徐海铭，王印权，郑若成，洪根深

（中国电子科技集团公司第 58 研究所，江苏 无锡 214072）

应用于OTP单元的高可靠性 MTM反熔丝特性

徐海铭，王印权，郑若成，洪根深

（中国电子科技集团公司第 58 研究所，江苏 无锡 214072）

主要研究了一种新型MTM反熔丝结构的电特性，未编程反熔丝漏电和击穿以及编程特性，有助于电路的编程电流设计，也为反熔丝击穿和漏电的标准制定提供参考。该研究对电极和温度特性的应用也有十分重要的意义。

反熔丝；编程；OTP；MTM

1 引言

近几年，新型金属到金属反熔丝（MTM Antifuse）[1]得到国内外的重视和研究。相比应用器件编程的SRAM 和 EEPROM 存储器来说，MTM 反熔丝占用版图的面积非常小，同时有很小的编程电阻和未编程电容。新型反熔丝结构非常适合应用到高密度、高可靠性的FPGA电路中。在未编程时，MTM 反熔丝单元处于高阻状态，可高达 109Ω；编程后，反熔丝电阻小于100Ω，表现出良好的欧姆电阻特性。目前国际上研究MTM 反熔丝的单位以美国 ACTEL 公司为代表，主要有Axcelerator、SX-A、eX、MX 等4个系列的FPGA产品，工艺水平达到0.15μm。MTM反熔丝的特性决定FPGA 的特性和可靠性，本文将进行系统的研究。

2 反熔丝结构

如图1 （a）、（b）分 别 是 新 型MTM反 熔 丝 结构和纵向解剖，采用 CMOS 工艺在两层金属布线之间嵌入了MTM反熔丝单元，该新型反熔丝结构的最大特点是可以进行低温工艺，同时具有低电压编程、低漏电、低电容、低编程电阻和高未编程电阻的特性。

该新型MTM反熔丝结构采用0.35μmCMOS 工艺，通过对 CMOS 后段工艺进行开发，把MTM反熔丝结构与CMOS工艺有效整合在一起，实现OTP单元功能。……