潘福跃，张明新，曹利超，刘佰清，洪根深，张海良，刘国柱,2

（1.中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏无锡 214072；2.东南大学电子科学与工程学院，南京 210096）

1 引言

目前，反熔丝技术在计算机、通信、汽车、卫星以及航空航天等领域具有极其广泛的应用。因反熔丝器件表现出的高开关比、高可靠性、抗辐射等优异特性，反熔丝技术一直成为集成电路设计者和制造商的关注焦点。ONO(Oxide-Nitride-Oxide)反熔丝的组成、结构和可靠性等特性已被广泛地研究[1-2,4-6]，并被应用于空间环境的抗辐射非易失性存储器或可编程阵列逻辑器件中，如PROM(Programmable Read Only Memory)、PAL(Programmable Array Logic)、FPGA(Field Programmable Gate Array)等[1-7]。美国Actel公司是ONO反熔丝FPGA技术的开拓者，具有0.6μm、0.8μm、1.0μm等一系列成熟产品，典型产品如ACT1、ACT2、ACT3等，以及加固器件如RH1020/1280等[1-10]。我国反熔丝集成电路发展渐趋成熟，如中国电科47所、中国电科58所、电子科技大学、航天771所等都有研究。

ONO反熔丝器件与CMOS工艺兼容，其ONO介质层位于掺杂的多晶硅导体和硅基衬底的重掺杂N扩散区之间。编程之前，反熔丝单元往往表现出非常高的电阻（通常大于1 MΩ），在高电压或电流应力下，编程后的反熔丝单元阻抗可以降低到1000Ω以下[1-5]，其优点众多，如高密度、高可靠性、高抗辐射性能[总剂量辐照达1.5 Mrad（Si）]等。同时，反熔丝技术还具有布线能力强、系统速度快、耐高低温、安全性高等优点[1-10]。本文基于0.6μm CMOS工艺研究了“ONO反熔丝（AF）”与“MOS器件”集成先后顺序对反熔丝器件特性的影响，即“AF+MOS”和“MOS+AF”两种集成方法。首先，研究了ONO反熔丝阵列单元的编程特性、编程电阻与编程电流和时间的关系，同时，对……