專(zhuān)利名稱(chēng)：電可編程開(kāi)關(guān)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路，特別涉及一種電可編程開(kāi)關(guān)電路。
背景技術(shù)：
可編程熔絲或開(kāi)關(guān)被廣泛用于集成電路中，是集成電路制造后修調(diào)集成電路的性能、彌補(bǔ)集成電路設(shè)計(jì)或制造中出現(xiàn)差錯(cuò)的常用手段。隨著對(duì)集成電路內(nèi)建自測(cè)試以及集成電路性能要求的提高，需要能進(jìn)行多次可編程的開(kāi)關(guān)器件來(lái)修調(diào)集成電路性能。目前常用的可編程開(kāi)關(guān)技術(shù)主要有兩種一種是利用激光對(duì)熔絲進(jìn)行破壞性的編程，將熔絲熔斷。這種激光修調(diào)的方法在集成電路中普遍使用。另一種是采用電信號(hào)進(jìn)行編程，如采用電遷移熔絲技術(shù)，即使用大電流把熔絲熔斷，以實(shí)現(xiàn)編程。電遷移熔絲是“一次 性的”，一旦熔絲破壞，就無(wú)法回復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，屬于一次性可編程(OTP)的方法。這種技術(shù)的缺陷是占用的芯片面積較大、代價(jià)高、熔絲速度慢，一般在毫秒級(jí)，并且是一次性的。隨著熔絲技術(shù)的發(fā)展，非破壞性的編程方法越來(lái)越受到用戶(hù)的歡迎，有必要開(kāi)發(fā)一種多次可編程的開(kāi)關(guān)以實(shí)現(xiàn)對(duì)集成電路的修調(diào)以及集成電路內(nèi)建自測(cè)試等方面的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可多次編程的電可編程開(kāi)關(guān)電路。為了達(dá)到上述目的及其他目的，本發(fā)明提供的一種電可編程開(kāi)關(guān)電路，包括具有第一連接端及接地端的相變單元。本發(fā)明提供的另一種電可編程開(kāi)關(guān)電路，包括具有第一連接端及第二連接端的第一相變單元，且所述第一連接端及第二連接端都非接地端；以及與所述第一連接端連接以便能與所述相變單元構(gòu)成電流通路的環(huán)路器件。優(yōu)選地，所述環(huán)路器件包括第二相變單元、受控開(kāi)關(guān)管、二極管等。綜上所述，本發(fā)明的電可編程開(kāi)關(guān)電路采用相變單元來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的功能，通過(guò)控制流入相變單元的電流來(lái)實(shí)現(xiàn)多次的可逆編程。


圖I為本發(fā)明的電可編程開(kāi)關(guān)電路的一種實(shí)施例示意圖。圖2a與2b為圖I所示的電可編程開(kāi)關(guān)電路的工作過(guò)程示意圖。圖3為本發(fā)明的電可編程開(kāi)關(guān)電路的另一種實(shí)施例示意圖。圖4a至4c為圖3所示的電可編程開(kāi)關(guān)電路的具體電路示意圖。圖5a至5d為分別為圖4a至4c所示的電可編程開(kāi)關(guān)電路的工作過(guò)程示意圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖I，本發(fā)明的電可編程開(kāi)關(guān)電路SI包括具有第一連接端LI及接地端的相變單元。其中，所述相變單元可采用相變材料，如硫系化物的非晶半導(dǎo)體等來(lái)形成。需要說(shuō)明的是，為簡(jiǎn)化圖示，相變單元以可變電阻R來(lái)表示。所述電可編程開(kāi)關(guān)電路SI的工作過(guò)程如下清參見(jiàn)圖2a，高速、短時(shí)間的大電流脈沖電流源Il由所述第一連接端LI接入，使得相變單元轉(zhuǎn)化為高阻的非結(jié)晶態(tài)(即對(duì)相變單元R進(jìn)行Reset操作)，此時(shí)，所述相變單元可視為斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)。
再請(qǐng)參見(jiàn)圖2b，小電流，寬脈沖電流源12由所述第一連接端LI接入，使得相變單元轉(zhuǎn)化為低阻的結(jié)晶狀態(tài)(即對(duì)相變單元R進(jìn)行set操作)，此時(shí)，所述相變單元可視為閉合的開(kāi)關(guān)。由上所述，通過(guò)在所述電可編程開(kāi)關(guān)電路SI的第一連接端LI接入不同的電流源，即可控制所述相變單元的阻值，從而使電可編程開(kāi)關(guān)電路SI具有開(kāi)閉的功能。再請(qǐng)參見(jiàn)圖3，其為本發(fā)明又一實(shí)施例的電可編程開(kāi)關(guān)電路示意圖。所述電可編程開(kāi)關(guān)電路S2包括第一相變單元及環(huán)路器件。所述第一相變單元具有第一連接端LI及第二連接端L2，且所述第一連接端及第二連接端都非接地端。所述相變單元可采用相變材料，如硫系化物的非晶半導(dǎo)體等來(lái)形成。需要說(shuō)明的是，為簡(jiǎn)化圖示，相變單元以可變電阻R來(lái)表示。所述環(huán)路器件與所述第一連接端LI連接以便能與所述相變單元構(gòu)成電流通路。作為一種優(yōu)選方式，所述環(huán)路器件包括第二相變單元。如圖4a所示，所述電可編程開(kāi)關(guān)電路S21包括第一相變單元R與第二相變單元Rl。其中，第一相變單元R與第二相變單元Rl都由相變材料形成，兩者的相變材料可以相同，也可以不同。作為另一種優(yōu)選方式，所述環(huán)路器件包括受控開(kāi)關(guān)管。如圖4b所示，所述電可編程開(kāi)關(guān)電路S22包括第一相變單元R與NMOS開(kāi)關(guān)管。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，所述受控開(kāi)關(guān)管也可為PMOS管，多個(gè)級(jí)聯(lián)的NMOS管等。作為又一種優(yōu)選方式，所述環(huán)路器件包括受控開(kāi)關(guān)管。如圖4c所示，所述電可編程開(kāi)關(guān)電路S23包括第一相變單元R與NPN型晶體三極管。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，所述受控開(kāi)關(guān)管也可為PNP型晶體三極管，多個(gè)級(jí)聯(lián)的NPN型晶體三極管等。作為又一種優(yōu)選方式，所述環(huán)路器件還包括二極管(未予圖示)。需要說(shuō)明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，環(huán)路器件并非以所示為限，事實(shí)上，其可以是上述幾種方式的組合，例如，環(huán)路器件由第二相變單元與受控開(kāi)關(guān)管串聯(lián)而成；又例如，環(huán)路器件由NMOS管與二極管串聯(lián)而成等等。以下將逐一來(lái)詳述各電可編程開(kāi)關(guān)電路的工作過(guò)程請(qǐng)參見(jiàn)圖5a及5b，其為所述電可編程開(kāi)關(guān)電路21的工作過(guò)程首先通過(guò)電流源Ill對(duì)相變單元Rl進(jìn)行Set操作，使相變單元Rl變?yōu)榈妥?；然后通過(guò)電流源121對(duì)相變單元R2和Rl進(jìn)行Reset操作，使相變單元Rl和R2都變?yōu)楦咦锠顟B(tài)。如此，相變單元R可視為斷開(kāi)的開(kāi)關(guān)，即第一連接端LI和第二連接端L2之間呈斷開(kāi)狀態(tài)。而如果需第一連接端LI和第二連接端L2之間電連通，則可先通過(guò)電流源122對(duì)相變單元Rl和R2進(jìn)行Set操作，使相變單元Rl和R2都變?yōu)榈妥锠顟B(tài)，然后通過(guò)電流源112對(duì)相變單元Rl進(jìn)行Reset操作，使相變單元Rl變?yōu)楦咦锠顟B(tài)，這樣第一連接端LI和第二連接端L2之間就變?yōu)榈妥锠顟B(tài)，也就是第一連接端LI和第二連接端L2之間呈電連通狀態(tài)。請(qǐng)參見(jiàn)圖5c，其為所述電可編程開(kāi)關(guān)電路22的工作過(guò)程先控制NMOS管的柵極電壓Vg為高電平，隨后一電流源由第二連接端L2接入，對(duì)相變單元R進(jìn)行Set操作，以使相變單元R呈低阻態(tài)，接著，使NMOS管的柵極控制電壓Vg變?yōu)榈碗娖剑纱?，第一連接端LI和第二連接端L2之間電連通。而如果需第一連接端LI和第二連接端L2之間斷開(kāi)，則可先控制NMOS管的柵極電壓Vg為高電平，隨后另一電流源由第二連接端接入，對(duì)相變單元R進(jìn)行Reset操作，以使相變單元R呈高阻態(tài)，接著，使NMOS管的柵極控制電壓Vg變?yōu)榈碗娖?，由此，第一連接端LI和第二連接端L2之間斷開(kāi)。請(qǐng)參見(jiàn)圖5d，其為所述電可編程開(kāi)關(guān)電路23的工作過(guò)程 先控制NPN管的基極電壓Vb為高電平，一電流源由第二連接端L2接入，對(duì)相變單元R進(jìn)行Set操作，以以使相變單元R呈低阻態(tài)，接著，使NPN管的基極控制電壓Vb變?yōu)榈碗娖?，由此，第一連接端LI和第二連接端L2之間電連通。而如果需第一連接端LI和第二連接端L2之間斷開(kāi)，則可先控制NPN管的基極電壓Vb為高電平，另一電流源由第二連接端L2接入，對(duì)相變單元R進(jìn)行Reset操作，以使相變單元R呈高阻態(tài)，接著，使NPN管的基極控制電壓Vb變?yōu)榈碗娖?，由此，，第一連接端LI和第二連接端L2之間斷開(kāi)。綜上所述，本發(fā)明的電可編程開(kāi)關(guān)電路基于相變單元的高阻及低阻態(tài)，來(lái)實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)的功能，且可以進(jìn)行多次的可逆編程。上述實(shí)施例僅列示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范圍下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修改。因此，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書(shū)所列。
權(quán)利要求
1.一種電可編程開(kāi)關(guān)電路，其特征在于包括 具有第一連接端及接地端的相變單元。
2.—種電可編程開(kāi)關(guān)電路，其特征在于包括 具有第一連接端及第二連接端的第一相變單元，且所述第一連接端及第二連接端都非接地端； 與所述第一連接端連接以便能與所述相變單元構(gòu)成電流通路的環(huán)路器件。
3.如權(quán)利要求2所述的電可編程開(kāi)關(guān)電路，其特征在于所述環(huán)路器件包括第二相變單元。
4.如權(quán)利要求2所述的電可編程開(kāi)關(guān)電路，其特征在于所述環(huán)路器件包括受控開(kāi)關(guān)管。
5.如權(quán)利要求4所述的電可編程開(kāi)關(guān)電路，其特征在于所述受控開(kāi)關(guān)管包括MOS管、晶體三極管或二極管。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種電可編程開(kāi)關(guān)電路，包括具有第一連接端及接地端的相變單元。本發(fā)明提供的另一種電可編程開(kāi)關(guān)電路，包括具有第一連接端及第二連接端的第一相變單元，且所述第一連接端及第二連接端都非接地端；以及與所述第一連接端連接以便能與所述相變單元構(gòu)成電流通路的環(huán)路器件。由前所述，通過(guò)控制流入相變單元的電流可實(shí)現(xiàn)對(duì)電可編程開(kāi)關(guān)電路的多次可逆編程。
文檔編號(hào)G11C17/16GK102750985SQ20111010080
公開(kāi)日2012年10月24日 申請(qǐng)日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者周桂華, 宋志棠, 王倩, 蔡道林, 金榮, 陳后鵬, 陳小剛 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所