專利名稱：電熔絲條碼結構及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種條碼(bar code)結構及其使用作為條碼的方法，尤其涉 及一種利用電熔絲作為條碼圖形的條碼結構及其使用方法。
背景技術：
隨著時代的進步，目前大都希望產(chǎn)品的原料、制造、行銷等數(shù)據(jù)能有 紀錄以供查詢與鑒別身分(ID)，使得制造商、經(jīng)銷商、或使用者便于管理或 安心使用。目前常用的方式是條碼、磁條、IC卡…等數(shù)據(jù)自動收集技術 (Automatic Data Collection， ADC )，數(shù)據(jù)建立后，可不經(jīng)由鍵盤便可將數(shù) 據(jù)自動輸入電腦中。磁條本身具儲存數(shù)據(jù)功能，其缺點是對環(huán)境要求高，讀取設備復雜， 成本較高。智能卡，即IC卡，將集成電路封裝于塑膠卡片上，內(nèi)建微處理 器及儲存設備，解決傳統(tǒng)磁卡安全性低、不適合離線處理等缺點，但是易 受磁場影響，并且易受損，而需要有較用心的保管。條碼將線條與空白按 照一定的編碼規(guī)則組合起來的符號，用以代表一定的字母或數(shù)字等數(shù)據(jù)， 是一種可靠性高、輸入快速、準確性高、成本低，應用面廣的技術，抗磁、 抗靜電、抗損力。條碼種類有一維條碼與二維條碼， 一維條碼的原理是利用左右排列的 條碼的粗細及黑白的線條(bar and space)來代表數(shù)據(jù)。目前大約有二十多種 的一維條碼，例如萬用條碼(Universal Product Code,簡稱UPC);其他依 規(guī)格的不同另有Code 128、 Code 39、 EAN-13等編碼方法。圖1是現(xiàn)有的 一維條碼的例子。條碼透過光學閱讀器掃描后，經(jīng)過解碼器的轉(zhuǎn)換即可將 線條轉(zhuǎn)換為數(shù)字，其原理請參閱圖2。 一般， 一維條碼的貯存量是約28個 字元；不能儲存中文。條碼數(shù)據(jù)的讀取，則需要一部手握式或固定式條碼 掃描器，依其光源的不同，可分成激光掃描器(laser scanner)及光耦合掃描器 (CCD scanner)兩種。二維條碼除了左右的粗細及黑白線條有意義外，上下的黑點也有意義，
故可存放的數(shù)據(jù)量就比較大。二維條碼也有很多種，其編碼方法則有例如PDF417、 CODE 49、 CODE 16K、 CODE 1、 CODEBLOCK、 VERICODE、 DATA-CODE 、 MAXICODE 、 SUPERCODE 、 PHILIPS DOT CODE 、 ARRAYTAG、 SOFTSTRIP等。圖3是現(xiàn)有的二維條碼的例子。二維條碼的 貯存量為約IOOO個字元，至少約500個中文字，因此，不僅能夠用來儲存 表單、文字數(shù)據(jù)，更可用來儲存圖像數(shù)據(jù)，將整頁表單的數(shù)據(jù)濃縮存放在 一個條碼內(nèi)，接收者可利用專屬掃描器自動地把表單數(shù)據(jù)輸入電腦，而其 相對于磁片抗損性較高，不會有病毒、消磁、損壞、容量不足等問題，在 貯存容量、安全性、數(shù)據(jù)追蹤性等方面均較一維條碼為優(yōu)異。然而，目前對于條碼的需求，已漸漸需要輕、薄、短、小、高密度、 高可靠度。并且希望能有一種ID條碼裝置，可安置在產(chǎn)品本身上面而在生 產(chǎn)或是物流線上陸續(xù)收取即時產(chǎn)品或工藝背景資訊以形成紀錄。此種ID條 碼裝置，在半導體制造上，也頗被需要。US 6,179,207 Bl中則揭示若干一維條碼的編碼方法，例如BC412、 BC313、 BC4H、 BBC31、及BC311，其可表示英文字母及阿拉伯數(shù)字，以 及一種使用激光在基板上做出記號形成條碼的方法。在另一領域，有電熔絲元件的發(fā)展。隨著半導體工藝的微小化以及復 雜度的提高，半導體元件也變得更容易受各式缺陷或雜質(zhì)所影響，而單一 金屬連線、二極管或晶體管等的失效往往即構成整個芯片的缺陷。因此為 了解決這個問題，現(xiàn)行技術便在集成電路中形成一些可熔斷的連接線 (fusible links),也就是熔絲(fuse),以確保集成電路的可利用性。 一般而言， 熔絲連接集成電路中的冗余電路(redundancy circuit), —旦檢測發(fā)現(xiàn)電路具 有缺陷時，這些連接線就可用于修復(repairing)或取代有缺陷的電路。由操作方式來說，熔絲大致分為熱熔絲和電熔絲(eFuse)兩種。其中電 熔絲是利用電致遷移(electro-migration)的原理使熔絲出現(xiàn)斷路，以達到修補 的效果?，F(xiàn)有的電熔絲結構有多種。圖4顯示其中的一種。電熔絲結構10包含 一電熔絲12,另對外部電路延伸出一正極14、 一負極16，而電熔絲12和 負極16電連接之處存在有一接面18。在一般情況下，電熔絲結構10都是 備而不用，僅為集成電路上一塊冗余電路，但是當需要進行修補或程式化 時，就必須有適當?shù)碾娏魍ㄟ^電熔絲結構10以使得電熔絲IO產(chǎn)生電致遷
移。當大電流持續(xù)通過電熔絲結構10時，電熔絲12的地方會是電流密度 越高的地方，電場也會越高，而導致原子沿著材質(zhì)本身的晶粒邊界，往電 子流動的方向移動的現(xiàn)象。因此隨著電致遷移的持續(xù)增加，電流密度亦跟
著增加，電致遷移太過劇烈之后，使圖4中的接面18斷開造成斷路，斷路 一旦形成即表示達到修補或程式化的目的。
但是尚未有使用多個電熔絲結構形成條碼的利用。并且，仍亟需要更 佳的條碼結構以供產(chǎn)業(yè)使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一目的是提供一種條碼結構及其使用方法，此種條碼結構具 有輕、薄、短、小、高密度、高可靠度等優(yōu)點，并可供即時產(chǎn)品或工藝背 景資訊的紀錄。
依據(jù)本發(fā)明的電熔絲條碼結構，包括一基板，以及多個電熔絲元件位 于基板上，并以陣列方式排列，從而藉由電熔絲元件的熔絲斷開與否而形 成條碼圖形。
依據(jù)本發(fā)明的電熔絲條碼的使用方法，其中電熔絲條碼包括一基板及 多個電熔絲元件位于基板上，并以陣列方式排列。此方法包括針對一筆數(shù) 據(jù)，依據(jù)一條碼編碼方法，將對應的電熔絲元件中的熔絲斷開，以形成一 對應此筆數(shù)據(jù)的條碼圖形。
依據(jù)本發(fā)明的電熔絲條碼結構，是采用電熔絲作為條碼圖案，可利用 半導體工藝制造，因此體積小，密度大，單位體積內(nèi)可記錄的數(shù)據(jù)數(shù)目極 為龐大。應用時，可以施加電壓的方式經(jīng)過介面，造成熔絲熔斷。讀取數(shù) 據(jù)時，可用電信號或光學掃描的方式讀取，堪稱便利。因為單位體積內(nèi)可 記錄的數(shù)據(jù)數(shù)目極為龐大，因此經(jīng)由適當編碼及解碼，可貯存中文資訊。并 且，可分次陸續(xù)使用，意即，可陸續(xù)增加資訊記錄于同一條碼結構中。


圖1顯示一現(xiàn)有的一維條碼的例子； 圖2說明將一維條碼轉(zhuǎn)碼的例子； 圖3顯示一現(xiàn)有的二維條碼的例子； 圖4顯示一現(xiàn)有的電熔絲結構的示意圖5顯示一依據(jù)本發(fā)明的電熔絲條碼結構的具體實施例的頂視圖6顯示圖5中條碼結構的A部分，及沿著I-I，剖線的剖面圖7顯示如圖6中所示的電熔絲元件在施加電壓后熔斷的結果的示意
圖8顯示一依據(jù)本發(fā)明的電熔絲條碼結構在經(jīng)過記錄后的示意圖； 圖9顯示美國專利第6,179,207號中揭示的一個編碼方法； 圖10顯示一依據(jù)本發(fā)明的電熔絲條碼結構以三維空間方式排列的具體 實施例。
主要元件符號說明
10電熔絲結構12電炫絲
14正極16負極
18接面20電熔絲條碼結構
22基板24電熔絲元件
26行解碼器28列解碼器
32多晶珪層34多晶硅化金屬層
36絕緣層
具體實施例方式
請參閱圖5，其顯示一依據(jù)本發(fā)明的電熔絲條碼結構的具體實施例的頂 視圖。電熔絲條碼結構20包括一基板22及多個電熔絲元件24位于基板22 上?；?2可為半導體基板，以便利電熔絲元件的制造。電熔絲元件24 以陣列方式排列，可為一維、二維、或三維空間(亦即多層)的方式排列，于 圖5中顯示的是二維空間的方式排列。電熔絲條碼結構20可進一步包括多 條電路，以分別將電熔絲元件與外部電路形成電連接，例如，在進行讀取 時，與行解碼器26及列解碼器28電連接以解碼，并可再經(jīng)由一信號放大 器以放大信號
圖6顯示圖5的電熔絲條碼結構20的A部分，及沿著I-I，剖線的剖 面圖。此為電熔絲元件結構的一例，但不限于此，只要是電熔絲的結構均 可使用。電熔絲元件24位于基板22上，包括一多晶硅(polysilicon)層32及 一多晶硅化金屬(polycide)層34堆疊于多晶硅層32之上。多晶硅為一具有 低電阻的材料，多晶硅化金屬為一具有高電阻的材料。多晶硅層32與多晶
硅化金屬層34的堆疊形狀是中間細長而兩端面積較大，當以多晶硅化金屬 層34的兩端作為正負極，對多晶硅化金屬層34施加電壓時，因電致遷移 的緣故，大電流持續(xù)通過多晶硅化金屬層34，細長的地方會是電流密度高 的地方，因電致遷移的效應，多晶硅化金屬層材料往電子流動方向沿著晶 格遷移，使得電熔絲元件24的中間線條形狀斷開，形成僅有兩個端部存在 而兩個端部的中間無線條連結的情況。如圖7所示，其即為圖6中所示的 電炫絲元件24在施加電壓后斷開的結果的示意圖。再者，于多晶硅化金屬 層上，可涂覆一保護層，例如可為一薄薄的硅氧化物層，作為保護的用途。
當多個電熔絲元件以一維空間的陣列方式排列時，類似一個一維條碼。 當電熔絲元件以二維空間的陣列方式排列時，則類似一個二維條碼。因為 依據(jù)本發(fā)明的電熔絲條碼結構，除了可制做成藉由電的方式編碼及以光掃 描的方式讀碼之外，亦可制做成藉由電的方式編碼及解碼，因此亦可形成 三維空間的陣列方式排列，于結構及使用上并無問題。
依據(jù)本發(fā)明的電熔絲條碼結構，可針對一筆待記錄的數(shù)據(jù)，依據(jù)一條 碼編碼方法，將對應的電熔絲元件中的熔絲斷開，以形成條碼圖形。例如， 圖8顯示一經(jīng)過記錄后的結果的示意圖，圖中若千電熔絲元件24的熔絲斷 開，以作為條碼圖形。
條碼結構的圖形變化，可依現(xiàn)有的條碼編碼方法以形成。例如，圖9 顯示美國專利第6,179,207號中揭示的BC412編碼方法，以七條線條的各線 條存在與否，表示一阿拉伯數(shù)字或英文字母。依據(jù)本發(fā)明的電熔絲條碼結 構，可便利的應用此種編碼方法。例如，圖8中的第1列可表示阿拉伯數(shù) 字"7"、第2列可表示英文字母"Y"、第3列可表示英文字母"Z"。第4 及5列暫時未使用。
依據(jù)本發(fā)明的電熔絲條碼結構可為三維空間結構，圖IO顯示一以三維 空間方式排列的具體實施例。舉例說明，在基板22上形成一層電熔絲元件 及所需電路后，可沉積一層介電材料的絕緣層36，例如硅氧化物層，以作 為上面一層電熔絲元件的基底，繼續(xù)電熔絲元件的制造。最頂層的電熔絲 元件上，可進一步覆蓋一保護層。
將對應的電熔絲元件中的熔絲斷開的方式，可有許多種，例如藉由將 電熔絲元件連接一外部電路而對熔絲施加電壓來進行，即，施加適當?shù)碾?壓，以將電熔絲斷開。如此，即在條碼結構上形成條碼圖形。電熔絲的斷
開，在一4殳熔絲的i井法上，有稱為熔斷(blown),雖然電熔絲的斷開是利用 電致遷移的原理，但本文中有時亦使用"熔斷"的用語，而并不是特別指 為利用熱能使熔絲斷開的方式。
;解石馬時，須"i賣耳又電^容絲元4牛的夂容絲有無斷開，以獲耳又3于應的紀錄。讀 取電炫絲元件的熔絲有無斷開，可藉由例如將電熔絲元件連接一外部電路 以讀取電信號來進行。熔絲的斷開與否，會造成不相同的電信號；因此讀 取到不同的電信號，可供判斷熔絲是否斷開。讀取電熔絲元件的熔絲有無 斷開，亦可藉由例如光學方式掃描電熔絲元件的未斷開熔絲與斷開熔絲所 形成的圖形而進行讀取。此方式類似以現(xiàn)有的光學方式掃描現(xiàn)有的條碼圖 形，以獲取資訊。
依據(jù)本發(fā)明的電熔絲條碼結構可有許多方面的應用，記錄的事項可包 括對于一項產(chǎn)品的生產(chǎn)記錄、生產(chǎn)之前、之中、或之后的測試記錄、品質(zhì) 記錄、或鑒別記錄等等。因為是采用電熔絲作為條碼圖案，可利用半導體 工藝制造，因此體積小，密度大，單位體積內(nèi)可記錄的數(shù)據(jù)數(shù)目極為龐大， 并且可分次使用。
依據(jù)本發(fā)明的電熔絲條碼結構，特別是可應用于半導體制造及產(chǎn)品的 控管記錄，例如可將條碼結構隨著半導體制造流程建造于每一顆管芯的半 導體基板上，隨著工藝、品管、及工藝后的物流詳細記錄。由于條碼結構 尺寸小、密度高、資訊量多且保存穩(wěn)定不易受損，所以批號、管芯號碼、 測試號碼及結果、封裝號碼及測試結果等等，均可陸續(xù)記錄于此條碼結構 中?？删哂忻恳活w管芯身份鑒別的功能。依此精神，依據(jù)本發(fā)明的電熔絲 條碼結構亦可便利的適用至其他產(chǎn)品，例如，將本發(fā)明的電熔絲條碼結構 附貼在制造中的物品或制成的產(chǎn)品(可舉例有例如農(nóng)漁業(yè)產(chǎn)品、電子產(chǎn)品、 電器產(chǎn)品等等。)上或其包裝上，即可接續(xù)進行多次記錄。
上述的"陸續(xù)記錄"，詳言之，是在經(jīng)過一段時間后，進一步針對另一 筆待記錄數(shù)據(jù)，依據(jù)條碼編碼方法，將電熔絲元件中尚未被使用以形成紀 錄的部分(例如圖8中所示的第4及5列)的對應熔絲熔斷，以形成另一筆紀 錄。因此，本發(fā)明的電熔絲條碼結構的又一重要特征是可陸續(xù)的增加資訊 至同一條碼結構中。舉例來說，可在半導體管芯制造時，于管芯的一適當 位置上形成一依據(jù)本發(fā)明的電熔絲條碼結構，在條碼結構中記錄批號、管 芯編號；于工藝中對芯片做測試后，又可在同一條碼結構尚未使用的區(qū)域
上繼續(xù)記錄工藝條件、測試編號、及測試結果等等；然后，例如在封裝后，
又可在此條碼結構上繼續(xù)記錄封裝后的測試結果。如此陸陸續(xù)續(xù)記錄的數(shù) 據(jù)，都在同一個條碼結構上，可便利的對一個產(chǎn)物做完整的記錄與追蹤。 由于電熔絲條碼結構的資訊容量龐大，且基于電熔絲的運作原理，因此可 具有如此應用的優(yōu)點。 一個條碼結構即可提供一產(chǎn)物從制造至販售的各種 數(shù)據(jù)，不必像現(xiàn)有的條碼需要換貼，因此，亦深具環(huán)保概念。
依據(jù)本發(fā)明的電熔絲條碼結構可利用半導體工藝制造，所以，相較于 現(xiàn)有技術而言，具有體積小而密度大的優(yōu)點，例如，以條碼的線條相距的
節(jié)距可小于l微米而言，1平方毫米的面積可容納約106個線條，可知單位
體積內(nèi)可記錄的數(shù)據(jù)數(shù)目極為龐大。依據(jù)本發(fā)明的電熔絲條碼結構并具有 可提供分次使用的優(yōu)點。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權利要求所做的均等 變化與修飾，皆應屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權利要求
1. 一種電熔絲條碼結構，包括基板；及多個電熔絲元件位于該基板上，并以陣列方式排列，從而藉由該些電熔絲元件的熔絲斷開與否而形成條碼圖形。
2. 如權利要求1所述的電熔絲條碼結構，其中，該些電熔絲元件以一 維空間的方式排列。
3. 如權利要求1所述的電熔絲條碼結構，其中，該些電熔絲元件以二 維空間的方式排列。
4. 如權利要求1所述的電熔絲條碼結構，其中，該些電熔絲元件以三 維空間的方式排列。
5. 如權利要求1所述的電熔絲條碼結構，進一步包括多條電路，以分 別將該些電熔絲元件與外部電路形成電連接。
6. 如權利要求1所述的電熔絲條碼結構，其中，該基板為半導體基板。
7. 如權利要求1所述的電熔絲條碼結構，其中，該基板為位于管芯中 的半導體基板。
8. —種電熔絲條碼的使用方法，該電熔絲條碼包括基板及多個電熔絲 元件位于該基板上，并以陣列方式排列，該方法包括針對一筆數(shù)據(jù)，依據(jù)條碼編碼方法，將對應的電熔絲元件中的熔絲斷 開，以形成對應該筆數(shù)據(jù)的條碼圖形。
9. 如權利要求8所述的方法，其中，將對應的電熔絲元件中的熔絲斷
10. 如權利要求8所述的方法，進一步包括讀取該些電熔絲元件的熔絲有無斷開，以獲取該條碼圖形所對應的數(shù)據(jù)。
11. 如權利要求10所述的方法，其中，讀取該些電熔絲元件的熔絲有
12. 如權利要求10所述的方法，其中，讀取該些電熔絲元件的'溶絲有 無斷開，是藉由光學方式掃描該些電熔絲元件的未斷開熔絲與斷開熔絲所 形成的條碼圖形而進行讀耳又。
13. 如權利要求8所述的方法，其中，該筆數(shù)據(jù)包括產(chǎn)品的工藝數(shù)據(jù)、 制造之前、之中、或之后的測試數(shù)據(jù)、品質(zhì)數(shù)據(jù)、或鑒別數(shù)據(jù)。
14. 如權利要求13所述的方法，其中，進一步將該電熔絲條碼貼附于 該產(chǎn)品上或該產(chǎn)品的包裝上。
15. 如權利要求8所述的方法，在經(jīng)過一段時間后，進一步針對另一筆 數(shù)據(jù)，依據(jù)條碼編碼方法，將該些電熔絲元件中尚未被使用以形成條碼圖 形的部分的對應熔絲斷開，以形成另一筆條碼圖形。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種電熔絲條碼結構及其使用方法，電熔絲條碼結構包括一基板，以及多個電熔絲元件位于基板上，并以陣列方式排列，從而藉由電熔絲元件的熔絲斷開與否而形成條碼圖形。使用方法包括針對一筆數(shù)據(jù)，依據(jù)一條碼編碼方法，將條碼結構中對應的電熔絲元件中的熔絲斷開，以形成一對應此數(shù)據(jù)的條碼圖形。依據(jù)本發(fā)明的電熔絲條碼結構可利用半導體工藝制造，因此體積小，密度大，單位體積內(nèi)可記錄的數(shù)據(jù)數(shù)目極為龐大。
文檔編號G06K19/06GK101211419SQ20061017177
公開日2008年7月2日 申請日期2006年12月29日 優(yōu)先權日2006年12月29日
發(fā)明者吳炳昌 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司