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题名基于器件结构与工艺优化的高可靠性eFuse设计
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作者
孙豪赛
赖振安
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机构
杭州积海半导体有限公司
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出处
《半导体技术》
北大核心
2026年第1期63-67,共5页
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文摘
电编程熔丝(eFuse)广泛应用于手机片上系统(SoC)、汽车微控制器(MCU)、人工智能(AI)芯片中,其编程后存在电迁移不完全、阴极镍残留等问题,且高温使导电层NiSi形貌退化产生空洞,初始电阻增大,从而导致eFuse烧写不充分,可靠性降低。基于器件结构和工艺提出了优化方案,器件阴极采用面积更小的细长条结构,降低镍含量以缩短迁移时间;沉积NiSi时采用Pt原子数分数为10%的金属靶材,以更有效地抑制高阻态NiSi_(2);同时在钨化学机械抛光后省略退火步骤,降低高温造成的导电层不稳定。测试结果显示,改进方案下eFuse初始电阻标准差较传统方案降低40%,在标准电压-20%~-10%下,烧写后电阻标准差降低85%,电阻中位数可达600 kΩ,具有较高的一致性与可靠性。
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关键词
电编程熔丝(efuse)
NISI
Ni残留
NiSi空洞
电迁移
可靠性
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Keywords
electrical programmble fuse(efuse)
NiSi
Ni residue
NiSi void
electron migration
reliability
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分类号
TN431.2
[电子电信—微电子学与固体电子学]
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题名eFuse器件的电迁移三维有限元仿真
被引量：1
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作者
王锦任
王家佳
赵晨阳
刘海南
李多力
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机构
中国科学院大学集成电路学院
中国科学院微电子研究所
中国科学院硅器件技术重点实验室
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出处
《半导体技术》
CAS
北大核心
2023年第7期577-584,599,共9页
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文摘
应用有限元分析软件建立了电可编程熔丝(eFuse)器件的三维有限元模型,通过离子流通量散度法和最小原子浓度法对eFuse器件的电迁移熔断过程进行了多物理场耦合有限元仿真,仿真结果能够较好地拟合器件的实际熔断效果。通过仿真对比了不同阴极面积和不同编程电压条件下的电迁移过程及熔断效果。结果表明,更大的阴极面积能够提高熔丝局部的温度梯度,从而提高熔断效率;更高的编程电压能够提供更高的电流密度和温度,从而加速电迁移的发生并增大了eFuse熔断区的面积。提出了一种具有外部辅助加热功能的eFuse器件结构,并在不同条件下进行了电迁移熔断仿真,结果表明该结构能够显著提高eFuse器件局部的离子流通量散度,从而提高eFuse存储单元的熔断效率和编程良率。
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关键词
电可编程熔丝(efuse)
电迁移
有限元仿真
离子流通量散度
热断裂
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Keywords
electrical fuse(efuse)
electromigration
finite element simulation
ionic flux divergence
thermal rupture
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分类号
TN389
[电子电信—物理电子学]
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