-
GEBIET DER
ERFINDUNG
-
Diese
Erfindung betrifft allgemein integrierte Halbleiterschaltungen.
Diese Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Trimmen
einer Schmelzverbindung in einer integrierten Schaltung, die Schmelzverbindungen
enthält,
welche verwendet werden, um ausgewählte Merkmale in die integrierte Schaltung
zu programmieren, nachdem die Herstellung der betriebswirksamen
Schaltungen abgeschlossen ist, jedoch bevor die integrierte Schaltung ihre
abschließenden
Schutzbeschichtungen empfängt.
-
BESCHREIBUNG
DES STANDS DER TECHNIK
-
Die
Schmelzverbindungen programmieren selektiv Merkmale, wie die Redundanz
in dynamischen Direktzugriffsspeicherteilen (DRAMs), Spannungsoptionen,
Gehäuse-Stiftausgangsoptionen oder
andere Optionen, deren Implementation vom Hersteller gewünscht wird,
nachdem die betriebswirksamen Schaltungen im wesentlichen fertiggestellt
wurden, jedoch bevor die abschließenden Verarbeitungsschritte
ausgeführt
werden. Dies hilft dem Hersteller, die Ausbeute zu erhöhen, oder
dies erleichtert die Verwendung einer Grundkonstruktion für mehrere
verschiedene Endprodukte.
-
Die
Programmierung geschah häufig
unter Verwendung der Strahlungsenergie eines Laserstrahls. Der Laserstrahl
wird durch einen verdünnten Abschnitt
einer transparenten Oxidmaterialschicht gerichtet, um einen dünnen Schmelzverbindungsabschnitt
einer vom Halbleitersubstrat getragenen leitenden Schicht zu erwärmen und
zu öffnen.
Typischerweise wird das Halbleitersubstrat so verarbeitet, daß es gewünschte Störstellen
aufweist und gewünschte
Schichten von Isoliermaterial und leitendem Material trägt, um die
betriebswirksamen Schaltungen zu bilden. Die betriebswirksamen Schaltungen
werden dann elektrisch getestet, und alle gewünschten Optionen, wie die Verwendung
redundanter Schaltungen für
nicht betriebswirksame Schaltungen, werden unter Verwendung eines
Laserstrahls, der eine bestimmte Schmelzverbindung oder bestimmte
Schmelzverbindungen öffnet,
in das Teil einprogrammiert.
-
Schmelzverbindungen
wurden häufig
als Teil einer leitenden Schicht innerhalb des über dem Halbleitersubstrat
gebildeten Schichtstapel gebildet. Insbesondere wird zwischen dem
Substrat und den Schmelzverbindungen eine dicke Oxidschicht gebildet.
Die untere Ebene des leitenden Materials wird strukturiert, um gewünschte Leiterbahnen
und dünne Schmelzverbindungen
zu bilden. Die über
der unteren Ebene des leitenden Materials gebildeten Schichten aus
leitendem Material vermeiden sorgfältig das Überlagern der Schmelzverbindungsabschnitte,
so daß der
Laserstrahl von oben Zugang zu den Schmelzverbindungen erhalten
kann. Gegenwärtig werden
oberhalb der unteren Schicht des leitenden Materials bis zu drei
Schichten des leitenden Metallmaterials verwendet.
-
In
einem Fall werden als ein letzter Herstellungsschritt die abschließend aufgebrachten
Beschichtungen aus schützendem
Oxidnitrid und PIXTM über dem ganzen Substrat strukturiert
und entfernt, um Zugang zu den Bondkontaktstellen und allen Schmelzverbindungen
bereitzustellen. Der Laserstrahl wird auf eine ausgewählte Schmelzverbindung oder
auf ausgewählte
Schmelzverbindungen heruntergerichtet, um die Verbindungen zu erwärmen und zu öffnen. Es
werden über
dem zum Zugriff auf alle Schmelzverbindungen geöffneten Bereich keine weiteren
Beschichtungen aufgebracht. In diesem Fall wird nur ein teurer Photolithographie-Prozeßschritt verwendet,
um auf alle Schmelzverbindungen gleichzeitig zuzugreifen, wobei
die Bondkontaktstellen geöffnet
werden, jedoch die Schmelzverbindung und die leitenden Materialien
von der geöffneten Schmelzverbindung
ohne Abdichtungen gegen Feuchtigkeit den Elementen ausgesetzt sind.
Das freigelegte leitende Material in der Art eines Metalls kann
korrodieren und zu Zuverlässigkeitsproblemen führen. Eine
Lösung
hierfür
besteht darin, eine Schutzstruktur in der Art des Rands einer Ritzlinie
bereitzustellen, hierfür
sind jedoch größere Schmelzverbindungsbereiche
erforderlich, wodurch die Chipgröße und die
Herstellungskosten erhöht
werden.
-
In
einem anderen Fall werden die Oxidschichten über der Schmelzverbindung strukturiert und
geätzt,
um Zugang zu allen Schmelzverbindungen bereitzustellen, bevor die
schützenden Überzüge aufgebracht
werden. Der Laserstrahl wird dann verwendet, um die ausgewählten Schmelzverbindungen
zu öffnen.
Die schützenden
Beschichtungen aus Oxidnitrid und PIXTM werden
dann aufgebracht, um die geöffneten
Schmelzverbindungen abzudichten, und photolithographisch strukturiert,
um die Bondkontaktstellen freizulegen. In diesem Fall werden die geöffneten
Schmelzverbindungen gegen die Elemente abgedichtet, es ist hierbei
jedoch der zusätzliche
Prozeßschritt
des Strukturierens und Ätzens
zum Zugreifen auf die Schmelzverbindungen zusätzlich zum Strukturieren und Ätzen der
schützenden Überzüge zum Zugreifen
auf die Bondkontaktstellen erforderlich. Hierdurch werden die Herstellungskosten
erhöht.
-
In
EP-A-0 618 620 ist eine Schmelzverbindungsstruktur offenbart, die
durch Durchbrennen mit einem Überstrom
programmiert wird. Die Schmelzverbindung, die in Form eines Fadens
vorliegt, ist in einer Metallisierungsschicht über einer Isolatorschicht ausgebildet,
in der sich ein Höcker
befindet. Die Dicke des Fadens ist an der Wand des Höckers geringer,
und dies ist die Stelle, an der die Schmelzverbindung durchbrennt.
Weiterhin ist die Tendenz der Verbindung, sich mit der Zeit wieder
zu bilden, reduziert.
-
US-A-5
025 300 ist eine Schmelzverbindungsstruktur offenbart, bei der die
in der ersten oder der zweiten Metallschicht gebildeten Schmelzverbindungen
mit Laserlicht durchgebrannt werden. Gemäß einer Ausführungsform
wird das Zwischenschichtoxid geätzt,
um eine Schmelzverbindung auf der zweiten Metallschicht freizulegen,
und es wird über
der ganzen Oberfläche
des Chips eine dünne Oxidschicht
aufwachsen gelassen. Schmelzverbindungen werden dann mit Laserlicht,
das durch die dünne
Schicht hindurchtritt, durchgebrannt. Der dünne Isolator schützt die
Leiter der zweiten Metallschicht vor den gebildeten Rückständen. Die
Rückstände werden
dann durch Reinigen entfernt, und Siliciumnitrid oder Siliciumdioxid
wird aufgebracht, um den Chip zu schützen.
-
In
IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 31, Nr. 12, Mai 1989, S.
93, "Process and
structure for laser fuse blowing" ist
ein Verfahren zum Durchbrennen einer Schmelzverbindung auf einer
integrierten Schaltung beschrieben, bei dem Schmelzverbindungen
auf eine Isolierschicht aufgebracht werden und sie mit einer aufschmelzbaren
Glasschicht bedeckt werden. Die aufschmelzbare Glasschicht ist für Laserlicht
transparent. Eine erste Metallisierungsschicht wird über dem
Glas gebildet und strukturiert, wobei ein Bereich über den
Schmelzverbindungen verbleibt. Eine andere Isolatorschicht und eine
zweite Metallisierungsschicht werden dann mit weiteren sich darüber befindenden
Isolationsschichten aufgebracht. In einem Ätzschritt werden Bondkontaktstellen
auf der zweiten Metallisierungsschichtfreilegende Löcher und
Löcher über den Schmelzverbindungen
gebildet, wobei der Abschnitt der ersten Metallisierungsschicht über den
Schmelzverbindungen als ein Ätzstopp
wirkt. Dieser Abschnitt der ersten Metallisierungsschicht wird dann
entfernt, und die Schmelzverbindungen werden unter Verwendung von
Laserlicht, das durch das aufschmelzbare Glas hindurchtritt, durchgebrannt.
-
In
US-A-5 252 844 ist eine Schmelzverbindungsstruktur zum Ermöglichen
einer freien Wortleitung in einem RAM-Chip offenbart. Die Schmelzverbindung
besteht aus Metallsilicid oder Metallpolycid über einem die aktiven Bereiche
des Chips bedeckenden Isolator. Die Schmelzverbindung wird dann mit
einer zweiten Isolierschicht bedeckt, auf die eine Metallschicht
aufgebracht wird, welche zur Bildung von Zwischenverbindungen und
der Bondkontaktstellen strukturiert wird. Darüber wird ein Schutzfilm aus
Siliciumoxid oder Siliciumnitrid abgeschieden und darin Öffnungen
gebildet, wodurch die Bondkontaktstellen und der Bereich der zweiten
Isolierschicht, der sich über
der Schmelzverbindung befindet, freigelegt werden. Wenn eine Bondkontaktstelle
während
des Testens geprüft
wird, wird die Schaltung durch den schützenden Film vor Metall geschützt, das
durch die Sonde von der Bondkontaktstelle abgeschabt wird. Laserlicht
wird durch die Öffnung
auf die Schmelzverbindungen und die transparente zweite Isolierschicht
fallen gelassen, um die Schmelzverbindung durchzubrennen.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist ein Verfahren zum Trimmen einer Schmelzverbindung auf
einer integrierten Schaltung vorgesehen, welches die folgenden Schritte
aufweist:
Bilden einer Schmelzverbindung über einem Halbleitersubstrat,
Aufbringen
einer Schicht aus Oxidmaterial über
der Schmelzverbindung, wobei das Oxidmaterial für ausgewählte Strahlungsenergie im wesentlichen
transparent ist, und
selektives Richten der ausgewählten Strahlungsenergie
durch das Oxidmaterial auf die Schmelzverbindung, um das Material
der Schmelzverbindung zu erwärmen,
dadurch
gekennzeichnet, daß
die
Schmelzverbindung in dem strukturierten Metall der obersten Ebene
gebildet wird, das über
dem Halbleitersubstrat ausgebildet ist, und
daß das Verfahren
den Schritt des Ausführens
eines unstrukturierten Ätzens
des Oxidmaterials vor dem Richten der Strahlungsenergie, um eine
gewünschte Dicke
des die Schmelzverbindung bedeckenden Oxidmaterials zurückzulassen,
aufweist.
-
Gemäß einer
Ausführungsform
macht die Erfindung einen Strukturier- und Ätz-Photolithographieschritt
beim Zugreifen auf die Schmelzverbindungen und Öffnen der Bondkontaktstellen überflüssig. Die
Schmelzverbindung und die Bondkontaktstelle werden in der obersten
Schicht aus leitendem Metallmaterial gebildet. Die Schmelzverbindung
tritt am Boden einer während
der Verarbeitung hergestellten Stufe in einem isolierenden Material
auf, und die Bondkontaktstelle tritt im Isoliermaterial auf einer etwas
höheren
Ebene über
der Schmelzverbindung auf. Ein Verkappungsoxid wird dann sowohl über der Schmelzverbindung
als auch über
der Bondkontaktstelle aufgebracht. Das Verkappungsoxid wird planarisiert
und unstrukturiert geätzt,
um die Oberfläche der
Bondkontaktstelle freizulegen, während
die Schmelzverbindung mit einer gewünschten Dicke des Oxidmaterials
bedeckt bleibt. Hierdurch werden ohne einen kostspieligen Prozeßschritt
eine freigelegte Bondkontaktstelle und eine abgedeckte Schmelzverbindung
erhalten.
-
Das
teilweise fertige Teil kann dann elektrisch getestet werden, und
es kann durch das Oxid eine Schmelzprogrammierung ausgeführt werden, bevor
das schützende
Oxidnitrid und das schützende PIXTM aufgebracht, strukturiert und schließlich geätzt werden,
um die Bondkontaktstellen freizulegen.
-
Die
abwärts
gerichtete Stufe in der Isolierschicht, welche die Schmelzverbindung
trägt,
kann durch Anheben des Bondkontaktstellen-Abschnitts unter Verwendung einer zusätzlichen
zugrundeliegenden Schicht gebildet werden. Beispielsweise kann unter
dem für
die Bondkontaktstelle zu verwendenden Bereich eine Gruppe von Speicherzellen
gebildet werden. Alternativ kann eine unter der Schmelzverbindung
liegende Schicht entfernt werden.
-
Alternativ
können
die Schmelzverbindung und die Bondkontaktstelle auf der gleichen
Ebene gebildet werden. In einem dieser Fälle wird das auf die Schmelzverbindung
und die Bondkontaktstelle aufgebrachte Verkappungsoxid durch die
mechanische und elektrische Beanspruchung einer Sondennadel, die
die Bondkontaktstelle berührt,
um das elektrische Testen auszuführen,
von der Bondkontaktstelle entfernt. In einem anderen dieser Fälle wird
die Bondkontaktstelle mit feinen Schlitzen versehen und das Verkappungsoxid
mit einer ECR-Oxidabscheidungstechnik aufgebracht, wobei das Oxidätzen die Schmelzverbindung
bedeckt läßt, während das
leitende Material der Bondkontaktstellen freigelegt wird. In diesen
beiden Fällen
ist die Stufenbildung nicht erforderlich, und das Freilegen der
Bondkontaktstelle, während
die Schmelzverbindung mit abgeschiedenem Verkappungsoxid bedeckt
gehalten wird, kann mit nur einem Abscheidungsprozeß erreicht
werden.
-
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
Die 1a und 1b sind stilisierte vertikale Schnittansichten
einer integrierten Schaltung mit einer bekannten Schmelzverbindungskonfiguration während bzw.
nach dem Anwenden des Laserstrahls auf die Schmelzverbindung,
-
die 2a und 2b sind stilisierte vertikale Schnittansichten
einer integrierten Schaltung mit einer bekannten Schmelzverbindungskonfiguration während bzw.
nach dem Anwenden des Laserstrahls auf die Schmelzverbindung,
-
die 3a und 3b sind stilisierte vertikale Schnittansichten
einer integrierten Schaltung mit einer Schmelzverbindungskonfiguration
gemäß der beanspruchten
Erfindung während
bzw. nach dem Anwenden des Laserstrahls auf die Schmelzverbindung,
-
die 4a, 4b und 4c sind
stilisierte seitliche Schnittansichten, in denen die Prozeßschritte
zur Bildung einer Stufe dargestellt sind,
-
die 5a, 5b und 5c sind
stilisierte seitliche Schnittansichten, in denen die Prozeßschritte
einer ersten Planarisierprozedur dargestellt sind,
-
die 6a, 6b und 6c sind
stilisierte seitliche Schnittansichten, in denen die Prozeßschritte
einer zweiten Planarisierprozedur dargestellt sind,
-
die 7a und 7b sind stilisierte seitliche Schnittansichten,
in denen die Bondkontaktstelle und die Schmelzverbindung auf derselben
Ebene dargestellt sind,
-
die 8a und 8b sind stilisierte seitliche Schnittansichten,
in denen das Bilden einer Stufe über
einer Blind-Speicherzellenstruktur dargestellt ist, und
-
die 9a, 9b und 9c sind
stilisierte seitliche Schnittansichten, in denen die Prozeßschritte
zum Bilden der Bondkontaktstelle und der Schmelzverbindung auf derselben
Ebene dargestellt sind.
-
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG
-
In 1 weist die integrierte
Schaltung 10 ein Substrat 12 auf, das nach Wunsch
gebildete Störstellen 14 enthält. Oberhalb
der oberen Fläche
des Substrats 12 wird eine erste leitende Schicht aus Polysiliciummaterial
strukturiert und geätzt,
um eine Schmelzverbindung 16 zu bilden. Geeignete isolierende
Materialien werden zwischen der ersten leitenden Polysiliciumschicht
und der oberen Fläche
des Substrats 12 gebildet, um die Schmelzverbindung 16 vom
Substrat 12 zu isolieren. Es werden auch andere Prozeßschritte
ausgeführt,
um nach Wunsch andere Schaltungsbestandteile zu bilden.
-
Oberhalb
der Ebene der Schmelzverbindung 16 wird eine erste Ebene
aus Metallmaterial 18 strukturiert und geätzt, um
gewünschte
Leiterbahnen zu bilden. Wiederum kann zwischen der Ebene der Schmelzverbindung 16 und
dem ersten Metallmaterial 18 eine Schicht aus isolierendem
Material gebildet werden, um das Polysiliciummaterial der Schmelzverbindung 16 von
dem leitenden Metallmaterial 18 zu isolieren. Oberhalb
der ersten Ebene aus Metallmaterial 18 wird eine zweite
Ebene aus Metallmaterial 20 strukturiert und geätzt, um
gewünschte
Leiterbahnen in der integrierten Schaltung 10 zu bilden.
Eines der in der zweiten Ebene aus Metallmaterial 20 strukturierten
und geätzten
Merkmale ist eine Bondkontaktstelle 22. Zwischen den Störstellen 14,
der ersten Ebene aus Metallmaterial 18 und der zweiten Ebene
aus Metallmaterial 20 können
nach Wunsch Kontaktlöcher 24 gebildet
werden, um die Leiterbahnen in den Ebenen aus leitendem Material,
ob Polysilicium oder ein Metall, wie Aluminium, vertikal miteinander
zu verbinden.
-
Oberhalb
der zweiten Ebene aus Metallmaterial 20 wird ein Verkappungsoxidmaterial 26 gebildet
und nachfolgend durch eine schützende
Oxidnitridschicht 28 und eine PIXTM-Schicht 30 abgedeckt. Die
Verkappungsoxidschicht 26, die schützende Oxidnitridschicht 28 und
das PIXTM-Material 30 dienen dem Überziehen
und Schützen
des oberen Teils der integrierten Schaltung vor solchen Elementen wie
Feuchtigkeit.
-
Nachdem
diese Schichten auf der integrierten Schaltung 10 gebildet
worden sind, werden die Verkappungsoxidschicht 26, die
schützende
Oxidnitridschicht 28 und die PIXTM-Schicht 30 durch
Strukturieren und Ätzen
einer Photoverarbeitung unterzogen, um sie von der oberen Fläche der
Bondkontaktstelle 22 zu entfernen und eine Öffnung 32 oberhalb der
Schmelzverbindung 16 zu bilden. Ein Laserstrahl wird auf
ausgewählte
Schmelzverbindungen 16 gerichtet, um alle elektrischen
Verbindungen zwischen den beiden Enden der Schmelzverbindung zu
erwärmen
und zu öffnen.
Hierdurch wird die integrierte Schaltung für eine zuvor beschriebene gewünschte Arbeitsweise
programmiert.
-
In 1b ist die Schmelzverbindung 16 geöffnet, und
es werden auf den oberen Teil der integrierten Schaltung 10 keine
weiteren Schichten aufgebracht oder darauf gebildet. Hierdurch bleibt
die geöffnete
Schmelzverbindung 16 dem Eindringen von Feuchtigkeit ausgesetzt,
und es können
sich die vorstehend erklärten
Zuverlässigkeitsprobleme
ergeben.
-
Wenngleich
dies nicht spezifisch dargestellt ist, wurden in 2a alle vorstehend in 1a beschriebenen Schichten bis zur Verkappungsoxidschicht 26 gebildet.
Ein Photoverarbeitungsschritt zum Strukturieren und Ätzen wurde
ausgeführt,
um eine Öffnung 34 zum
Zugreifen auf die Schmelzverbindung 16 zu bilden. Ein Laserstrahl 36 wird
dann auf ausgewählte
Schmelzverbindungen 16 gerichtet, um sie zu öffnen. In 2b werden die schützende Oxidnitridschicht 28 und
die PIXTM-Schicht 30 nach dem Programmieren
der Schmelzverbindung 16 auf die integrierte Schaltung 10 aufgebracht
und strukturiert und geätzt,
um die Bondkontaktstelle 22 freizulegen. Die Bildung der
Schmelzverbindung 16 und die in 2 dargestellte Programmierfähigkeit
erfordern zwei Strukturier- und Ätzschritte,
um zunächst
einen Zugang zur Schmelzverbindung 16 bereitzustellen, woraufhin
die schützende
Oxidnitridschicht 28 und die PIXTM-Beschichtung 30 aufgebracht
werden, um Zugang zur Bondkontaktstelle 22 bereitzustellen.
-
Wenngleich
dies nicht spezifisch dargestellt ist, wurden in 3a alle vorstehend in 1a beschriebenen Schichten einschließlich der
Verkappungsoxidschicht 26 gebildet. Zusätzlich wird der Oberteil der
gesamten integrierten Schaltung 10, der mit der Verkappungsoxidschicht 26 bedeckt
ist, unstrukturiert geätzt,
um die Bondkontaktstelle 22 freizulegen. Die Schmelzverbindung 16 wird
am Unterteil der Stufenformation 38 gebildet, die in den
darunterliegenden Schichten des auf dem Substrat 12 aufgewachsenen
oder darauf aufgebrachten Materials ausgebildet ist. Hierdurch wird
die obere Fläche
der Schmelzverbindung 16 auf ein Niveau unterhalb der oberen
Fläche
der Bondkontaktstelle 22 gelegt. Das Ergebnis des unstrukturierten Ätzens beläßt eine ausreichende
Dicke der Verkappungsoxidschicht 26, um die obere Fläche der
Schmelzverbindung 16 zu bedecken. Nach dem elektrischen
Testen kann ein Laserstrahl 36 auf ausgewählte Schmelzverbindungen 16 angewendet
werden, um die gewünschte
Programmierung bereitzustellen.
-
In 3b wurden die schützende Oxidnitridschicht 28 und
die PIXTM-Schicht 30 aufgebracht und photoverarbeitet,
um einen Zugang zur oberen Fläche
der Bondkontaktstelle 22 zu öffnen.
-
Beim
derartigen Bilden der Schmelzverbindung 16 in Schritt 38 legt
ein kostengünstiges
unstrukturiertes Zurückätzen der
Verkappungsoxidschicht 26 die Bondkontaktstelle 22 frei
und beläßt die Schmelzverbindung 16 geeignet
mit Verkappungsoxidmaterial 26 bedeckt. Die Schmelzverbindung 16 benötigt in
der oberen Ebene des leitenden Materials nur eine kleine Fläche. Das
Freilegen der Bondkontaktstelle 22 mit dem unstrukturierten Ätzen erleichtert
das elektrische Testen der integrierten Schaltung 10. Die
Schmelzverbindung kann dann durch die Verkappungsoxidschicht 26 getrimmt
werden. Nach dem Trimmen wird die Schmelzverbindung 16 durch
die Überzugsmaterialien
gegen Feuchtigkeit gedichtet, und es wird auf die Bondkontaktstelle 22 zugegriffen,
um einen Bonddraht unter Verwendung nur einer Strukturierungs- und Ätzprozedur
einer Photoverarbeitung aufzubringen.
-
Die
Verkappungsoxidschicht ist vorgeschlagen, um ein Wachstum von Ätzhügeln und
einer Oxidation der oberen Metallebene während des Sinterns, das gewöhnlich nach
der Abscheidung von Verkappungsoxid auftritt, zu verhindern.
-
Hierdurch
verbleibt das Verkappungsoxid als das erforderliche Abschirmungsmaterial über der Schmelzverbindung
für das
Trimmen.
-
4 zeigt eine Prozedur zum
Erhalten einer gewünschten
Stufenformation. In 4a beginnt die
Prozedur mit der Herstellung einer strukturierten Polysiliciumformation 40.
In 4b kann eine Oxidschicht
aufgebracht, strukturiert und geätzt
werden, um zwei Oxidformationen 42 und 44 zu erhalten.
Das Polysiliciummaterial 40 wirkte als ein Stopper für den Atzschritt.
In 4c werden zwei zusätzliche
Oxidschichten 46 und 48 auf die Oxidformationen 42 und 44 und
das Polysiliciummaterial 40 aufgebracht oder darüber gebildet,
um die gewünschte
Stufenformation 38 zu erhalten. Die Stufenformation führt im wesentlichen
zu einem flachen Bodenabschnitt 50 mit schrägen Seitenwänden 52.
-
In 5a wurde die Schmelzverbindung 16 im
Boden der Stufenformation 38 gebildet, und die Verkappungsoxidschicht 26 wurde
gleichmäßig gebildet,
um die Schmelzverbindung 16 und die Bondkontaktstelle 22 zu
bedecken. In 5b wird
die obere Fläche
der integrierten Schaltung 10 mit einem Spin-On-Glas (SOG) 39,
das gesintert wird, um es zu einem Glasoxidfilm umzuwandeln, planarisiert.
In 5c öffnet ein
unstrukturiertes Ätzen
der gesamten Oberfläche
der integrierten Schaltung 10 die Bondkontaktstelle 22,
behält
die Schmelzverbindung 16 jedoch unter wenigstens einem
Abschnitt der Verkappungsoxidschicht 26 bei. Dies ist eine
andere Prozedur, die zum Beseitigen eines Strukturierungs- und Ätz-Photoverarbeitungsschritts
verwendet werden kann, um die Schmelzverbindung 16 oder
die Bondkontaktstelle 22 freizulegen.
-
Wenngleich
dies nicht spezifisch dargestellt ist, wurden in 6 alle vorstehend in 1a beschriebenen Schichten bis zur Verkappungsoxidschicht 26 gebildet.
In 6a wird die Verkappungsoxidschicht 26 als
ein Dickoxid aufgebracht. In 6b wurde
die Verkappungsoxidschicht 26 mit einem chemisch-mechanischen
Polierschritt planarisiert. In 6c geschieht
ein unstrukturiertes Ätzen über die
gesamte Oberfläche
der integrierten Schaltung 10, um die Bondkontaktstelle 22 freizulegen, während oberhalb
der Schmelzverbindung 16 einiges Verkappungsoxidmaterial 26 in
der Stufenformation 38 beibehalten wird.
-
Wenngleich
dies nicht spezifisch dargestellt ist, wurden in 7 alle vorstehend in 1a beschriebenen Schichten einschließlich der
Verkappungsoxidschicht 26 gebildet. In 7a tritt die Schmelzverbindung 16 auf
derselben horizontalen Ebene wie die Bondkontaktstelle 22 auf.
Die Verkappungsoxidschicht 26 wird gleichermaßen über der Schmelzverbindung 16 und
der Bondkontaktstelle 22 abgeschieden. Eine zum elektrischen
Testen der auf der integrierten Schaltung 10 vorhandenen
Schaltungen verwendete Sondennadel 70 stellt eine ausreichende
mechanische und elektrische Beanspruchung bereit, um den Abschnitt
der Verkappungsoxidschicht 26 von oberhalb der Bondkontaktstelle 22 physikalisch
zu brechen. Hierdurch wird ohne jedes Strukturieren oder Ätzen der
Verkappungsoxidschicht 26 ein Zugang zur Bondkontaktstelle 22 bereitgestellt.
Der Laserstrahl 36 wird dann zum Öffnen ausgewählter Schmelzverbindungen 16 verwendet.
-
In 7b werden dann die schützende Oxidnitridschicht 28 und
die PIXTM-Schicht 30 aufgebracht, strukturiert
und geätzt,
um Zugang zur Bondkontaktstelle 22 zu erhalten, während die
getrimmte Schmelzverbindung 16 gedichtet wird. Die gesamte Verarbeitung
in den in 7 dargestellten
Strukturen geschieht ohne eine Stufenformation 38.
-
In 8 wird die Wirkung einer
Stufenformation 38 durch andere Mittel erhalten. In 8a wird eine Gruppe aktiver
Speicherzellen oder Blind-Speicherzellen 80 auf
dem Substrat 12 gebildet. Die Bondkontaktstelle 22 wird
später über der
Speicherzellenstruktur 80 gebildet. Die Schmelzverbindung 16 wird
auf der Seite der Speicherzellenstruktur 80 gebildet. Durch
das Aufbringen oder die Bildung der zusätzlichen Schichten aus isolierenden
und leitenden Materialien zwischen dem Substrat 12 und
der Bondkontaktstelle 22 und der Schmelzverbindung 16 wird
die Bondkontaktstelle 22 wegen der zusätzlichen Höhe der Speicherzellenstruktur 80 auf
einer höheren
Ebene als die Schmelzverbindung 16 angeordnet. Die Verkappungsoxidschicht 26 wird
dann auf die Bondkontaktstelle 22 und die Schmelzverbindung 16 aufgebracht
und planarisiert, um die Bondkontaktstelle 22 freizulegen,
während
die Schmelzverbindung 16 mit einer gewissen Dicke der Verkappungsoxidschicht 26 bedeckt
bleibt. Der Laserstrahl 36 kann dann auf ausgewählte Schmelzverbindungen 16 gerichtet
werden, um die Schmelzverbindungen zu öffnen. In 8b werden die schützende Oxidnitridschicht 28 und
die PIXTM-Schicht 30 aufgebracht, strukturiert
und geätzt,
um die Bondkontaktstelle 22 freizulegen.
-
In 9 wird durch ein anderes
Mittel eine geringere Dicke des Verkappungsoxids als über der Schmelzverbindung
erhalten. In 9a weist
eine Bondkontaktstelle 90 ein mit feinen Schlitzen versehenes
Metallmaterial auf. Die Verkappungsoxidschicht 26 wird
unter Verwendung einer Vorspannungs-Plasma-Elektronenzyklotronresonanz-Prozedur
auf der Bondkontaktstelle 90 und der Schmelzverbindung 16 abgeschieden.
Hierdurch verbleibt die Verkappungsoxidschicht 26 über der
Bondkontaktstelle 90 dünner
als über
der Schmelzverbindung 16. In 9b legt
ein unstrukturiertes Ätzen
der gesamten oberen Fläche
der integrierten Schaltung 10 die obere Fläche der
Bondkontaktstelle 90 frei, während die Schmelzverbindung 16 mit
einer gewünschten
Dicke der Verkappungsoxidschicht 26 bedeckt bleibt. In 9c werden die schützende Oxidnitridschicht 28 und
die PIXTM-Schicht 30 über dem
Oberteil der integrierten Schaltung 10 gebildet, strukturiert
und geätzt,
um die Bondkontaktstelle 90 zum Anbringen eines Bonddrahts
freizulegen.
-
Die
offenbarte und beanspruchte Erfindung verringert auf diese Weise
die Herstellungskosten und Zykluszeiten durch Beseitigen eines vollständigen Photoverarbeitungsschritts
des Bildens einer Photoresistschicht, des Strukturierens der Photoresistschicht,
des Freilegens der Photoresistschicht, des Abwaschens der unbelichteten
Abschnitte des Resists, des Ausführens
eines Ätzens
des darunterliegenden Materials und des anschließenden Abhebens des Resistmaterials.
-
Stattdessen
bildet die beanspruchte Erfindung die Schmelzverbindungen unter
der Verkappungsoxidschicht unter Verwendung eines unstrukturierten Ätzschritts zum
Freilegen der oberen Fläche der
Bondkontaktstelle, während
die Schmelzverbindung unter einer gewünschten Dicke der Verkappungsoxidschicht
gehalten wird. Später
werden die Schichten des schützenden
Oxidnitrids 28 und des PIXTM 30 über den
Schmelzverbindungen 16 gebildet, um jegliche geöffnete Schmelzverbindungen
zu dichten. Das unstrukturierte Ätzen
der gesamten oberen Fläche
der integrierten Schaltung 10 wird während der Herstellung kostengünstig und
schnell ausgeführt.
-
Ein
Durchschnittsfachmann wird erkennen, daß die Figuren der Zeichnung
stilisiert sind, um die offenbarte und beanspruchte Erfindung hervorzuheben
und eine Verwechslung mit den mehreren zwischen dem Substrat 12 und
dem Metallmaterial der obersten Ebene, das zur Bildung der Schmelzverbindung 16 und
der Bondkontaktstelle 22 verwendet wird, gebildeten Schichten
zu vermeiden. Ein Durchschnittsfachmann wird auch verstehen, daß, wenngleich
in den Figuren dieser Zeichnung nur eine Schmelzverbindung und eine
Bondkontaktstelle dargestellt sind, viele andere Schmelzverbindungen
und Bondkontaktstellen nach Wunsch an gewünschten Orten über die
integrierte Schaltung 10 angeordnet werden können. Die
Bondkontaktstellen können
sich distal von einer Schmelzverbindung befinden. Ein Durchschnittsfachmann
wird verstehen, daß verschiedene
Mittel zum Erhalten einer Stufenformation oder der Vorteile einer
Stufenformation, ohne daß eine
Stufenformation verwendet wird, verwendet werden können, wie
in diesem Patent offenbart ist. Die Bildung der Schmelzverbindung
in der obersten Schicht oder Ebene des leitenden Materials vermeidet
auch ein tiefes Ätzen
der die integrierte Schaltung bedeckenden Schichten. Es können andere
Variationen innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche verwendet
werden.