子６１０は、第１接合６１１、第２接合６１２、およびゲート端子６１３を有するＭＯＳ構造に形成される。この際、前記アンチヒューズ素子６１０のゲート端子６１３は帯状の閉回路に具現される。
【００３７】
図８の実施例においては、前記アンチヒューズ素子６１０のゲート端子６１３は正方形の帯状に形成される。図８のように、正方形の帯状に形成されるゲート端子６１３は、角部ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４で強電界が形成されるので、絶縁破壊が容易に発生する。
【００３８】
前記電界制御部６２０は、アンチヒュージング動作の際、前記アンチヒューズ素子６１０の第１接合６１１と第２接合６１２との間にそれぞれ電界が形成されるように制御する。
【００３９】
図９は本発明の第５実施例によるアンチヒューズ回路７００を示す図である。図９のアンチヒューズ回路７００は、図８のアンチヒューズ回路６００と類似しているが、アンチヒューズ素子７１０のゲート端子７１３が円形の帯状に形成されるという点で、図８のアンチヒューズ回路６００と違いがあるだけである。図９のような形状のゲート端子７１３では、内側の接合７１２に強電界が形成されることができるので、絶縁破壊が容易に発生することができる。
【００４０】
図９のアンチヒューズ回路のそのほかの構成は、図８のアンチヒューズ回路と同一であるので、それについての具体的な説明は省略する。
【００４１】
以上、本発明を図面に示す実施例に基づいて説明したが、これら実施例は例示的なものに過ぎなく、本技術分野の当業者であれば、これから多様な変形および均等なほかの実施例が可能であることが理解可能であろう。したがって、本発明の真正な技術的保護範囲は特許請求範囲の技術的思想によって決定されなければならないものである。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、２地点で共に絶縁破壊が可能であるので、信頼性が著しく向上するアンチヒューズであって、半導体装置に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来のアンチヒューズ回路を示す図である。
【図２】図１のアンチヒューズ回路での電界形成を説明するための図である。
【図３】本発明の第１実施例によるアンチヒューズ回路を示す図である。
【図４】図３のアンチヒューズ回路での電界形成を説明するための図である。
【図５】本発明の第２実施例によるアンチヒューズ回路を示す図で、図３のアンチヒューズ回路の変形実施例を示す。
【図６】本発明の第３実施例によるアンチヒューズ回路を示す図で、図５のアンチヒューズ回路を補う実施例を示す。
【図７】通常のアンチヒューズ素子を含むアンチヒューズ回路を示す図である。
【図８】本発明の第４実施例によるアンチヒューズ回路を示す図である。
【図９】本発明の第５実施例によるアンチヒューズ回路を示す図である。
【符号の説明】
【００４４】
２１０、３１０、４１０、６１０、７１０    アンチヒューズ素子
２１１、３１１、４１１、６１１、７１１    第１接合
２１２、３１２、４１２、６１２、７１２    第２接合
２２０、３２０、４２０、６２０、７２０    電界制御部
２２３、３２３、４２３、６２３、７２３    第１接合制御手段
２２５、３２５、４２５、６２５、７２５    第２接合制御手段
【図１】
2006216954.tif 000003
【図２】
2006216954.tif 000004
【図３】
2006216954.tif 000005
【図４】
2006216954.tif 000006
【図５】
2006216954.tif 000007
【図６】
2006216954.tif 000008
【図７】
2006216954.tif 000009
【図８】
2006216954.tif 000010
【図９】
2006216954.tif 000011