CN1207586A - 激光烧断保险丝用的保护层 - Google Patents
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Abstract
一种保护层,保护集成电路中的保险丝在相邻保险丝用激光烧断时不会随之被损坏。该措施允许使用极小的保险丝间距,例如,用冗余激励。
Description
本发明涉及包括多个保险丝的集成电路，其中，至少一个保险丝加激光能而故意使其烧断。特别涉及，器件中相邻的保险丝用激光去除时防止所述集成电路中的保险丝随之损坏。还涉及这种集成电路的制造方法。
有时，集成电路由芯片上的几千只独立的元件用导电互连而连接在一起构成。已发现，完成标准工艺之后，芯片上互连变化的能力能大大提高芯片生产率(即芯片加工数量)和芯片规格(即，为实现特定的功能而改型的芯片)。工业上广泛使用的方法包括用激光使互连线段(也称作保险丝)蒸发(烧断)，由此形成一个“开口”，从而消除用互连设置的原有的电连接。通常，这些保险丝连接到冗余电路，用冗余线代替有缺陷的字线和/或位线(冗余激活)。
尽管这种激光去除方法企图广泛用来提高操作效率，但用常规工艺制成的常规器件中的保险丝烧断率和保险丝可靠性仍然有问题，特别是用于小保险丝间距中更成问题。实际上，激光能加到常规器件中的保险丝上，同样会使邻接被烧断的保险丝的结构损坏。当相邻结构是与作为要烧断的目标保险丝同样灵敏的另一保险丝时，这种情形特别真实。由于使用一个接一个设置的多个保险丝并不是稀有的情况，因此，在技术上相邻保险丝的无意识的损坏会造成明显的问题。
为解决该问题的一个措施是使保险丝之间采用大的间隔，并由此避免靠近目标保险丝的保险丝无意识的受到了激光的作用。但是，这种保险丝之间的大间隔不适应当前提高芯片上的集成电路密度的趋势。
要提供一种包括至少两个相邻设置的保险丝的器件，但保险丝之间不要求有大的间隔，而且还容易设置，使一个保险丝能选择地烧断，而不损坏相邻的保险丝。
本发明现已发现，至少在相邻保险丝的第一部分上形成保护层，而能使目标保险丝烧断，但不损坏相邻的保险丝。如果需要，最好使相邻保险丝的第二部分保持无保护的，以便在需要时允许相邻保险丝烧断。
本发明也已发现了制造改善的集成电路的方法。在该方法中，至少两个保险丝，即第一和第二保险丝彼此相邻设置。之后，在第二保险丝的一部分上形成保护层。在特别有用的实施例中，在该保险丝与保护层之间形成中间层。
这里所述方法和器件的优点是允许使用减小的保险丝间距，而且，由于激光对准的临界精度减小，因此更容易加工。
图1是按本发明的器件的局部顶视示意图；
图2是按本发明特别有用的器件的横截面图。
按本发明集成电路器件包括衬底上彼此相邻形成的多个互连线，至少一个互连线的一部分上形成有保护层。当相邻的互连线受激光能量冲击时，保护层能防止互连线被覆盖的部分损坏。
如图1所示的实施例，在衬底5上形成多个诸如保险丝10a,10b和10c的多个互连线。而保险丝10a,10b和10c是平行设置的，应知道，相邻的保险丝也能按其它方向取向。
可用构成互连线的任何公知材料制成保险丝10a,10b和10c。适合于构成保险丝的材料包括铝，铜，多晶硅，硅化物，Al-Si,Al-Cu,Al-Si-Cu或任何高电导率的金属或合金。由这些材料淀积成保险丝的方法是本领域的公知技术。保险丝应尽可能薄。保险丝的典型厚度是约0.1μm至约1μm。最好是约0.1μm到约0.5μm。保险丝的尺寸范围是，宽度范围是约0.5μm至约1.5μm，长度范围是约5μm至约10μm。当保险丝平行邻近设置时，保险丝之间的距离(保险丝间距)范围最好是约1μm至约3μm。
在保险丝10a的第一部分14a上形成保护层15a。在保险丝10b和10c的部分14b和14c上分别形成保护层15b和15c。在器件上留下不被保护的受激光能量冲击的部分12a,12b和12c。保护层15a,15b和15c吸收并耗散激光点20的边缘冲击其上时所产生的热。由此保护了在每个相关的保护层下的保险丝。可用基本上不能透过足以烧断未被保护部分12a,12b或12c的激光能的任何材料形成保护层15a,15b和15c。对激光能有高吸收率的材料特别适用。形成保护层15a,15b和15c最合适的材料包括如铝，铜，钨等导电材料。可用本领域技术人员公知的技术形成保护层。例如，用溅射法淀积保护层再加上用公知的光刻腐蚀技术构图。保护层的精确尺寸与很多因素有关，包括与要保护的保险丝和要烧断的保险丝的结构尺寸和材料，用于烧断保险丝的激光的能量和类型等因素有关，但并不限于这些因素。但是，通常保护层的宽度要比待保护的保险丝稍宽一点，厚度要为实际上允许的厚度。通常保护层的厚度范围是约0.1μm至约2μm，最好是约1μm至约2μm。
图2所示的特别有用的实施例中，保险丝上形成保护层，但不与保险丝直接接触。而是在淀积保护层之前、在衬底5上和保险丝10a,10b和10c上形成中间层19。最好用比保护层或保险丝的导热性差的材料制造中间层19。适用的材料包括如氧化硅和氮化硅介质材料。中间层也可以用不同材料的一层以上的多层膜构成。通常，中间层19的厚度范围约是0.2μm至1μm。中间层19的绝缘性能有助于使与例如保护层15c接触的激光束20分散，并使其不直接转移到保险丝10c的部分14c上。按该方式，能防止对保险丝10c的有害的损坏。要注意，由于激光能冲击其上会使保护层15a,15b和15c出现局部损坏是可允许的，但不会对器件有负面影响。
这里所述的保护层允许以靠得很近的方式设置保险丝，即保险丝之间的间距缩小，并用激光能烧断保险丝，但不会对相邻保险丝造成有害的损坏。该器件还允许激光点对不准以及允许用高能量激光，因此，提高了保险丝切断工艺的可靠性和速度，从而有优异的工艺控制性。
尽管以优选形式在一定程度上说明了本发明，但是，本领域的技术人员阅读了所述说明后会发现，还会有各种变化和改变。除了这里具体说明的方式之外，还会有其它方式来实施发明。这些方式均落入本发明精神和要求保护的范围内。
Claims (19)
1．一种集成电路，包含：
多个相邻的保险丝，包括第一保险丝，至少在第一保险丝的被激光能量冲击的至少一部分上淀积有基本不能透过激光能量的保护层，该保护层保护由此被覆盖的第一保险丝的该部分。
2．按权利要求1的集成电路，其中，多个相邻的保险丝至少两个是平行接近设置的。
3．按权利要求1的集成电路，其中，至少两个平行接近设置的保险丝之间的距离范围是约1μm至约3μm。
4．按权利要求1的集成电路，其中，用选自Al,Cu,W,Ti,TiN,及其合金的一种或多种的材料构成多个保险丝。
5．按权利要求1的集成电路，其中，用选自铝，铜和钨的一种或多种的材料构成保护层。
6．按权利要求1的集成电路，还包含在第一保险丝与保护层之间形成的中间层。
7．按权利要求6的集成电路，其中，中间层的至少一部分用选自氧化硅和氮化硅的一种或多种的材料制成。
8．一种集成电路，包含：
具有第一部分的第一保险丝；
具有第一部分和第二部分的第二保险丝，第二保险丝的第一部分与第一保险丝的第一部分相邻设置；和
与第二保险丝的第一部分相关的保护层；
由此，当第一保险丝的第一部分被足够的激光能量辐照而烧断时，第二保险丝的第一部分仍保持完好无损。
9．按权利要求8的集成电路，其中，第一与第二保险丝是平行接近设置的。
10．按权利要求9的集成电路，其中，第一与第二保险丝之间的间距范围是约1μm至约3μm。
11．按权利要求8的集成电路，其中，第一和第二保险丝分别用选自Al,Cu,W,Ti,TiN，及其合金中的一种或多种材料制成。
12．按权利要求8的集成电路，其中，用选自铝，铜和钨的一种或多种的材料制成保护层。
13．按权利要求8的集成电路，还包含在第二保险丝与保护层之间形成的中间层。
14．按权利要求13的集成电路，其中，用选自氧化硅和氮化硅中的一种或多种的材料制造中间层中的至少一部分。
15．一种集成电路的制造方法，包含以下步骤：
(a)，在衬底上形成第一互连和第二互连；
(b)，在部分第一互连上形成保护层；
(c)，使包括第一互连的集成电路的一部分用激光能充分辐照使其一部分蒸发，而由保护层保护的第二互连不被激光能损坏。
16．按权利要求15的方法，还包含在第一互连与保护层之间形成中间层。
17．按权利要求15的方法，还包含在第二互连上形成保护层。
18．按权利要求15的方法，其中，步骤(a)包含按平行邻近方式形成第一和第二互连。
19．按权利要求18的方法，其中，第一与第二互连之间的间距为约1μm至约3μm。
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