專利名稱：Tv窗口中雙倍熔絲密度的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于半導(dǎo)體器件中的陣列結(jié)構(gòu)熔絲及用于形成該熔絲結(jié)構(gòu)的過程。
熔絲包括于半導(dǎo)體器件中以有助于保護(hù)器件并且提供一種用于啟動冗余元件以便提高產(chǎn)品產(chǎn)量的裝置。金屬熔絲通常包括于集成電路中以便在晶片制造過程之中和之后重新安排電路特征(feature)。通常利用一個(gè)通過電介質(zhì)的最后鈍化端(finalpassivation terminal)打開的窗口而操縱一種激光熔斷熔絲。激光功率和光點(diǎn)位置必須小心控制以便將對相鄰熔絲和包括半導(dǎo)體基片在內(nèi)的下層結(jié)構(gòu)的損害減至最小。
在現(xiàn)代微電子學(xué)中，通常在一個(gè)較小空間內(nèi)引入較多數(shù)量的熔絲以便提供冗余度而不產(chǎn)生面積開銷。例如，當(dāng)具有類似的或尺寸減小的存儲器件中的存儲容量增加時(shí)，熔絲數(shù)量也增加。
根據(jù)一個(gè)例子，在當(dāng)今利用的DRAM器件設(shè)計(jì)中，熔絲和相關(guān)連的電路通常占用全部芯片面積的大約3％至5％的面積。當(dāng)器件大小繼續(xù)縮減時(shí)，以后數(shù)代的存儲芯片可能受到熔絲結(jié)構(gòu)所需面積數(shù)量的負(fù)面影響。根據(jù)估計(jì)，某些DRAM器件例如1GB DRAM可能需要大約30,000個(gè)熔絲。
因此尋求不同方法來增加熔絲密度。一個(gè)用于增加熔絲密度的方法是減少熔絲間距而不付出增加芯片面積的代價(jià)。


圖1闡述當(dāng)前用于激光熔斷熔絲的熔絲結(jié)構(gòu)例子。圖1中闡述的熔絲結(jié)構(gòu)是通過端子的窗口1看見的。圖1中闡述的結(jié)構(gòu)包括四個(gè)熔絲3。為保護(hù)用于將熔絲與周圍器件互連的熔絲連線，熔絲的連接器可以位于一個(gè)在實(shí)際熔絲之下的金屬層上。
圖1中闡述的每個(gè)熔絲包括一個(gè)連接器5。每個(gè)熔絲結(jié)構(gòu)還包括當(dāng)熔絲熔斷后將被破壞的熔絲部分7。熔斷部分7通過通路(vias)連至連接器。圖1中闡述的已知熔絲結(jié)構(gòu)的實(shí)施例包括約為3.2μm的熔絲間距4。
圖2闡述圖1中闡述的熔絲中的一個(gè)的剖面圖。將被熔斷的熔絲部分7安排在圖2中一個(gè)金屬層上。通路9將熔斷部分7連至連接器5。圖2清楚地顯示出，待熔斷的熔絲部分安排在一個(gè)金屬層上而連接器5安排在一個(gè)較低金屬層上。
為提供一個(gè)允許將熔絲更密地安排的熔絲結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的一個(gè)方面提供一個(gè)多層半導(dǎo)體器件的熔絲結(jié)構(gòu)。該熔絲結(jié)構(gòu)包括安排在多層半導(dǎo)體器件的第一層內(nèi)的至少兩個(gè)熔絲。一個(gè)伸出于熔絲之間的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)將熔絲連接。
本發(fā)明的其他方面提供一種用于形成多層半導(dǎo)體器件的熔絲的方法。該方法包括形成導(dǎo)電連接器層。形成的通路自連接器層伸出出來。至少兩個(gè)熔絲形成并連至通路及通過連接器層彼此連接。
以下的詳細(xì)說明將使本發(fā)明的另外目的和優(yōu)點(diǎn)對于熟悉技術(shù)的人更為明顯，其中只通過實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳模式來說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。如將要實(shí)現(xiàn)的，本發(fā)明能夠用于其他不同實(shí)施例，及其數(shù)個(gè)細(xì)節(jié)可在不背離本發(fā)明的情況下在不同方面作出修改。因此附圖和說明只應(yīng)在本質(zhì)上看作舉例說明性而非限制性的。
結(jié)合附圖的考慮將使本發(fā)明的以上所述目的和優(yōu)點(diǎn)被更清楚地理解，其中圖1表示半導(dǎo)體器件中所用已知熔絲結(jié)構(gòu)的俯視圖；圖2表示對圖1中闡述的熔絲結(jié)構(gòu)中的一個(gè)熔絲沿著圖1中線2-2所作剖面圖；圖3表示根據(jù)本發(fā)明的熔絲結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的的俯視圖；圖4表示對圖3中闡述的結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)熔絲沿著圖3中線4-4所作剖面圖；圖5表示圖4中所示熔絲結(jié)構(gòu)的一個(gè)選代熔絲結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖6表示圖5中闡述的實(shí)施例的一個(gè)選代結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖7表示一個(gè)已知熔絲結(jié)構(gòu)例子的俯視圖8表示一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的熔絲結(jié)構(gòu)的實(shí)施例的俯視圖。
本發(fā)明提供一種熔絲結(jié)構(gòu)和用于建立熔絲結(jié)構(gòu)的方法，這種熔絲結(jié)構(gòu)允許增加熔絲密度而不減少熔絲間距。事實(shí)上，可以根據(jù)本發(fā)明將熔絲密度加倍而不減少熔絲間距。除增加熔絲密度之外，本發(fā)明提供一個(gè)大的處理窗口的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榭梢栽黾尤劢z密度而基本上不更改處理過程。
圖3闡述根據(jù)本發(fā)明的熔絲結(jié)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施例的俯視圖。如圖1中闡述的實(shí)施例中一樣，圖3中闡述的實(shí)施例包括在一個(gè)端子中通過窗口11形成的熔絲。如可從圖3中看出的，通過類似大小的端子中的窗口，可以形成8個(gè)熔絲，而在圖1闡述的結(jié)構(gòu)中只有4個(gè)。因此，本發(fā)明可以允許將熔絲密度加倍。
圖3中闡述的實(shí)施例中每個(gè)熔絲13包括一個(gè)實(shí)際上將要熔斷的部分15。此熔斷部分15安排在第一金屬層M1上。如同熔絲的其他部分、通路和連接器一樣，實(shí)際上熔斷的部分15通常由導(dǎo)電材料制成。熔斷部分可以用多種材料制成，例如鋁、銅、多晶硅和鎢等等。
每個(gè)熔斷部分15可以在一端連至連接器通路17，后者將熔絲連至連接器19。連接器19可以通過通路提供熔絲與包括熔絲在內(nèi)的半導(dǎo)體器件的其他部分之間的連接。通常連接器安排在多層結(jié)構(gòu)中與熔斷部分15不同的層次上。
根據(jù)本發(fā)明的熔絲結(jié)構(gòu)還包括一個(gè)連接所有熔絲的門導(dǎo)體(gateconductor)23。示例于圖3中的門導(dǎo)體23的實(shí)施例垂直于熔絲方向。門導(dǎo)體可以連至一個(gè)對所有現(xiàn)有熔絲電路都公共的接地點(diǎn)。為所有熔絲提供一個(gè)公共接點(diǎn)的做法可以避免與激光束互相影響。
圖4闡述圖3中闡述的本發(fā)明實(shí)施例的剖面圖。
圖5闡述圖3和4中闡述的本發(fā)明實(shí)施例的替換實(shí)施例。圖5中實(shí)施例包括熔斷部分15和第一連接層通路17，通路17用于將熔絲熔斷部分15連至連接器19，該連接器19位于安排熔絲熔斷部分15的層次之下的金屬層中。當(dāng)門導(dǎo)體堆的電阻過高時(shí)，可能希望用此結(jié)構(gòu)。作為選代，圖中所示的結(jié)構(gòu)可以倒過來安排，如圖6中所示的結(jié)構(gòu)那樣。
圖7和8所示一個(gè)已知結(jié)構(gòu)中和一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)中熔絲密度的比較。沿著這些線，圖7示出了已知熔絲結(jié)構(gòu)。另一方面，圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的熔絲結(jié)構(gòu)。通過圖7和8中闡述的結(jié)構(gòu)的比較可以看出，本發(fā)明允許形成其密度比現(xiàn)有技術(shù)大得多的熔絲。
圖3-6和7中闡述的結(jié)構(gòu)可以使用以下描述的過程或任何已知過程，包括標(biāo)準(zhǔn)光刻過程來形成。
根據(jù)本發(fā)明的形成多層半導(dǎo)體器件中的熔絲的方法包括以下步驟形成一層導(dǎo)電連接器層；形成從連接器層伸出的通路；及形成至少兩個(gè)連至通路的及通過連接器層彼此連接的熔絲。
根據(jù)本發(fā)明，上述方法還包括以下步驟形成一個(gè)對所有熔絲都公共的門導(dǎo)體；及形成從門導(dǎo)體伸出的用于將公共門導(dǎo)體連至連接器層的通路。
根據(jù)本發(fā)明的其他方面，在該方法中，該熔絲結(jié)構(gòu)在多層半導(dǎo)體器件的端子窗口內(nèi)形成。
不論實(shí)施例如何，所有根據(jù)本發(fā)明的熔絲都可在半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的鈍化層中單個(gè)開口內(nèi)形成。
以上描述闡述和說明了本發(fā)明。此外，本公開內(nèi)容只顯示和描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但如前所述，應(yīng)該理解，本發(fā)明能夠用于不同組合、修改和環(huán)境中，并且可在此處所表示的本發(fā)明概念以及與以上原理和/或有關(guān)技術(shù)的技巧或知識相當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，實(shí)行變動和修改。以上描述的實(shí)施例還準(zhǔn)備用于解釋實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的已知最好模式，并使熟悉技術(shù)的人在這些或其他實(shí)施例中利用本發(fā)明及按照具體應(yīng)用或本發(fā)明的應(yīng)用的需要進(jìn)行不同修改。因此，本說明書不是用來將本發(fā)明限制于此處公開的形式。此外，所附權(quán)利要求書應(yīng)被看作包括替換實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種在多層半導(dǎo)體器件中使用的熔絲結(jié)構(gòu)，包括通過多層半導(dǎo)體器件的第一層上的開口安排在一端的至少兩個(gè)熔絲；及熔絲之間用于連接熔絲的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的熔絲結(jié)構(gòu)，還包括至少一對與每個(gè)熔絲相關(guān)連的用于將熔絲的兩端連至導(dǎo)電結(jié)構(gòu)的通路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的熔絲結(jié)構(gòu)，其中用于將至少兩個(gè)熔絲導(dǎo)電地連接的結(jié)構(gòu)包括一個(gè)安排在多層半導(dǎo)體器件的第二層內(nèi)的導(dǎo)電連接器，及其中這些通路將至少兩個(gè)熔絲連至該導(dǎo)電連接器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的熔絲結(jié)構(gòu)，其中用于將至少兩個(gè)熔絲導(dǎo)電地連接的結(jié)構(gòu)還包括一個(gè)至少對于這些至少兩個(gè)熔絲是公共的門導(dǎo)體，其中該公共門導(dǎo)體電氣地連至連接器并安排在多層半導(dǎo)體器件的第三層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的熔絲結(jié)構(gòu)，還包括至少一個(gè)用于將公共門導(dǎo)體連至導(dǎo)電連接器的通路。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的熔絲結(jié)構(gòu)，還包括多個(gè)熔絲，其中該門導(dǎo)體對于所有熔絲都是公共的。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的熔絲結(jié)構(gòu)，其中該熔絲結(jié)構(gòu)安排在多層半導(dǎo)體器件的端子窗口內(nèi)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的熔絲結(jié)構(gòu)，其中熔絲是激光熔斷熔絲。
9.一種用于形成多層半導(dǎo)體器件中的熔絲的方法，該方法包括以下步驟形成一層導(dǎo)電連接器層；形成從連接器層伸出的通路；及形成至少兩個(gè)連至通路的及通過連接器層彼此連接的熔絲。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，還包括以下步驟形成一個(gè)對所有熔絲都公共的門導(dǎo)體；及形成從門導(dǎo)體伸出的用于將公共門導(dǎo)體連至連接器層的通路。
11.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中該熔絲結(jié)構(gòu)在多層半導(dǎo)體器件的端子窗口內(nèi)形成。
全文摘要
一種在多層半導(dǎo)體器件中使用的熔絲結(jié)構(gòu)。至少兩個(gè)熔絲安排在多層半導(dǎo)體器件的第一層內(nèi)。熔絲之間的導(dǎo)電結(jié)構(gòu)用于連接熔絲。
文檔編號H01L23/62GK1334604SQ0012169
公開日2002年2月6日 申請日期2000年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月24日
發(fā)明者阿克瑟爾·布林特曾格, 桐畑外志昭, 嬋德拉色克哈·那拉彥 申請人:國際商業(yè)機(jī)器公司, 英芬能技術(shù)北美公司