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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Sicherungen auf integrierten
Leiterplatten und spezifisch Sicherungen mit gesteuerten und vorhersagbaren
Degradationsbereichen.
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Redundanz
in integrierten Schaltungsspeichern ist Teil der gegenwärtigen Strategie
bei der Chipherstellung, um die Ausbeute zu verbessern. Indem fehlerhafte
Zellen durch redundante oder Duplikatschaltungen auf den Chips ersetzt
werden, wird die Ausbeute bei integrierten Schaltungsspeichern signifikant
erhöht.
Die gegenwärtige
Praxis besteht darin, leitende Verbindungen (Sicherungen) zu trennen
oder durchzuschmelzen, wodurch die redundanten Speicherzellen anstelle
von nicht funktionierenden Zellen verwendet werden können. Bei
der Herstellung integrierter Schaltungen besteht die übliche Praxis
auch darin, Chips und Module kundenspezifisch herzustellen, um Chips
an spezifische Anwendungen anzupassen. Indem Sicherungen innerhalb einer
integrierten Schaltung mit mehreren potentiellen Verwendungen selektiv
durchgebrannt werden, kann ein einzelnes integriertes Schaltungsdesign wirtschaftlich
hergestellt und an eine Vielzahl von Kundeneinsätzen angepasst werden. In der
Regel sind in das integrierte Schaltungsdesign Sicherungen oder
durchschmelzbare Verbindungen integriert, und diese Sicherungen
werden selektiv durchgebrannt, indem beispielsweise ein elektrischer
Strom ausreichender Größe hindurchgeschickt
wird, um zu bewirken, dass sie öffnen.
Alternativ kann ein Strom, der schwächer ist als der Strom, der
erforderlich ist, um die Sicherung ganz durchzubrennen, an die Sicherung
angelegt werden, um die Sicherung zu degradieren und den Widerstand
durch die Sicherung zu erhöhen.
Der Prozess des selektiven Durchbrennens oder De gradierens von Sicherungen
wird oftmals als "Programmieren" bezeichnet. Eine
Alternative zum Durchbrennen von Sicherungsverbindungen mit einem
Strom besteht darin, über
jede Sicherung ein Fenster zu öffnen,
mit einem Laser die Sicherungen durchzubrennen und dann die Fenster
mit einer Passivierungsschicht zu füllen, wie aus
US 5,712,206 bekannt ist.
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Die 1a bis 1c zeigen
allgemein bei 10 eine herkömmliche Sicherung. Die 1a und 1b zeigen
eine Draufsicht auf bzw. einen Querschnitt durch eine herkömmliche
Sicherung vor dem Programmieren. 1 zeigt
den gleichen, in 1b gezeigten Querschnitt, nachdem
die Sicherung programmiert worden ist. Die Sicherung umfasst zwei Kontakte 16,
die mit einer leitenden Silizidschicht 14 in elektrischem
Kontakt stehen, die auf einer Polysiliziumschicht 18 angeordnet
ist. Die Sicherung ist im Allgemeinen von einer nicht gezeigten
isolierenden Passivierungsschicht bedeckt. Die Silizidschicht 14 und
die Polysiliziumschicht 18 sind in einem Stapel angeordnet,
der sich auf einer isolierenden Schicht 12 befindet. Die
isolierende Schicht 12 ist in der Regel eine Oxidschicht,
die selbst auf einem Substrat 20 abgeschieden oder aufgewachsen
worden ist. Das Substrat 20 ist in der Regel monokristallines
Silizium.
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Nunmehr
unter Bezugnahme auf 1b läuft ein durch die Sicherung
fließender
Strom im Allgemeinen von einem Kontakt 16 durch die Silizidschicht 14 zu
dem anderen Kontakt 16. Wenn der Kontakt auf einen Pegel
erhöht
wird, der den Schwellwertstrom der Sicherung übersteigt, schmilzt die Silizidschicht 14 und öffnet effektiv
die Schaltung. Die resultierende "durchgebrannte" Sicherung ist in 1c gezeigt.
Das geschmolzene Silizid bildet Agglomerationen 24 auf
beiden Seiten einer Diskontinuität 22.
Die in den 1a bis 1c gezeigte
Sicherung kann modifiziert werden, indem die Charakteristiken der
darunter liegenden Polysiliziumschicht 18 abgeändert werden.
Wenn die Polysiliziumschicht 18 stark dotiert ist (als
Beispiel), kann sie dann als ein höher ohmiger Weg dienen, durch
den Strom fließt, nachdem
in der Silizidschicht 14 eine Diskontinuität 22 erzeugt
worden ist.
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Das
oben beschriebene Sicherungsdesign gestattet jedoch keine zuverlässige Lokalisierung
der Diskontinuität 22 in
der Siliziumschicht. Da der Prozess des Schmelzens der Silizidschicht 14 eine
signifikante und möglicherweise
schädliche
Wärme erzeugt,
ist es wünschenswert,
den Bereich zu reduzieren, indem die Diskontinuität 22 potentiell
ausgebildet wird, um die zum Programmieren der Sicherung erforderliche
Energie zu reduzieren oder ansonsten das Potential für Beschädigung an
benachbarten Komponenten zu reduzieren, wenn die Sicherung programmiert
wird. Versuche, die Diskontinuität 22 in ein
vordefiniertes Gebiet der Silizidschicht 14 zu legen, haben
das Verengen von Gebieten des Silizids beinhaltet, um ein verengtes
Gebiet auszubilden (wodurch ein "Hals" entsteht). Alternativ
haben zu herkömmlichen
Versuchen, um Beschädigung
zu minimieren, die physische Isolierung oder den Einschluss der
Sicherung innerhalb der integrierten Schaltung gezählt.
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Herkömmliche
Sicherungsdesigns haben jedoch die unerwünschte Beschädigung nicht
eliminiert, die durch Durchbrennen einer Sicherung verursacht wird,
oder haben dem Endprodukt zusätzliche Kosten
oder unerwünschte
Designeigenschaften aufgeladen. Was in der Technik benötigt wird,
ist eine Sicherung, die derart hergestellt wird, dass das Programmieren
der Sicherung zu einem reproduzierbaren Degradieren und Schmelzen
der Silizid schicht 14 an einem definierten Punkt zwischen
den Kontakten 16 unter Verwendung von weniger Energie als
bei herkömmlichen
Techniken führt.
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KURZE DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
oben beschriebenen und weitere Nachteile des Stands der Technik
werden durch die Sicherungsstruktur von Anspruch 1 überwunden
oder gelindert, die folgendes umfasst: eine Polysiliziumschicht,
eine auf der Polysiliziumschicht angeordnete leitende Schicht und
eine auf der leitenden Schicht angeordnete Abdeckschicht, wobei
die Abdeckschicht ein erstes Material umfasst und ein Gebiet aus
Füllmaterial,
das ein Füllmaterial
umfasst, in dem ersten Material angeordnet ist, und wobei das Füllmaterial
mit der leitenden Schicht in Kontakt steht.
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Die
vorliegende Erfindung ist auch ein Verfahren nach Anspruch 12 zum
Herstellen der oben beschriebenen Sicherung. Der Prozess beinhaltet: Ausbilden
einer Polysiliziumschicht, Ausbilden einer leitenden Schicht auf
der Polysiliziumschicht, Ausbilden einer Abdeckschicht auf der leitenden
Schicht wobei die Abdeckschicht ein erstes Material umfasst, und
Maskieren mit einem ersten Fotolack, Strukturieren und Ätzen zum
Definieren eines Stapels, der die Polysiliziumschicht, die leitende
Schicht und die Abdeckschicht umfasst. Der Stapel wird dann mit
einem zweiten Fotolack maskiert, strukturiert und geätzt, um
eine Lücke
in der Abdeckschicht zu definieren. Dann wird die Lücke mit
einem Füllmaterial
gefüllt, um
ein Gebiet aus Füllmaterial
auszubilden, wobei das Gebiet des Füllmaterials mit der leitenden Schicht
in Kontakt steht.
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Die
oben beschriebenen und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung ergeben sich und werden verständlich für den Fachmann anhand der folgenden
ausführlichen
Beschreibung, Zeichnungen und beigefügten Ansprüche.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die
Einrichtung und das Verfahren der vorliegenden Erfindung werden
nun lediglich beispielsweise unter Bezugnahme auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben, die beispielhaft und nicht beschränkend sein
sollen, wobei gleiche Elemente in mehreren Figuren gleich nummeriert
sind. Es zeigen:
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1a eine
Draufsicht auf eine herkömmliche
Sicherung;
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1b einen
Querschnitt A-A' durch
die Sicherung von 1a;
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1c den
in 1b gezeigten Querschnitt, nach dem die Sicherung
programmiert worden ist;
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2 einen
Querschnitt durch eine Ausführungsform
der Sicherung der vorliegenden Erfindung, der die Integrierung eines
Füllmaterials
in eine Abdeckschicht zeigt;
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3a eine
Teildraufsicht auf die Sicherung von 2;
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3b eine
Teildraufsicht, die eine alternative Ausführungsform des Füllmaterials
der Abdeckschicht zeigt;
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4 eine
Draufsicht auf eine Ausführungsform
der Sicherung der vorliegenden Erfindung;
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5a einen
Querschnitt durch einen Sicherungsvorläufer, der die Ausbildung eines
Stapels zeigt;
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5b einen
Querschnitt durch einen Sicherungsvorläufer, der die Ausbildung und
Strukturierung einer Maskenschicht zeigt;
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5c einen
Querschnitt durch einen Sicherungsvorläufer, der das Ätzen eines
Gebiets der Abdeckschicht zeigt;
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5d einen
Querschnitt durch einen Sicherungsvorläufer, der die Ausbildung des
Füllmaterials in
der Abdeckschicht zeigt;
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5e einen
Querschnitt durch einen Sicherungsvorläufer, der die Ausbildung einer
Passivierungsschicht zeigt;
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5f einen
Querschnitt durch einen Sicherungsvorläufer, der den Vorläufer nach
dem Ätzen der
Passivierungsschicht und der Abdeckschicht zeigt, um einen Raum
für die
Ausbildung von Kontakten bereitzustellen;
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5g einen
Querschnitt durch eine Ausführungsform
der Sicherung der vorliegenden Erfindung;
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6 einen
Querschnitt durch eine andere Sicherung.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Es
wird hier eine Sicherung zur Verwendung in Elektronikschaltungen
beschrieben. Die Sicherung umfasst eine auf einer Polysiliziumschicht
angeordnete leitende Schicht und eine Abdeckschicht, die bevorzugt
ein erstes, relativ inertes Material mit einem Gebiet aus Füllmaterial
umfasst, das ein darin angeordnetes Füllmaterial umfasst. Zwei Kontakte
können in
elektrischem Kontakt mit der leitenden Schicht der Sicherung angeordnet
sein. Wenn die Sicherung programmiert wird, indem ein ausreichender
Strom durch die leitende Schicht geschickt wird, degradiert die
leitende Schicht bevorzugt und schmilzt in dem Gebiet unter dem
Gebiet aus Füllmaterial
der Abdeckschicht. Zu dieser lokalisierten Degradation kommt es,
weil sowohl die leitende Schicht durch selektives Entfernen der
Abdeckschicht für
sich beansprucht worden ist, und weil die Degradation der leitenden
Schicht unter dem Füllmaterial
verstärkt wird, das
in einer bevorzugten Ausführungsform
weniger inert ist als das erste, relativ inerte Material der Abdeckschicht.
Die leitende Schicht wird dadurch an einem Punkt direkt unter dem
Füllmaterial
der Abdeckschicht degradiert.
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2 zeigt
einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Sicherung der
vorliegenden Erfindung, die auf einem Substrat und Isolator liegt
und in einer Passivierungsschicht gekapselt ist, allgemein bei 100.
Die relative Dicke der in 2 und nachfolgenden
Figuren gezeigten Schichten sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu
gezeichnet und sind lediglich zu Zwecken der Veranschaulichung bestimmt.
Die Sicherungsstruktur kann auf einem beliebigen herkömmlichen
Bauelementsubstrat ausgebildet sein und ist bevorzugt auf einer
Oxidschicht 112 ausgebildet, die auf einer Substratschicht 114 ausgebildet
worden ist. Die Oxidschicht 112, bei der es sich um Silliziumdioxid
oder andere herkömmliche
Oxide und Isolatoren, die in der Technik bekannt sind, handeln kann,
weist eine ausreichende Dicke zum elektrischen Isolieren der Sicherung
auf. Die Oxidschicht 112 weist eine Dicke "t1" von etwa 2500 bis
etwa 4500 Angström
(Å) (10 Å = 1 nm)
in einer Ausführungsform
auf und kann über
thermische Oxidierung der darunter liegenden Substratschicht 114 oder
andere in der Technik wohl bekannte Techniken ausgebildet werden.
Die Substratschicht 114 kann unter anderen herkömmlichen
Substraten monokristallines Silizium sein. Die Sicherungsstruktur
wird mit der Ausnahme der Kontakte 106 in einer isolierenden Passivierungsschicht 116 gekapselt,
die unter anderen herkömmlichen
Materialien Siliziumdioxid sein kann. Die Passivierungsschicht 116 wird
mit einer Dicke "t5" ausgebildet, die
ausreicht, um eine Polysiliziumschicht 102, eine leitende
Schicht 104 und eine Abdeckschicht 110 zu kapseln
und die Sicherung gegenüber
elektrischer oder mechanischer Beschädigung zu schützen.
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Die
Sicherung selbst umfasst die Polysiliziumschicht 102, die
auf der Oxidschicht 112 angeordnet ist, eine leitende Schicht 104,
die auf der Polysiliziumschicht 102 angeordnet ist, und
eine Abdeckschicht 110, die auf der leitenden Schicht 104 angeordnet
ist. Ein Gebiet aus Füllmaterial 111 ist
innerhalb der Abdeckschicht 110 angeordnet. Zwei Kontakte 106 sind
bevorzugt in elektrischer Kommunikation mit der leitenden Schicht 104 der
Sicherung angeordnet, um einen direkten externen elektrischen Zugang
zu der Sicherung bereitzustellen, falls derartiger Zugang gewünscht wird. 3a zeigt
eine Draufsicht auf die Sicherung von 2, wobei
die Passivierungsschicht 116, die Oxidschicht 112 und das
Substrat 114 der Übersichtlichkeit
halber entfernt sind. Wie in 2 und 3a gezeigt
werden die Polysiliziumschicht 102, die leitende Schicht 104 und die
Abdeckschicht 110 zu einem Stapel ausgebildet und weisen
deshalb bei einer Ausbildungsform die gleiche Breite "w" und Länge "l" wie
einander auf.
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Bei
einer Ausführungsform,
bei der die Polysiliziumschicht 102, die leitende Schicht 104 und
die Abdeckschicht 110 jeweils ungefähr die gleiche Breite "w" und Länge "l" aufweisen,
wird eine Breite "w" bevorzugt, die so
klein ist wie die Untergrenze der Prozesstechnologie. Beispielsweise
können
die Polysiliziumschicht 102, die leitende Schicht 104 und die
Abdeckschicht 110 eine Breite "w" von
unter 0,50 Mikrometern aufweisen, wobei eine Breite "w" von unter 0,20 Mikrometern bevorzugt
wird. Die Länge "l" der Polysiliziumschicht 102,
der leitenden Schicht 104 und der Abdeckschicht 110 beträgt bei einer
Ausführungsform
zwischen dem 3- und 50-fachen
der Breite "w", wobei eine Länge "l" zwischen dem etwa 5- und etwa 10-fachen
der Breite "w" bevorzugt wird, obwohl
die Länge "l" je nach der Anwendung signifikant mehr
erhöht
werden kann.
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Bei
der Gestalt der Polysiliziumschicht 102, der leitenden
Schicht 104 und der Abdeckschicht 110 kann es
sich bei der Betrachtung der in 3a gezeigten
Draufsicht um eine beliebige Gestalt handeln, die sich eignet, um
für die
gewünschten
elektrischen Verbindungen durch die Kontakte 106 zu sorgen,
während
gleichzeitig ausreichend Platz für
das Gebiet aus Füllmaterial 111 in
der Abdeckschicht 110 bereitgestellt wird. Zu Beispielen
zählen
unter anderem Gestalten mit vergrößerten Bereichen um die Kontakte 106 herum
und Gestalten, die von den Bereichen um die Kontakte 106 herum
sich zu dem Bereich zwischen den Kontakten 106 verjüngen. Der Fachmann
realisiert, dass viele weitere Gestalten möglich sind.
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Die
Polysiliziumschicht 102 ist auf der Oxidschicht 112 angeordnet
und kann eine beliebige Dicke aufweisen, die sich eignet, um die
leitende Schicht 104 zu tragen, je nach der Anwendung,
wobei eine Dicke "t2" von etwa 2000 A
(Angström)
bis etwa 3000 A bevorzugt wird, und eine Dicke von etwa 2300 A bis
etwa 2700 A besonders bevorzugt wird. Die Polysiliziumschicht 102 kann
eine Dotierung vom p-Typ, vom n-Typ oder keine Dotierung aufweisen und
einen Flächenwiderstand,
der ausreicht, um einen unerwünschten
Stromfluss nach dem Programmieren der Sicherung zu verhindern. Ein
Widerstand von über
etwa 100 Ohm pro Quadrat wird bevorzugt, wobei größer als
etwa 500 Ohm pro Quadrat besonders bevorzugt wird.
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Die
leitende Schicht 104 ist auf der Polysiliziumschicht 102 ausgebildet.
Die leitende Schicht 104 kann aus einem beliebigen Material
mit ausreichend niedrigem Widerstand bestehen, das mit der Sicherungsumgebung
kompatibel ist und das während
der Verarbeitung auf der Polysiliziumschicht 102 ausgebildet
werden kann. Bei der leitenden Schicht 104 kann es sich
um ein Metallsilizid wie etwa Cobaltsilizid, Titansilizid, Wolframsilizid,
Tantalsilizid und Platinsilizid handeln, einschließlich Material,
das mindestens eines der vorausgegangenen enthält, und dergleichen, unter
anderem, wobei Cobaltsilizid, Wolframsilizid und Titansilizid bevorzugt
sind. Die leitende Schicht 104 weist eine Dicke "t3" auf, die ausreicht,
um einen leitenden Weg bereitzustellen, während sie zum Programmieren
keinen übermäßigen Strom
erfordert. Bei einer Ausführungsform
besteht die leitende Schicht 104 aus Metallsilizid wie
etwa Cobaltsilizid mit einer Dicke "t3" von
etwa 200 A bis etwa 300 A, wobei eine Dicke von etwa 225 A bis etwa
275 A bevorzugt wird, und einem Flächenwiderstand von unter etwa
15 Ohm pro Quadrat, wobei ein Flächenwiderstand
von unter etwa 10 Ohm pro Quadrat bevorzugt wird.
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Die
Abdeckschicht 110 umfasst ein erstes Material, bei dem
es sich um ein beliebiges gewöhnliches
Material handeln, das die darunter liegende leitende Schicht 104 tragen
kann und das lokalisierte Beanspruchungskonzentrationen in der darunter
liegenden leitenden Schicht 104 erzeugt, wenn es während der
Verarbeitung ausreichend geätzt
wird. Das erste Material der Abdeckschicht 110 ist bevorzugt unterstützend, weil
das Entfernen der Unterstützung von
der leitenden Schicht 110 in einem lokalisierten Bereich
der Abdeckschicht 110 die Beanspruchungskonzentrationen
in der darunter liegenden leitenden Schicht 104 erzeugt.
Die dadurch erzeugten Beanspruchungskonzentrationen führen zu
einer bevorzugten Degradation der leitenden Schicht 104 bei den
Beanspruchungskonzentrationen.
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Zudem
umfasst die Abdeckschicht 110 bevorzugt ein relativ inertes
Material als das erste Material. Das für die Abdeckschicht 110 verwendete
erste Material ist bevorzugt relativ inert, weil, wenn ein relativ
weniger inertes Material später
im Gebiet des Füllmaterials 111 verwendet
wird, das relativ weniger inerte Füllmaterial die Degradationsrate
in dem Gebiet der leitenden Schicht 110 unter dem Gebiet
aus Füllmaterial 111 relativ
zu der Degradationsrate des Rests der leitenden Schicht 104 erhöht, der
unter dem relativ inerten ersten Material der Abdeckschicht 110 liegt.
Das erste Material der Abdeckschicht 110 kann ein Nitrid
umfassen, wie es normalerweise als eine Ätzmittelbarriere während der
herkömmlichen Chipherstellung
abgeschieden wird.
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Das
Gebiet aus Füllmaterial 111 der
Abdeckschicht 110 kann ein beliebiges herkömmliches
Material umfassen, das eine geätzte
Lücke in
der Abdeckschicht 110 füllen
und die leitende Schicht 104 bedecken kann. Bevorzugt umfasst
das Gebiet aus Füllmaterial 111 wie
unten erörtert
ein Füllmaterial, das
weniger inert ist als das relativ inerte erste Material, mit dem
die Abdeckschicht 110 ausgebildet wird. Beispielsweise
kann das Füllmaterial
einen niedrigen K-Wert aufweisendes Silizium ("SiLK")
umfassen, ein Material, das relativ lose gebundenen Sauerstoff oder
Stickstoff, Siliziumdioxid, Siliziumoxynitrid, Aufschleuderglasmaterialien,
Silikate und Fluorosilikate, unter anderem, und Kombinationen einschließlich mindestens
eines der vorausgegangenen umfasst.
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Die
Abdeckschicht 110 weist eine Dicke "t4" auf,
die ausreicht, damit das Gebiet des Füllmaterials 111 den Widerstand
der darunter liegenden leitenden Schicht 104 während des
Programmierens differentiell abändern
kann. Beispielsweise umfasst bei einer Ausführungsform die Abdeckschicht 110 eine
Nitridätzmittelbarriere
als das erste Material, und die Abdeckschicht 110 weist
eine Dicke von etwa 200 A bis etwa 400 A auf, wobei eine Dicke "t4" von etwa 250 A bis
etwa 350 A bevorzugt wird. Das Gebiet aus Füllmaterial 111 der
Abdeckschicht 110 kann eine Dicke aufweisen, die von dem
Rest der Abdeckschicht 110 verschieden ist, wobei bei einer
Ausführungsform
im Wesentlichen ähnliche
Dicken bevorzugt werden. Bevorzugt kann sich das Gebiet aus Füllmaterial 111 über die
Breite "w" der Abdeckschicht 110 erstrecken,
wie in 3a gezeigt, oder es kann innerhalb
der Abdeckschicht angeordnet sein, wie in 3b gezeigt.
Das Gebiet aus Füllmaterial 111 kann
in einer beliebigen Gestalt ausgebildet sein, von denen zwei in 3a und 3b zu
sehen sind, wobei eine im Wesentlichen rechteckige Gestalt bevorzugt
wird. Zudem kann das Gebiet aus Füllmaterial 111 an
einer beliebigen Stelle entlang der Länge "l" der
Abdeckschicht 110 zwischen den Kontakten ausgebildet sein,
wobei eine Stelle ungefähr
in der Mitte der Schicht (wie in 3a und 3b gezeigt)
bevorzugt wird.
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Die
Kontakte 106 sind an gegenüberliegenden Enden der Sicherung
angeordnet und sind an die leitende Schicht 104 gekoppelt,
um eine elektrische Verbindung zwischen der Sicherung und einer
externen Einrichtung oder zwischen der Sicherung und anderen Komponenten
in der gleichen integrierten Schaltung bereitzustellen. Die Kontakte 106 können mit
Metallzwischenverbindungsleitungen verbunden sein, so dass auf die
Sicherung zur Programmierung zugegriffen werden kann. Die Kontakte 106 können aus
einem beliebigen herkömmlichen
leitenden Material hergestellt sein, das sich zur Verwendung in integrierten
Schaltungen eignet, wie etwa Wolfram. Alternativ können die
Zwischenverbindungsleitungen ausgebildet werden, um die leitende
Schicht 104 direkt zu kontaktieren, wobei dann die Abschnitte
der Zwischenverbindungsleitungen unter der Oberfläche der
Passivierungsschicht 116 die Kontakte 106 sind.
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Wenngleich
die 2, 3a und 3b eine
Ausführungsform
der Sicherung der vorliegenden Erfindung darstellen, in der zwei
Kontakte 106 vorgesehen sind, kann an beiden Enden der
Sicherung eine beliebige Anzahl von Kontakten 106 vorgesehen
werden, um die Funktionalität
oder Programmierung zu erleichtern. 4 zeigt
eine alternative Ausführungsform,
bei der mehrere Kontakte 118 auf einer Sicherung vorgesehen
sind. Wie in 4 gezeigt, wurde die Breite "w2" an beiden Enden
der Sicherung vergrößert, um
die mehreren Kontakte 118 aufzunehmen. Die eigentlichen
Abmessungen der Kontaktgebiete sind für das ordnungsgemäße Funktionieren
der Sicherung unkritisch, und viele Alternativen können implementiert
werden, um die Bedürfnisse
einer beliebigen bestimmten Anwendung zu erfüllen.
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Die 5a bis 5g veranschaulichen eine
Ausführungsform
des Verfahrens, über
das die oben beschriebene Sicherung hergestellt werden kann. 5a ist
ein Querschnitt durch einen Vorläufer
der Sicherung von einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, nachdem mehrere vorläufige Herstellungsschritte
ausgeführt
worden sind. Insbesondere sind die folgenden Schritte oder ihr Äquivalent
unter Verwendung von in der Technik wohlbekannten Verfahren ausgeführt worden:
Die Polysiliziumschicht 102 ist auf der Oxidschicht 112 abgeschieden
worden, die leitende Schicht 104 ist auf der Polysiliziumschicht 102 abgeschieden
worden, das erste Material der Abdeckschicht 110 ist auf
der leitenden Schicht 102 abgeschieden worden, der resultierende
dreischichtige Stapel ist mit einer nicht gezeigten ersten Schicht
aus Fotolack bedeckt worden, der Fotolack wurde strukturiert, der
dreischichtige Stapel wurde geätzt
und der Fotolack wurde entfernt, um die in 5a gezeigte
Struktur zu erhalten.
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5b zeigt
den Sicherungsvorläufer
von 5a, nachdem eine zweite Schicht aus Fotolack 122 ausgebildet
und strukturiert worden ist, um ein Gebiet der Abdeckschicht 110 durch
ein Fenster 124 in dem Fotolack 122 offen zu legen. 5c zeigt, dass
der Sicherungsvorläufer
von 5b einem Ätzprozess
unterzogen wird, bei dem es sich um eine beliebige herkömmliche Ätztechnik
wie etwa reaktives Ionenätzen
handeln kann, um den exponierten Abschnitt der Abdeckschicht 110 zu
entfernen. Nach dem Ätzen
ist eine Lücke 120 in
der Abdeckschicht 110 definiert. Da die lokale Stütze der
leitenden Schicht 104 durch die Abdeckschicht 110 in
dem Gebiet der Lücke 120 entfernt
worden ist, weisen die Bereiche der leitenden Schicht 104 unter
den Rändern der
Lücke 120 eine
Beanspruchungskonzentration auf (in 5c durch
die mit "C" bezeichneten Kreise gezeigt).
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Wie
oben erörtert
kann die Lücke 120 mit
einem beliebigen geeigneten Material gefüllt werden und wird bevorzugt
mit einem Füllmaterial
gefüllt,
das relativ weniger inert ist als das zuvor zur Ausbildung der Abdeckschicht 110 abgeschiedene
erste Material. Die Lücke 120 kann
vor oder nach dem Entfernen des Fotolacks 122 gefüllt werden.
Zum Ausbilden des Gebiets aus Füllmaterial 111 in
der Lücke 120 kann eine
beliebige Auftragstechnik verwendet werden, die die darunter liegende
leitende Schicht 104 nicht beschädigt. Beispielsweise kann SiLK
durch das Fenster 124 des Fotolacks 122 in die
Lücke 120 in der
Abdeckschicht 110 abgeschieden werden, um das Gebiet aus
Füllmaterial 111 auszubilden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform
wird der Fotolack 122 entfernt und SiLK wird über in der
Technik wohl bekannte Verfahren wie etwa Aufschleudertechniken aufgebracht,
um das Gebiet aus Füllmaterial 111 auszubilden.
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5d zeigt
den Sicherungsvorläufer
nach der Ausbildung des Gebiets aus Füllmaterial 111 und dem
Entfernen der zweiten Schicht aus Fotolack 122. 5e zeigt
den Vorläufer
von 5d nach der Ausbildung einer Passivierungsschicht 116. 5f zeigt den
Sicherungsvorläufer
nach Aufbringen und Strukturieren einer dritten Schicht aus Fotolack 128 und Ätzen der
Passivierungsschicht 116 und der Abdeckschicht 110 in
den exposierten Gebieten, um Kontaktbereiche 130 auszubilden.
Die Ausbildung von Kontakten 106 in den Kontaktbereichen
erfolgt unter Einsatz herkömmlicher
Techniken, und die dritte Schicht aus Fotolack 128 wird
entfernt, damit man die endgültige
Sicherungsausführungsform
erhält,
wie in 5g gezeigt. Wenn ein ausreichender
Programmierstrom durch die leitende Schicht 104 geschickt wird,
degradiert die leitende Schicht 104 bevorzugt unter dem
Gebiet des Füllmaterials 111,
sowohl weil die Stütze
der Abdeckschicht 110 während
des Ätzschritts
der Abdeckschicht 110 entfernt wurde als auch weil die
leitende Schicht 104 unter dem relativ weniger inerten
Füllmaterial
schneller degradiert.
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Bei
einer weiteren Sicherung kann die in der Abdeckschicht 110 während des Ätzens ausgebildete
Lücke 120 nach
dem Ätzen
ungefüllt
bleiben und wie in 6 gezeigt später mit dem Material ausgefüllt werden,
das während
der Ausbildung der Passivierungsschicht 116 zum Ausbilden
der Passivierungsschicht 116 verwendet wird. In diesem
Fall kann es sich bei dem Gebiet aus Füllma terial 111' um beliebiges
herkömmliches
Passivierungsmaterial wie etwa Siliziumnitrid, Siliziumdioxid oder
Kombinationen handeln, die mindestens eines der vorausgegangenen
umfassen. Bei dieser Sicherung wird eine Lokalisierung des Sicherungsdurchbrenngebiets
durch die Einführung
von Beanspruchungskonzentrationen in der leitenden Schicht 104 während des Ätzens der Abdeckschicht
erzielt, ohne den zusätzlichen
Effekt eines differentiellen inerten Charakters zwischen dem ersten
Material der Abdeckschicht 110 und dem Füllmaterial
in dem Gebiet aus Füllmaterial 111'. Die Herstellung
und Abmessungen dieser Sicherung sind jene, die oben für die vorherigen
Ausführungsformen angegeben
sind.
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Die
Sicherung der vorliegenden Erfindung gestattet, Sicherungen in integrierte
Schaltungen aufzunehmen, die in einem vorhersagbaren Gebiet unter
Verwendung weniger Energie "durchbrennen" und somit mit geringerer
Wahrscheinlichkeit eine Bestätigung
an benachbarten Strukturen und Einrichtungen als herkömmliche
Sicherungen verursachen. Zudem wird die Notwendigkeit, die Sicherungsstruktur
zu isolieren, eliminiert und das Programmieren ist zuverlässiger,
vorhersagbarer und effizienter.