poly fuse 的問題

skyboy

不知道發這個版對不對...

# \" h, C( p9 S# y1 |8 p9 c  T! `想請教版上有使用過 poly fuse 的前輩們..
% k2 f( e/ I$ ]8 W6 m一般在 C/P 時要確保 fuse 燒斷的條件是如何?? 小弟目前有個產品使用 0.35um process 生產,
poly fuse 區域 W=0.4um, L=0.8um, trim 的條件為 5.5V, 限流 150mA, 持續 70ms, 不過ㄧ個
lot 生產下來仍有 2% 到 8% 不等的失敗比率 (從 log 看起來是沒有完全燒斷)...
3 Q; U) Z! _  p4 h8 ?3 B! S2 ~
/ q2 x' M! V/ ~, m! G: F+ T* A目前沒有什麼方向...不知道該怎麼解決說...
6 k% q  |; m+ o# f
先感謝前輩們的分享..

以下是 Fuse & Trim 的相關討論:
e-fuse?  
5 X' @' c: A% E6 \: g$ [poly fuse 大約多少能量便可以燒斷?
1 U2 R* f5 P* q" k+ o* p如何判断poly fuse 已经blown  
7 [+ h$ o. x5 k* ?- q7 I  h有關poly FUSE的不錯paper給大家參考  
% c9 C/ R- f6 {6 H* L( ?- `( {0 t' ULaser Trim
做完laser trim後內部的電路被打傷的情況嗎？  
Trimming method?   
$ s8 h& d$ Z+ H- |Current Sensing Resistor Trimming!!   
/ d5 f& X3 k- h8 c* X请教做laser trim的注意事项  
Current trimming 要如何做呢?  
, Q1 r8 ?  }  P( n



7 D: X# _) t6 m! k+ p" q. P0 q/ S/ ][ 本帖最後由 sjhor 於 2009-3-17 06:39 PM 編輯 ]

ssejack1

1.一般題高電壓是可行的,但須不damage device 為前題; .35 應可耐到至少 7V 不會 break-down 吧!?
0 I& R6 g5 F7 \) y% S2. Current limit 放大些,因為初期的做用會因為 R 小讓 current limit 限制了stress 的 power ( I^2*R << V*I; 因此時的 V已掉落至很低的電位了!
2 V7 H4 ], `0 o2 v6 c- v2 P結論: Current limit 放大至 CP 探針之限額內, V 提到最大且不會 break-down, trimming 的時間可以縮短很多!可靠度也可以改善!

kkk000777

poly fuse ...
我看到的fuse 很少有用poly fuse
1 T  D9 U9 @2 x: k通常是用metal fuse...
我以前看過有使用poly fuse
1.因為 process 是 0.6um 所以電流較大(about 350mA)
大部分的fuse 都燒斷了，但是還是有一些無法燒斷
" o7 @/ {2 w' S有用顯微鏡看(0.6 um 還可以看啦)
發現到燒斷的地方形成一個節球，又短路在一起了
才發現到layout 的形狀也是蠻重要的
0 B; P4 U& G$ y% x) t$ F最好要有轉角(電流集中)
8 _& R0 y* S7 L  t2.fuse 的地方通常會開window
......結果......水氣跑進去，原來燒斷的地方又短路了???
目前解決的方法是，封裝前要烘乾一次........

! t& q! h5 `( B1 W. |以上是實際的經歷，僅共參考

skyboy

嗯..感謝兩位大大的經驗分享..

關於 ssejack1 大的建議, 從過往的 WAT 來看這個製程 3V MOS gate oxide 的 break down 電壓大約都在 8V 上下, 雖然 WAT 的 spec low 是只有 6V 啦 (foundry 的 spec 都訂得超級寬...)
0 r+ T0 V0 y2 f& x2 ?
不過應該還是 ok, 所以我們已經修改測試程式提高 trimming 的 stress, 這幾天應該就會試試看...

另外關於 kkk000777 大的經驗, 有個可以分享的是, 我們之前針對沒有燒斷的 die 去做 PFA, 剝到 poly 那層發現就像大大說的一樣, 燒的時候是有熔斷, 不過又"流"回去了 (foundry 的說法) 就又 short 了, 而第一次沒斷要再燒就很難斷了 (應是因為阻抗變大, 同樣外加電壓下的電流就又更小了)...
+ O9 H9 [$ C+ R& W
不過 foundry 的人說, 我們的 poly fuse 被 power ring 蓋住, 是造成 poly 燒完又搭回去的主因, 建議改光罩, 關於這點不知各位看法如何? 我是覺得不太能說服我, 就算我上面沒有 metal 蓋住, 也是有其他的 field oxide 以及 passivation 蓋住, 應該也有一樣的問題不是嗎??

另外我再衍生兩個問題 (我問題真多.. )
1st. poly fuse 與 metal fuse 有孰優孰劣 (可靠度) 的分別嗎?? 上次有個 foundry 的人跟我們說, poly fuse 的良率是很低的..(??) 因為我們使用這個東西的經驗並不是很多, 一開始就是用 poly fuse..目前有新產品在進行, 應該也會放入 trimming 的機制, 想了解一下業界在使用 fuse 上的一些習慣..
4 [; {. R; s, L! Y6 G
2nd. metal fuse 除了面積較大外, 因為他燒斷時是"爆開"的, 會不會有 short 到另外的 pad 的問題?? 還有就是大大提到的水氣, 是否要考慮 package 品質導致日久也是會有水氣跑進去導致 short 造成的一些誤動作??  假如終端應用上是單價較高或環境較嚴苛的產品, 需不需要考慮這個問題??

kkk000777

1.關於poly fuse 的方面，其實我們公司已經放棄此做法
   由於不是直接使用pad dirver , 是built-in buffer(nmos)
' G+ `7 G  F; [   算起來還真的是不划算說，由於並沒有量產所以良率並不是很準確
. u1 P- q- b. ^/ E  ~4 l3 J   但是工程樣品的數據大約 80% .

1 p4 y. w1 ~. \9 x! v2.metal fuse 的方面，目前的測試數據還算不錯，隨便都燒的斷
   不過要注意layout , 多個轉角比較容易燒斷，也不容易熔回去

3.關於開window 的部分，也不知道是誰建議的(好像是fab. 的人)
   水氣就是會累積啊，真是XXX，害我drc 跑個半死....

- h9 ~6 h8 B1 u4.其實我看過atmel ir demodulator fuse 的做法，提出來僅供參考
   它也是使用metal fuse ，也有開window ，但是.......
   它是pad direct driver , 居然把fuse pad 擺到切割道上，還比一般的
" T+ |* e0 b0 Y8 E" e   pad (90X90)還小，(70X70)啦，(測試針頭可以容許較小的誤差)，
   面積當然省啦.....
# I5 D4 s! q  P9 w% S   由於不會受限於buffer ，所以metal fuse 阻抗可以大一點，就是可以
+ |% C- z4 @  n2 T9 M* Y   長一點啦，yield 當然好啊 ，像我們跟fab. 沒有那麼深厚的交情，不給
; \- M# E2 T4 o% W9 f   我們這樣做， 真是差很多說.......可以試著凹凹看....

rldram168

以前接觸memory時有使用poly fuse,修補率都有95%以上，影響修補率有許多因素，laser machine setting, fuse layout的條件都會影響，我這裡有一份Excel file有針對輸入不同條件如何選spot size與energy,focus以達最大修補率, 可發email跟我要

ayow

請問 poly or metal fuse 與 靠 MOS gate oxide breakdown 的 OTP 比較, 優缺點是哪些?
Thanks.

skyboy

原帖由 kkk000777 於 2007-7-12 08:40 PM 發表
4.其實我看過atmel ir demodulator fuse 的做法，提出來僅供參考
   它也是使用metal fuse ，也有開window ，但是.......
   它是pad direct driver , 居然把fuse pad 擺到切割道上，還比一般的
   pad (90X90)還小，(70X70)啦，(測試針頭可以容許較小的誤差)，
   面積當然省啦.....
1 i8 H6 U# q7 J0 {0 Z' S   由於不會受限於buffer ，所以metal fuse 阻抗可以大一點，就是可以
/ h' C( N5 J( B, v" Z6 \/ K   長一點啦，yield 當然好啊 ，像我們跟fab. 沒有那麼深厚的交情，不給
, z' Q" R( e! ^9 U" J   我們這樣做， 真是差很多說.......可以試著凹凹看...

看到 kk 大的回應才想到好像之前忘記聽誰提到過有這樣的 "偷雞" 法...
  Y; c0 z8 j" s$ I4 M0 n嗯...如果是這樣確實可以節省很多面積, 用 metal fuse 的話也不用擔心
: O# [9 S% z0 X3 v) w% R2 x- x水氣累積的問題 (D/S 後 trim pad 都被切掉了..)
# w# {8 x4 h# m2 W7 C4 y+ P) W
& U' q8 O- @. R' h* t  H$ u6 U不過 ATMEL 應該有他們自己的 foundry, 自己想怎麼搞都行...
手邊正好有個新 project 在進行, 看來是考驗我們跟 foundry 交情的時候了...
呵呵...

+ o. H( Q$ r5 s) n% y順便 update 一下情報, 後來我把 trimming stress 提高後 trim fail 的數目
3 R) l* s, b. @: o( z就減少許多了, 不過因為只測了一兩批, 這個部份還會持續 monitor...

wpwang

請問 各位高手
2 L# |0 w1 a+ o$ T& }   是否有人試過 trimming pad 與正常pad 共用?  方法是什麼? 有哪一下注意事項?
謝謝

skyboy

原帖由 wpwang 於 2007-8-10 11:51 AM 發表
/ y! o, |: ^. g請問 各位高手
   是否有人試過 trimming pad 與正常pad 共用?  方法是什麼? 有哪一下注意事項?
謝謝

( k9 ?5 T9 W* h5 ?$ W
您的共用是指用一般的 I/O Pad 來當成 trimming pad 嗎?? 還是說一個 pad 可以跑信號
又可以用來 trim fuse??

- p  c- D. q& ]如果是後者應該是不行的吧....
如果是前者應該也是不行, 因為一般 I/O pad 上會有 ESD 電阻, 會限制你 trimming 時的
5 T9 ~/ Z- U+ @; H& b電流, 所以一般大概都是另外畫一個 pad 給 trim 的 function 用...

不知道是否有回答您的問題.......

ssejack1

有一問題請教,一般 metal/poly fuse (漏斗型橋接)的 trimming 效率以常理推論 , V/I source 只要題供的能量足夠,均可以燒斷!
0 z, y/ z2 p- \- O最近有個 case 是 metal fuse , fuse 欲燒斷之橋接處呈 30~45 度橋接; 此形狀的 fuse 在trim 時電壓不能過高 ( typical 2.5V) 如超出個 200/300 mV 會造成trim完後又熔接的現像!!!..........真是無言.....
7 r# C0 K1 a3 F- g) F不知那位好心的大大可以幫忙分析一下可能的原因?
先感謝啦!

redkerri

不曉得您是不是問這個問題

我們家有的產品 trim pad 是可以 bonding 出來的
+ C/ E, W) o5 M, \: p* E
( w7 x5 f  C! q6 g0 b也就是 bond pad 與 trim pad 是共用的

- ]- `3 y& T& m: }+ l" C: a3 \, R5 T[ 本帖最後由 redkerri 於 2009-3-6 10:20 PM 編輯 ]

kokokiki

CP 時請測試廠用氣吹一下正在trimming die,應該有幫助良率上升(要有開窗的poly fuse),
還有其偵測電路也是一個問題,因poly fuse,trimming 之後,可能呈open有可能呈高阻,且高阻trimming 多次也無用.

sam7186

回復 3# ssejack1

3 b) ~# z. l' m. h
    幫助不小, 謝謝!!

sam7186

回復 4# kkk000777

$ q, y( K+ k1 |: Y$ h5 n7 l* P9 E
    封裝前要烘乾一次........很好的資訊, 謝謝!!

enjin

谢谢，学习了！！！！！！！！！！！！！

JUI

kkk000777 發表於 2007-7-8 11:07 PM
" `; |$ |' U  [0 h5 T" ^6 {3 Kpoly fuse ...
+ l3 ^: H9 W0 F0 @- o我看到的fuse 很少有用poly fuse
通常是用metal fuse...

+ G$ i; a* J9 V+ i, y
6 v4 h4 y, x  O  D  U
9 U- c/ c  z+ R* @3 z

很有用的經驗, 感謝分享..

4 [, M+ {2 b) A2 r' w* ?4 D

JUI

Good question!