熔丝电路使用寿命的测试方法及设备与流程

本公开实施例涉及半导体，尤其涉及一种熔丝电路使用寿命的测试方法及设备。

背景技术：

1、目前，一次性可编程存储器(efuse)已在半导体存储器件中广泛应用。

2、在现代集成电路制造工艺中，随着半导体集成器件特征尺寸的不断缩小及新材料和结构的使用，例如动态随机存取存储器(dynamic random access memory，简称dram)等半导体存储器件的关键尺寸越来越小，由此限制了efuse中熔丝(fuse)电路的可读次数。

3、为了保障熔丝电路的可靠性，需要对熔丝电路的有效使用寿命进行准确评估。然而，如何对熔丝电路的有效使用寿命进行评估，是目前亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本公开实施例提供了一种熔丝电路使用寿命的测试方法及设备，可以准确评估熔丝电路的有效使用寿命。

2、第一方面，本公开实施例提供一种熔丝电路使用寿命的测试方法，所述熔丝电路包括熔丝读取电路与由熔丝单元构成的熔丝阵列；所述方法包括：

3、利用所述熔丝读取电路读取所述熔丝阵列中的各个熔丝单元的第一熔断状态；

4、分别按照多个负偏压温度不稳定性(negative bias temperature instability，nbti)应力施加时长，对所述熔丝读取电路施加nbti应力；

5、在每个所述nbti应力施加时长结束后，利用所述熔丝读取电路重新读取所述熔丝阵列中的各个熔丝单元的第二熔断状态；

6、根据所述第一熔断状态、各个所述nbti应力施加时长，以及在每个所述nbti应力施加时长结束后，所述熔丝读取电路重新读取的所述第二熔断状态，确定所述熔丝电路的使用寿命。

7、在一些实施例中，所述利用所述熔丝读取电路读取所述熔丝阵列中的各个熔丝单元的第一熔断状态，包括：

8、按照预设拓扑数据，向所述熔丝阵列中相应的熔丝单元输入熔断指令；

9、利用所述熔丝读取电路读取所述熔丝阵列中的各个熔丝单元的第一熔断状态。

10、在一些实施例中，所述分别按照预先确定的多个nbti应力施加时长，对所述熔丝读取电路施加nbti应力之前，还包括：

11、基于预先设置的nbti应力施加时长与预估寿命时长之间的函数关系，确定所述多个nbti应力施加时长；其中，每个所述nbti应力施加时长对应不同的预估寿命时长。

12、在一些实施例中，所述nbti应力施加时长t与预估寿命时长y之间的函数关系为：

13、t＝(vstress/vop)^a*y

14、其中，vstress表示施加所述nbti应力时所述熔丝读取电路的输入电压，vop表示所述熔丝读取电路的原始输入电压，a表示电压退化系数。

15、在一些实施例中，所述根据所述第一熔断状态、各个所述nbti应力施加时长，以及在每个所述nbti应力施加时长结束后，所述熔丝读取电路重新读取的所述第二熔断状态，确定所述熔丝电路的使用寿命，包括：

16、分别比较所述第一熔断状态与每个所述nbti应力施加时长结束后，所述熔丝读取电路重新读取的所述第二熔断状态是否一致；

17、在所述第一熔断状态与所述熔丝读取电路重新读取的所述第二熔断状态一致的情况下，确定所述熔丝读取电路对应的nbti应力施加时长的最大值；

18、根据所述nbti应力施加时长与预估寿命时长之间的函数关系，确定出所述最大值对应的预估寿命时长；

19、将所述最大值对应的预估寿命时长确定为所述熔丝电路的使用寿命。

20、在一些实施例中，所述熔丝读取电路中包括反相器，所述反相器包括nmos管和pmos管，所述反相器的输入端为所述nmos管和所述pmos管共接的栅极，所述反相器的输出端为所述nmos管和所述pmos管共接的漏极。

21、第二方面，本公开实施例提供一种熔丝电路使用寿命的测试装置，所述熔丝电路包括熔丝读取电路与由熔丝单元构成的熔丝阵列；所述装置包括：

22、第一读取模块，用于利用所述熔丝读取电路读取所述熔丝阵列中的各个熔丝单元的第一熔断状态；

23、处理模块，用于分别按照多个负偏压温度不稳定性nbti应力施加时长，对所述熔丝读取电路施加nbti应力；

24、第二读取模块，用于在每个所述nbti应力施加时长结束后，利用所述熔丝读取电路重新读取所述熔丝阵列中的各个熔丝单元的第二熔断状态；

25、评估模块，用于根据所述第一熔断状态、各个所述nbti应力施加时长，以及在每个所述nbti应力施加时长结束后，所述熔丝读取电路重新读取的所述第二熔断状态，确定所述熔丝电路的使用寿命。

26、在一些实施例中，所述第一读取模块用于：

27、按照预设拓扑数据，向所述熔丝阵列中相应的熔丝单元输入熔断指令；

28、利用所述熔丝读取电路读取所述熔丝阵列中的各个熔丝单元的第一熔断状态。

29、在一些实施例中，所述处理模块，还用于：

30、基于预先设置的nbti应力施加时长与预估寿命时长之间的函数关系，确定所述多个nbti应力施加时长；其中，每个所述nbti应力施加时长对应不同的预估寿命时长。

31、在一些实施例中，所述nbti应力施加时长t与预估寿命时长y之间的函数关系为：

32、t＝(vstress/vop)^a*y

33、其中，vstress表示施加所述nbti应力时所述熔丝读取电路的输入电压，vop表示所述熔丝读取电路的原始输入电压，a表示电压退化系数。

34、在一些实施例中，所述评估模块用于：

35、分别比较所述第一熔断状态与每个所述nbti应力施加时长结束后，所述熔丝读取电路重新读取的所述第二熔断状态是否一致；

36、在所述第一熔断状态与所述熔丝读取电路重新读取的所述第二熔断状态一致的情况下，确定所述熔丝读取电路对应的nbti应力施加时长的最大值；

37、根据所述nbti应力施加时长与预估寿命时长之间的函数关系，确定出所述最大值对应的预估寿命时长；

38、将所述最大值对应的预估寿命时长确定为所述熔丝电路的使用寿命。

39、在一些实施例中，所述熔丝读取电路中包括反相器，所述反相器包括nmos管和pmos管，所述反相器的输入端为所述nmos管和所述pmos管共接的栅极，所述反相器的输出端为所述nmos管和所述pmos管共接的漏极。

40、第三方面，本公开实施例提供一种电子设备，包括：至少一个处理器和存储器；

41、所述存储器存储计算机执行指令；

42、所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述至少一个处理器执行如第一方面提供的熔丝电路使用寿命的测试方法。

43、第四方面，本公开实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有计算机执行指令，当处理器执行所述计算机执行指令时，实现如第一方面提供的熔丝电路使用寿命的测试方法。

44、第五方面，本公开实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面提供的熔丝电路使用寿命的测试方法。

45、本公开实施例中所提供的熔丝电路使用寿命的测试方法及设备，基于半导体器件的nbti效应，先对熔丝读取电路施加不同时长的nbti应力，加速熔丝读取电路的老化，然后测量熔丝电路特定参数的变化，即可得到参数退化量随nbti应力时间的变化规律，由此即可准确评估出熔丝电路的寿命。