DE19835263C2 - Integrierte Schaltung mit durch Energieeinwirkung auftrennbaren elektrischen Verbindungstellen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine integrierte Schaltung mit durch Energieeinwirkung auftrennbaren elektrischen Verbindungsstel­ len, sogenannten Fuse-Links.

Eine integrierte Schaltung mit Fuse-Links ist beispielsweise aus der JP-A 01-080 037 bekannt. Diese zeigt zwei parallel zueinander angeordnete Reihen mit je zwei Fuse-Links. Jedes Fuse-Link ist Element einer elektrischen Leiterbahn, wobei die Leiterbahnen jeder Reihe parallel zueinander und gradli­ nig ausgebildet sind. Je nach Typ sind Fuse-Links beispiels­ weise mittels erhöhter, durch die jeweilige Leiterbahn flie­ ßender Ströme oder mittels Laserstrahl auftrennbar. Je nach­ dem, ob ein Fuse-Link aufgetrennt ist oder nicht, sind zwei verschiedene Zustände unterscheidbar. Auf diese Weise ist es möglich, über die Fuse-Links eine integrierte Schaltung zu konfigurieren.

In der Praxis ist es oft erforderlich, eine große Anzahl von Fuse-Links auf der integrierten Schaltung vorzusehen. Es wer­ den dann viele Fuse-Links in einer Reihe angeordnet, wobei die mit ihnen verbundenen Leiterbahnen parallel zueinander ausgerichtet sind und gradlinig verlaufen. Beim Auftrennen der Fuse-Links insbesondere mittels eines Laserstrahls kommt es zu einer Zerstörung der über dem Fuse-Link angeordneten Isolierungsschicht. Da beim Auftrennen eines Fuse-Links sein elektrisch leitfähiges Material teilweise unkontrolliert ne­ ben der Auftrennstelle auf der integrierten Schaltung ver­ teilt wird, ist es erforderlich, gewisse Mindestabstände zwi­ schen benachbarten Fuse-Links einzuhalten, um zu verhindern, daß durch die genannten Verunreinigungen Kurzschlüsse zwi­ schen den benachbarten Fuse-Links entstehen. Bedingt durch die Positionierungenauigkeit und den begrenzten minimal ver­ wendbaren Strahldurchmesser der Laseranlage ergeben sich e­ benfalls bestimmte Mindestabstände. Durch die somit vorgege­ benen Mindestabstände ergibt sich bei einer großen Anzahl in einer Reihe angeordneter Fuse-Links ein erheblicher Platzbe­ darf.

In der US 5, 636,172 A ist eine Bankstruktur mit mittels Laser auftrennbaren elektrischen Verbindungsstellen beschrieben. Die Verbindungsstellen (Fuses) sind jeweils Bestandteile von Leiterbahnen. Die Verbindungsstellen sind in jeweils zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen gegeneinander ver­ setzt angeordnet. Die Leiterbahnen verlaufen in Bereichen, an denen einige der Verbindungsstellen benachbart zueinander an­ geordnet sind, in größerem Abstand zueinander als dort, wo keine Verbindungsstellen benachbart zueinander angeordnet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine integrierte Schaltung mit Fuse-Links anzugeben, deren Platzbedarf redu­ ziert ist.

Diese Aufgabe wird mit einer integrierten Schaltung gemäß An­ spruch 1 gelöst. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.

Nach der Erfindung weist die integrierte Schaltung wenigstens eine mittlere und zwei äußere, durch Energieeinwirkung auf­ trennbare elektrische Verbindungsstellen auf, wobei die mitt­ lere Verbindungsstelle, sowohl in der ersten Richtung als auch in der dazu senkrechten zweiten Richtung betrachtet, zwischen den beiden äußeren Verbindungsstellen angeordnet ist. Die Verbindungsstellen sind jeweils Bestandteil einer mittleren bzw. einer äußeren elektrischen Leiterbahn, die pa­ rallel zueinander angeordnet sind und im wesentlichen in der ersten Richtung verlaufen. Jede äußere Leiterbahn weist auf Höhe der mittleren Verbindungsstelle einen von dieser abge­ wandten Versatz und auf Höhe der äußeren Verbindungsstelle der jeweils anderen äußeren Leiterbahn einen dieser zugewand­ ten Versatz auf. Die mittlere Leiterbahn weist auf Höhe der beiden äußeren Verbindungsstellen jeweils einen von diesen abgewandten Versatz auf.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch die vorgesehenen Versätze der Leiterbahnen auf Höhe der jeweils benachbarten Verbindungsstelle an diesen Stellen der jeweils vorgegebene Mindestabstand zur Vermeidung von Kurzschlüssen zwischen den Leiterbahnen in Folge des Auftrennens der Verbindungsstellen problemlos eingehalten werden kann. Ebenfalls wird der durch die Laseranlage bedingte Mindestabstand damit leichter ein­ gehalten. Gleichzeitig ergibt sich eine relativ hohe Pa­ ckungsdichte der Verbindungsstellen, da jeweils zwei der Lei­ terbahnen in den Bereichen, in denen keine von ihnen eine Verbindungsstelle aufweist, einen deutlich geringeren Abstand zueinander aufweisen als in den Bereichen, in denen eine von ihnen eine Verbindungsstelle aufweist. Mit anderen Worten weisen die Leiterbahnen nur dort den zur Vermeidung eines Kurzschlusses notwendigen Mindestabstand auf, wo die Gefahr eines Kurzschlusses tatsächlich besteht, während in ihren be­ züglich eines Kurzschlusses unkritischen Bereichen dieser Mindestabstand deutlich unterschritten werden kann und nur die üblichen auf der integrierten Schaltung bezüglich der Leiterbahnabstände geltenden Designregeln beachtet werden müssen. Es kann für den Laserprozeß ein größerer Strahldurch­ messer verwendet werden. Leichte Fehlpositionierungen der La­ seranlage sind weniger kritisch.

Die Erfindung bietet zudem den Vorteil, daß die beschriebene Anordnung sehr platzsparend ist. Außerdem sind Vielfache der oben beschriebenen Anordnung mit jeweils drei Verbindungsstellen und entsprechenden Leiterbahnen in der zweiten Richtung, die senkrecht zum Verlauf der Leiterbahnen ist, benachbart angeordnet werden können, wobei jeweils eine bezüglich des Platzbedarfs optimierte Gesamtanordnung ent­ steht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher er­ läutert, die Ausführungsbeispiele zeigen.

Fig. 1 bis 3 zeigen unterschiedliche Ausführungsbei­ spiele der Erfindung in einer Draufsicht und

Fig. 4 zeigt eine Querschnittdarstellung eines der Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 3.

Fig. 1 zeigt drei Reihen von durch Energieeinwirkung auf­ trennbaren elektrischen Verbindungsstellen (Fuse-Links). Die Verbindungsstellen dieses Ausführungsbeispiels sind mittels eines Lasers auftrennbar. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung kann das Auftrennen auch auf andere Weise, bei­ spielsweise elektrisch, durch Zuführung eines ausreichend ho­ hen Stromes, geschehen. Im folgenden wird auf die drei Fuse- Links in der Mitte der Fig. 1 eingegangen. Es handelt sich dabei um ein mittleres Fuse-Link 1 sowie zwei äußere Fuse- Links 2, 3, die in der Darstellung der Fig. 1 in x-Richtung und in y-Richtung jeweils versetzt zueinander angeordnet sind. Das mittlere Fuse-Link 1 ist Bestandteil einer mittle­ ren Leiterbahn 10 und die äußeren Fuse-Links 2, 3 sind Be­ standteile je einer äußeren Leiterbahn 20, 30. Die Leiterbah­ nen 10, 20, 30 sind parallel zueinander angeordnet und ver­ laufen im wesentlichen in Y-Richtung.

Die Leiterbahnen verlaufen nicht gradlinig, sondern weisen Versätze auf, die in den Bereichen, in den die jeweils be­ nachbarte Leiterbahn ein Fuse-Link aufweist, von diesem abge­ wandt sind und in den Bereichen, in denen die benachbarte Leiterbahn kein Fuse-Link aufweist, diesen zugewandt sind. Auf diese Weise ergibt sich zwischen benachbarten Leiterbah­ nen ein deutlich größerer Abstand in den Bereichen, in denen ein Fuse-Link vorhanden ist, als dort, wo zwei benachbarte Leiterbahnen kein Fuse-Link aufweisen. An den letztgenannten Stellen kann sich der Minimalabstand zwischen den Leiterbah­ nen nach der allgemein für die jeweilige integrierte Schal­ tung gültigen Design-Regel richten. In den Bereichen der Fu­ se-Links richtet sich der gegenseitige Abstand der Leiterbah­ nen nach dem jeweils gültigen Mindestabstand, der eingehalten werden muß, um Kurzschlüsse aufgrund des Auftrennens eines Fuse-Links und des damit verbundenen Verteilens seines Mate­ rials auf der Oberfläche der integrierten Schaltung zu ver­ meiden. Die Versätze der Leiterbahnen weisen in Y-Richtung eine bestimmt Mindestlänge auf, so daß in einem größeren Be­ reich um das jeweils benachbarte Fuse-Link herum der notwen­ dige Mindestabstand gewährleistet ist.

Fig. 1 ist zu entnehmen, daß die integrierte Schaltung des ersten Ausführungsbeispiels eine Mehrzahl der soeben be­ schriebenen Anordnungen mit jeweils drei Fuse-Links 1, 2, 3 und entsprechenden Leiterbahnen 10, 20, 30 aufweist, die in X-Richtung jeweils benachbart zueinander angeordnet sind, so daß sich eine regelmäßig wiederholende Struktur ergibt. Es ist deutlich, daß auf diese Weise eine hohe Packungsdichte der Fuse-Links erreicht wird.

Die Leiterbahnen 10, 20, 30 in Fig. 1 weisen nur Leiterbahn­ abschnitte auf, die Geraden darstellen, so daß die Versätze rechtwinklig abgeknickt sind. Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, die Leiterbahnen aus gerundeten Leiterbahnabschnitten zusammenzusetzen.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, in dem wiederum die anhand von Fig. 1 bereits beschriebene Minimalanordnung jeweils dreier Fuse-Links 1, 2, 3 mehrfach enthalten ist. In diesem Fall sind die Fuse-Links im Gegen­ satz zu Fig. 1 nicht in drei, sondern in vier Reihen ange­ ordnet. Das bedeutet, daß zwischen jeweils zwei in X-Richtung zueinander benachbarten Minimalkonfigurationen der drei Ver­ bindungsstellen 1, 2, 3 noch eine weitere Leiterbahn 40 mit einer vierten Verbindungsstelle 4 vorhanden ist. Auch bei Fig. 2 sind also die jeweils drei Fuse-Links 1, 2, 3 der Mini­ malkonfiguration in X-Richtung benachbart zueinander angeord­ net, jedoch nicht unmittelbar, sondern durch die weitere Lei­ terbahn 40 voneinander getrennt. Es ergibt sich wiederum eine äußerst dichte Packungsdichte der Fuse-Links 1, 2, 3, 4.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung mit fünf Reihen von Fuse-Links 1, 2, 3, 4, 5. Die in X- Richtung wiederum benachbarten Minimalkonfigurationen der je­ weils drei Fuse-Links 1, 2, 3 sind durch in diesem Fall zwei weitere Leiterbahnen 40, 50, die jeweils ein weiteres Fuse- Link 4, 5 aufweisen, voneinander getrennt.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch die integrierte Schaltung IC eines beliebigen der Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 3. Dabei ist nur ein Ausschnitt dieses Querschnitts dar­ gestellt, der die mittlere Leiterbahn 10 sowie die beiden äu­ ßeren Leiterbahnen 20, 30 der Minimalkonfiguration zeigt.

In Fig. 4 sind zwei durch eine dielektrische Isolierungs­ schicht I voneinander getrennte Metallisierungsebenen M1, M2 der integrierten Schaltung IC dargestellt. Der dargestellte Querschnitt verläuft in den Fig. 1 bis 3 in X-Richtung durch das mittlere Fuse-Link 1. Zu erkennen ist, daß die mittlere Leiterbahn 10 im Bereich des mittleren Fuse-Links 1 in der ersten Metallisierungsebene M1 verläuft, während die beiden äußeren Leiterbahnen 20, 30 im Bereich des mittleren Fuse-Links 1 in der zweiten Metallisierungsebene M2 verlau­ fen. Auf Höhe der äußeren Fuse-Links 2, 3 (in Fig. 4 nicht dargestellt) verläuft die entsprechende äußere Leiterbahn 20, 30 in der ersten Metallisierungsebene M1 und die beiden ande­ ren Leiterbahnen verlaufen in der zweiten Metallisierungsebe­ ne M2. Durch das Führen der Leiterbahnen 10, 20, 30 in unter­ schiedlichen Metallisierungsebenen M1, M2 kann es beim Auf­ trennen der Fuse-Links 1, 2, 3 nicht so leicht zur Kurz­ schlüssen mit den jeweils benachbarten Leiterbahnen kommen, da die zwischen den Metallisierungsebenen vorhandene Isolie­ rungsschicht I durch das Auftrennen nur lokal zerstört wird und diese die gegenüber dem Fuse-Link den Mindestabstand ein­ haltenden Leiterbahnen weiterhin bedeckt.

Abweichend von Fig. 4 verlaufen bei anderen Ausführungsfor­ men der Erfindung alle Segmente der Leiterbahnen 10, 20, 30 in einer gemeinsamen Metallisierungsebene.

Claims (3)

1. Integrierte Schaltung mit einer mittleren (1) und zwei äußeren (2, 3) durch Ener­ gieeinwirkung auftrennbaren elektrischen Verbindungsstellen,

• - deren mittlere Verbindungsstelle (1) sowohl in einer ersten Richtung als auch in einer dazu senkrechten zweiten Rich­ tung betrachtet, zwischen den beiden äußeren Verbindungs­ stellen (2, 3) angeordnet ist,
• - deren Verbindungsstellen (1, 2, 3) jeweils Bestandteil ei­ ner mittleren (10) und zwei äußeren (20, 30) elektrischen Leiterbahnen sind, die parallel zueinander angeordnet sind und im wesentlichen in der ersten Richtung verlaufen,
• - deren äußere Leiterbahnen (20; 30) auf Höhe der mittleren Verbindungsstelle (1) jeweils einen von dieser abgewandten Versatz und auf Höhe der äußeren Verbindungsstelle (3; 2) der jeweils anderen äußeren Leiterbahn (30; 20) einen die­ ser zugewandten Versatz aufweisen,
• - und deren mittlere Leiterbahn (10) auf Höhe der beiden äu­ ßeren Verbindungsstellen (2, 3) jeweils einen von diesen abgewandten Versatz aufweist.

2. Integrierte Schaltung nach Anspruch 1, bei der Vielfache der drei elektrischen Verbindungsstellen (1, 2, 3) in der zweiten Richtung benachbart zueinander ange­ ordnet sind.

3. Integrierte Schaltung nach einem der vorstehenden Ansprü­ che, bei der die Leiterbahnen (10, 20, 30) im Bereich ihrer jewei­ ligen Verbindungsstelle (1, 2, 3) Bestandteil einer ersten Metallisierungsebene (M1) der Schaltung und im Bereich der anderen Verbindungsstellen Bestandteil einer zweiten Metalli­ sierungsebene (M2) der Schaltung sind.