JP2009517875A - 高出力用途向けレーザ・ヒューズ構造体 - Google Patents

高出力用途向けレーザ・ヒューズ構造体 Download PDF

Info

Publication number
JP2009517875A
JP2009517875A JP2008542742A JP2008542742A JP2009517875A JP 2009517875 A JP2009517875 A JP 2009517875A JP 2008542742 A JP2008542742 A JP 2008542742A JP 2008542742 A JP2008542742 A JP 2008542742A JP 2009517875 A JP2009517875 A JP 2009517875A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
chip
laser fuse
conductive
laser
level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008542742A
Other languages
English (en)
Inventor
グレコ、ステファン、エドワード
ヘドバーグ、エリック、リー
チョン、デヨン
マクラーレン、ポール、ステファン
マジー、クリストファー、デビッド
ローレル、ノーマン、ジェイ
ウィニー、ジーン、エリザベス
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of JP2009517875A publication Critical patent/JP2009517875A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/525Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections
    • H01L23/5256Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections comprising fuses, i.e. connections having their state changed from conductive to non-conductive
    • H01L23/5258Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections comprising fuses, i.e. connections having their state changed from conductive to non-conductive the change of state resulting from the use of an external beam, e.g. laser beam or ion beam
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/525Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Fuses (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

【課題】高出力用途向けレーザ・ヒューズ構造体を提供する。
【解決手段】具体的には、本発明のレーザ・ヒューズ構造体は、第1および第2の導電性支持要素(12a,12b)と、少なくとも1つの導電性可融性リンク(14)と、第1および第2の接続要素(20a,20b)と、第1および第2の金属線(22a,22b)と、を含む。導電性支持要素(12a,12b)、導電性可融性リンク(14)、および金属線(22a,22b)が第1の金属レベル(3)に設置されるのに対し、接続要素(20a,20b)は、第2の、異なる金属レベル(4)に設置されかつ、第1および第2の金属レベル(3,4)の間を延びる導電性バイア・スタック(18a,18b,23a,23b)により導電性支持要素(12a,12b)および金属線(22a,22b)に接続される。
【選択図】図1

Description

本発明は、高出力用途向けレーザ・ヒューズのデザインに関する。より具体的には、本発明は、様々な機能回路を集積回路(IC)チップのパワー・プレーンに接続するためまたはこれから切断するためにICチップにおいて用い得るレーザ・ヒューズに関する。
半導体製造における現在の傾向は、サイズが低減された集積回路(IC)チップを製作することである。従って、そのようなICチップを含む機能回路は、複雑度を増大し続けている。これは、不良要素または不良導体に起因する不良チップの可能性を増大させる。この問題に対する1つの解決策は、ICチップ上に余剰な回路または余剰な要素を設けることである。例えば、もし一次回路または要素が不良になれば、その不良回路の代わりに余剰な回路または要素を用いることができ、これは、不良回路または要素の論理的機能停止および余剰な回路または要素の起動を伴う。論理的機能停止手法の1つの主要な不利点は、不良回路または要素が、ICチップのパワー・プレーンに依然として接続されており、論理的機能停止後にICチップからパワーを消耗し続けることであり、このことにより、特に低出力論理用途において、前もって設定されたパワー仕様の違反のため機能チップが不合格にされることが起こり得る。
従って、不良回路および要素を物理的かつ永続的に解消し、それらをICチップのパワー・プレーンから分離する必要がある。
さらに、ICチップ製造技術における進歩により、増大し続ける数の機能を単一のICチップ上に実装することが可能になり、数多くの多様な顧客用途のために急増したICチップ部品数を合理化しかつ低減するために多くの努力がつぎ込まれてきた。もし「one−chip−fits−all」モデルがICチップ製造工程に提供されれば、大きな費用節約を実現することができ、ICチップの特注修正(custom−modification)または「個別化(personalization)」が、特定の顧客用途に応じてICチップの機能を調整するために製造後に実行される。現在、特注修正または個別化は、様々な機能回路または要素の論理的起動または機能停止によって論理レベルにおいて行われている。しかしながら、論理的特注修正または個別化の後、未使用の回路または要素は、ICチップのパワー・プレーンに依然として結合されており、ICチップからパワーを消耗し続ける。そのような未使用の回路または要素によっても、特に低出力論理用途において、前もって設定されたパワー仕様の違反のためチップが不合格にされることが起こり得る。
従って、未使用回路または要素を完全に排除し、それらをチップ・パワー・プレーンから分離し、全体的なチップ・ローディングを低減するように、ウェハ・レベルにおいてICチップの特注修正または個別化を提供する必要もある。
レーザ・ヒューズは、低い電圧降下(0.1Vのオーダー)および低いデューティ・サイクル(0.001%のオーダー)を一般に特徴とする低出力用途において、不良回路または要素を永続的にキャンセルするためおよびICチップを特注修正/個別化するために用いられてきた。他方で、現在利用可能なレーザ・ヒューズを、高い電圧降下(少なくとも2Vのオーダー)および高いデューティ・サイクル(少なくとも0.001%のオーダー)を特徴とする高出力用途において用いることは、高い電圧および高いデューティ・サイクルの下でのヒューズ再生(fuse regrowth)のせいで信頼性欠陥という結果になった。
従って、高い電流容量を有し、高出力用途における使用に適する改善されたレーザ・ヒューズ構造体を提供することは有利であろう。
本発明は、1つの態様において、
集積回路(IC)チップ中の第1の金属レベルにおいて間隔を置いた関係で設置された第1および第2の導電性支持要素と、
第1および第2の導電性支持要素を直接接続するために、これらの第1および第2の導電性支持要素間の第1の金属レベルに設置された少なくとも1つの導電性可融性リンクと、
ICチップの第2の、異なる金属レベルに設置された第1および第2の接続要素であって、第1および第2の導電性支持要素がそれぞれ、第1および第2の接続要素に、第1および第2の金属レベル間を延びる1つ以上の導電性バイアを各々が含む第1および第2のバイア・スタックにより接続される、第1および第2の接続要素と、
第1の金属レベルに設置された第1および第2の金属線であって、第1および第2の接続要素はそれぞれ、第1および第2の金属線に、第1および第2の金属レベル間を延びる1つ以上の導電性バイアを各々が含む第3および第4のスタックにより接続される、第1および第2の金属線と、
を含む、
レーザ・ヒューズ構造体に関する。
別の態様において、本発明は、0.5μj〜2.5μjの範囲のエネルギー・レベルを有する少なくとも1つのレーザ・ビームを、上記のレーザ・ヒューズ構造体の導電性可融性リンクに適用することにより、上記のレーザ・ヒューズ構造体をプログラムするための方法に関する。
さらに別の態様において、本発明は、上記のレーザ・ヒューズ構造体を含む集積回路(IC)チップに関し、レーザ・ヒューズ構造体の第1の金属レベルは、ICチップの最後の銅レベルである。
本発明のさらなる態様は、単一の可融性リンクまたは平行に配列された複数の可融性リンクを含み、ICチップの最後の金属レベルに設置されたレーザ・ヒューズを含むICチップに関する。具体的には、レーザ・ヒューズの一方の面は、ICチップの機能部分と接続され、レーザ・ヒューズの他方の面は、ICチップのパワー・バスに接続される。
さらなる態様において、本発明は、0.5μj〜2.5μjの範囲のエネルギー・レベルを有する少なくとも1つのレーザ・ビームをレーザ・ヒューズに適用することにより、上記のICチップをプログラムする方法に関する。
本発明の他の態様、特徴および利点は、続いての開示および特許請求の範囲からより一層明らかになる。
本発明を、単に例として、添付図面を参照して説明する。
以下の説明において、本発明の十分な理解を提供するために、特別な構造体、構成要素、材料、寸法、処理ステップおよび手法のような多くの特定の詳細が示される。しかしながら、本発明がこれらの特定の詳細なしで実施され得ることが当業者により理解されるであろう。他の例において、周知の構造体または処理ステップは、本発明を曖昧にすることを回避するために、詳細には説明されていない。
層(layer)、領域(region)または基板(substrate)としてのある要素(element)が、別の要素「の上にある(on)」または「を覆っている(over)」と言及される場合、その要素は他の要素の上にあることまたはその要素を覆っていることができ、あるいは介在要素も存在し得ることが理解される。対照的に、ある要素が、他の要素「の直接上にある(directly on)」または「直接覆っている(directly over)」と言及される場合、介在要素は全く存在しない。ある要素が、別の要素に「接続されている(connected)」または「結合されている(coupled)」と言及される場合、その要素は、他の要素に直接的に接続または結合され得ること、あるいは介在要素が存在し得ることが理解される。対照的に、ある要素が別の要素に「直接接続されている(directly connected)」または「直接結合されている(directly coupled)」と言及される場合、介在要素はまったく存在しない。
本発明により、集積回路(IC)チップ上の種々の機能構成要素をICチップのパワー・プレーンと接続/切断するために、ICチップのバックエンドオブライン(BEOL:back−end−of−line)相補型金属酸化膜半導体(CMOS:complementary metal−oxide−semiconductor)部分に容易に組み込まれ得るレーザ・ヒューズ・デザインが提供される。さらに、本発明のレーザ・ヒューズは、十分に高い電流容量(≧30mA)を有し、高出力用途に特に適する。
具体的には、本発明のレーザ・ヒューズは各々、ICチップ中の最後の銅レベルにおいて2つの導電性支持要素の間に設置されかつこれらにより支持される1つ以上の導電性可融性リンクを含む。レーザ・ヒューズの導電性支持要素は、出ワイヤまたは金属線からのレーザ・ヒューズの完全な物理的分離および隔離を達成するために、異なる金属レベルに設置される接続要素を通して、出ワイヤまたは金属線と電気的に接続される。例えば、接続要素は、ICチップ中の第2の最後の銅レベルに位置し得る。代わりに、接続要素は、ICチップ中の最後の銅レベル上方のアルミニウム配線レベルに位置し得る。
さらに、本発明のレーザ・ヒューズは各々、レーザ・ヒューズにより含まれる可融性リンクの長さ、幅、および厚さならびにそれらのリンク間の距離のような、1つ以上の寸法パラメータにより特徴付けられ、これらのパラメータは、レーザ・ヒューズの高い電流容量および高い信頼性に寄与し、レーザ・ヒューズを高出力用途に特に適したものにする。
本発明の代表的なレーザ・ヒューズが、添付の図1〜5を参照することにより、より詳細に説明される。縮尺通りに描かれていないこれらの図面において、同様な要素または対応する要素あるいはその両方は、同様な参照符号で参照されることに留意されたい。そのような図面により示される代表的なレーザ・ヒューズ中には、特定の数の可融性リンクおよび接点が示してあるが、本発明は、そのように限定されず、どのような特定の数の可融性リンクおよび接点もカバーすることを意図していることがさらに指摘される。
図1が最初に参照され、この図は、第1および第2の導電性支持バー12aおよび12bの間に設置されかつこれらを直接接続している複数の平行に配列された導電性可融性リンク14を含むレーザ・ヒューズ構造体の平面図を示す。第1および第2の導電性支持バー12aおよび12bはそれぞれ、第1および第2のバイア・スタック18aおよび18bによって、第1および第2の導電性パッド20aおよび20bに接続される。次に第1および第2の導電性パッド20aおよび20bはそれぞれ、第3および第4のバイア・スタック23aおよび23bによって、第1および第2の金属線22aおよび22bに接続される。
導電性可融性リンク14、第1および第2の導電性支持バー12aおよび12b、ならびに第1および第2の金属線22aおよび22bはすべて、同じ金属レベルに設置されており、この金属レベルは、本明細書中で第1の金属レベルと呼ばれるのに対し、第1および第2の導電性パッド20aおよび20bは、異なる金属レベルに配置され、この金属レベルは、第2の金属レベルと呼ばれる。この第2の金属レベルは、図1に示されるように第1の金属レベルの下方に位置するか、あるいは第1の金属レベルの上方に位置することができ、後者は、以下で図3〜図4において示される。
本発明の好ましい実施形態において、第1の金属レベルは、ICチップ中の最後の銅レベルであるのに対し、第2の金属レベルは、最後の銅レベルの下方の最後から2番目の銅レベルである。この実施形態において、導電性可融性リンク14、第1および第2の導電性支持バー12aおよび12b、第1および第2の導電性パッド20aおよび20b、ならびに第1および第2の金属線22aおよび22bはすべて、銅または銅合金を含む。
本発明の、別の、ただし同様に好ましい実施携帯において、第1の金属レベルがICチップ中の最後の銅レベルであるのに対し、第2の金属レベルは、最後の銅レベル上方のアルミニウム配線レベルである。この代替実施形態においては、導電性可融性リンク14、第1および第2の導電性支持バー12aおよび12b、第1および第2の金属線22aおよび22bが銅または銅合金を含むのに対し、第1および第2の導電性パッド20aおよび20bは、アルミニウムまたはアルミニウム合金を含む。
導電性可融性リンク14は好ましくは、少なくとも8μmの長さ、2μm以下の幅、および2μm以下の厚さから成る群から選ばれる1つ以上の寸法パラメータにより特徴付けられる。より好ましくは、導電性可融性リンク14は、長さが少なくとも12μm、幅が1μm以下、そして厚さが1.5μm以下である。従来のレーザ・ヒューズは一般に、8μmの長さの可融性リンクを有することに留意されたい。従って、本発明のレーザ・ヒューズ10の導電性可融性リンク14は、従来のレーザ・ヒューズの導電性可融性リンクよりもかなり長い。
さらに、導電性可融性リンク14は好ましくは、2μm以下、より好ましくは1.5μm以下、最も好ましくは1μmの距離で互いに間隔をおいて配置される。同様な厚さ範囲の従来のレーザ・ヒューズは一般に、少なくとも6〜9μmの距離で互いに間隔をおいて配置される可融性リンクを有することに留意されたい。従って、本発明のレーザ・ヒューズ10の導電性可融性リンク14は、従来のレーザ・ヒューズの距離よりもかなり狭い距離で互いに間隔をおいて配置される。
本発明の特定の実施携帯において、レーザ・ヒューズの第1および第2の金属線22aおよび22bの一方は、機能回路または要素のような、ICチップ(図示せず)の機能部分に接続され、第1および第2の金属線22aおよび22bの他方は、ICチップ(図示せず)のパワー・プレーンに接続される。このようにして、そしてもしICチップの機能部分が機能しなくなれば、本発明のレーザ・ヒューズ構造体は、1つ以上のレーザ・ビームによりヒューズを飛ばしてその機能しない部分をICチップのパワー・プレーンから切断することができ、それにより、不必要なパワー流出を回避し、ICチップのパワー消費を最小限にすることができる。
好ましくは、第1または第2の金属線22aまたは22bが接続されるICチップの機能部分は、30mA以上の高い作動電流で作動する。本発明のレーザ・ヒューズ構造体は、30mA以上の電流容量を有し、従って、このレーザ・ヒューズ構造体は、ICチップの高出力機能部分と共に容易に用いられ得る。電流は一般に、ヒューズ・リンクの幅および数により制限されることに留意されたい。
第1および第2の導電性支持バー12aおよび12bは、導電性可融性リンク14に構造的支持を与え、導電性可融性リンク14と第1および第2のバイア・スタック18aおよび18bとの間の電気的接続も与える。このようにして、導電性可融性リンク14はもはや、バイア・スタック18aおよび18b中に含まれる導電性バイアと一対一で直接接続されず、第1および第2のバイア・スタック18aおよび18bにより含まれる導電性バイアの数はもはや、導電性可融性リンク14の数により制限されない。それに対応して、第1および第2のバイア・スタック18aおよび18bは、導電性可融性リンク14の数と同じか、あるいは異なる任意の数の導電性バイアを含むことができ、導電性バイアは、任意のやり方で、すなわち、垂直な列、水平な行、または複数の行および列に配列され得る。
バイア・スタック18a、18b、23a、および23bにより含まれる導電性バイアは、任意の適切な導電性材料を含み得る。好ましくは、それらの導電性材料は、Al、W、およびそれらの組み合わせから成る群から選ばれる1種以上の自己不動態化(self−passivated)導電性材料を含む。
図2は、図1のレーザ・ヒューズの断面図を示す。導電性可融性リンク14、第1および第2の導電性支持バー12aおよび12b、第1および第2の金属線22aおよび22bはすべて、第1の金属レベル3に設置され、この第1の金属レベル3は、ICチップの最後の銅レベルであり、最後のレベル間誘電体(ILD)層1に埋め込まれている。対照的に、第1および第2の導電性パッド20aおよび20bは、第2の、異なる金属レベル4中に設置されており、この金属レベル4は、ICチップの最後から2番目の銅レベルであり、最後から2番目のILD層2に埋め込まれている。バイア・スタック18a、18b、23aおよび23bにより含まれる導電性バイアは、第1および第2の金属レベル3および4の間を延びている。
ヒューズ飛ばし時のILD層の損傷または亀裂を低減するために、好ましくは、導電性可融性リンク14のどちらか一方の面または両面に、1つ以上の間隙空所(interstitial cavity)(図示せず)が設けられる。そのような1つ以上の間隙空所は、ILD層1中にのみ設けられてもよく、またはILD層1および2を貫通して延びてもよい。
図3は、本発明の別の実施形態によるレーザ・ヒューズ構造体を示しており、これは、第1および第2の導電性支持バー12aおよび12bの間に設置されかつこれらを直接接続する複数の平行配列された導電性可融性リンク14を含む。第1および第2の導電性支持バー12aおよび12bはそれぞれ、第1および第2のバイア・スタック32aおよび32bにより、第1および第2の導電性パッド30aおよび30bに接続される。次に第1および第2の導電性パッド30aおよび30bはそれぞれ、第3および第4のバイア・スタック33aおよび33bにより、第1および第2の金属線22aおよび22bに接続される。導電性可融性リンク14、第1および第2の導電性支持バー12aおよび12b、ならびに第1および第2の金属線22aおよび22bはすべて、同じ第1の金属レベルに設置されるのに対し、第1および第2の導電性パッド30aおよび30bは、図3に示されるように、第1の金属レベルの上方の第2の、異なる金属レベルに設置される。
図4は、バイア・スタック32a、32b、33a、および33b中の導電性バイアが、図3におけるような垂直列ではなく、2×2の正方形に配列されること、およびヒューズ飛ばしプロセス時の導電性可融性リンク14が埋め込まれるILD層への損傷を低減または防止するように、1つ以上の間隙空所が導電性可融性リンク14の両面に設けられることを除いて、図3のレーザ・ヒューズと同様の構造体を有する別のレーザ・ヒューズを示す。
本発明のレーザ・ヒューズ構造体は、0.5μj〜2.5μj、より好ましくは0.9μj〜2.3μj、最も好ましくは2.0μjのエネルギー・レベルを有する1つ以上のレーザ・ビームにより容易に飛ばしたり削除したりできる。レーザ・ビームは、単一のレーザ・スポット、あるいは、1.0μm〜5.0μm、より好ましくは2.0μm〜4.0μm、最も好ましくは4.0μmの範囲の直径を有する複数のレーザ・スポットを含み得る。もしレーザ・ビームが複数のレーザ・スポットを含んでいれば、そのような複数のレーザ・スポットは好ましくは、0.5μm〜5.0μ、より好ましくは1.0μm〜3.5μm、最も好ましくは2.0μmの範囲の距離で互いに間隔をおいて配置される。
図5の(A)および(B)は、本発明の複数のレーザ・ヒューズのプログラミングの前および後の写真を示しており、これらのレーザ・ヒューズは、1.0μjのエネルギー・レベルを有しかつ互いに1μmの間隔をおいて配置された2つの4.0μmレーザ・スポットを含むレーザ・ビームによりプログラムされる。
図1〜図5は、本発明の特定の実施形態による、代表的なレーザ・ヒューズ構造体を例示的に示しているが、当業者が、上記の説明に合致した、特定の用途要件への適合のために、本明細書中で例示されたレーザ・ヒューズ構造体を容易に修正できることは明らかである。従って、本発明は、上記で例示された特定の実施形態に限定されるのではなく、むしろ有用性においてどのような他の修正、変型、用途、および実施形態にも適用され、従って、すべてのそのような他の修正、変型、用途、および実施形態が、本発明の範囲内にあると見なされるべきであることが、認識されるべきである。
本発明の1つの実施形態による代表的なレーザ・ヒューズの平面図を示す。 図1の代表的なレーザ・ヒューズの断面図を示す。 本発明のさらなる実施形態による様々な代表的なレーザ・ヒューズの平面図を示す。 本発明のさらなる実施形態による様々な代表的なレーザ・ヒューズの平面図を示す。 (A)は、本発明の1つの実施形態による完全な状態の複数のレーザ・ヒューズの写真を示す。(B)は、レーザ・ビームによる照射後の図5の(A)のレーザ・ヒューズの写真を示す。

Claims (20)

  1. レーザ・ヒューズ構造体であって、
    集積回路(IC)チップ中の第1の金属レベルにおいて間隔を置いた関係で設置された第1および第2の導電性支持要素と、
    前記第1および第2の導電性支持要素を直接接続するために、前記第1および第2の導電性支持要素間の前記第1の金属レベルに設置された少なくとも1つの導電性可融性リンクと、
    前記ICチップの第2の、異なる金属レベルに設置された第1および第2の接続要素であって、前記第1および第2の導電性支持要素がそれぞれ、前記第1および第2の接続要素に、前記第1および第2の金属レベル間を延びる1つ以上の導電性バイアを各々が含む第1および第2のバイア・スタックにより接続される、第1および第2の接続要素と、
    前記第1の金属レベルに設置された第1および第2の金属線であって、前記第1および第2の接続要素はそれぞれ、前記第1および第2の金属線に、前記第1および第2の金属レベル間を延びる1つ以上の導電性バイアを各々が含む第3および第4のスタックにより接続される、第1および第2の金属線と、
    を含む、
    レーザ・ヒューズ構造体。
  2. 前記第1の金属レベルが、前記ICチップの最後の銅レベルである、請求項1に記載のレーザ・ヒューズ構造体。
  3. 前記第2の、異なる金属レベルが、前記最後の銅レベルの真下に設置された最後から2番目の銅レベルである、請求項2に記載のレーザ・ヒューズ構造体。
  4. 前記第2の、異なる金属レベルが、前記最後の銅レベルを覆って設置されたアルミニウム配線レベルである、請求項2に記載のレーザ・ヒューズ構造体。
  5. 前記第1および第2の金属線の一方が、前記ICチップの機能部分に接続され、前記第1および第2の金属線の他方が、前記ICチップのパワー・プレーンに接続される、請求項1に記載のレーザ・ヒューズ構造体。
  6. 前記ICチップの前記機能部分が、30mA以上の作動電流を有し、前記レーザ構造体が、30mA以上の電流容量により特徴付けられる、請求項5に記載のレーザ・ヒューズ構造体。
  7. 前記少なくとも1つの導電性可融性リンクが、少なくとも8μmの長さ、2μm以下の幅、および2μm以下の厚さから成る群から選ばれる1つ以上の寸法パラメータにより特徴付けられる、請求項1に記載のレーザ・ヒューズ構造体。
  8. 前記少なくとも1つの導電性可融性リンクが、少なくとも12μmの長さ、1μm以下の幅、および1.5μm以下の厚さから成る群から選ばれる1つ以上の寸法パラメータにより特徴付けられる、請求項1に記載のレーザ・ヒューズ構造体。
  9. 平行に配列されかつ2μm以下の距離で互いに間隔をおいて配置された複数の導電性可融性リンクを含む、請求項1に記載のレーザ・ヒューズ構造体。
  10. 平行に配列されかつ1.5μm以下の距離で互いに間隔をおいて配置された複数の導電性可融性リンクを含む、請求項1に記載のレーザ・ヒューズ構造。
  11. 前記第1および第2のバイア・スタック中に含まれる前記導電性バイアが、Al、W、およびそれらの組み合わせから成る群から選ばれる自己不動態化導電性材料を含む、請求項1に記載のレーザ・ヒューズ構造。
  12. 前記第1の金属レベルが、前記少なくとも1つの導電性可融性リンクのどちらか一方の面または両面に間隙空所を含むレベル間絶縁体層に埋め込まれる、請求項1に記載のレーザ・ヒューズ構造体。
  13. 請求項1に記載の前記レーザ・ヒューズ構造体をプログラムする方法であって、0.5μj〜2.5μjの範囲のエネルギー・レベルを有する少なくとも1つのレーザ・ビームを、少なくとも1つの導電性可融性リンクに適用するステップを含む、方法。
  14. 請求項1に記載の前記レーザ・ヒューズ構造体を含む集積回路(IC)チップであって、前記第1の金属レベルが、前記ICチップの最後の銅レベルである、ICチップ。
  15. 単一の可融性リンクまたは平行に配列された複数の可融性リンクを含むレーザ・ヒューズを含む集積回路(IC)チップであって、前記レーザ・ヒューズは、前記ICチップの前記最後の金属レベルに設置され、前記レーザ・ヒューズの一方の面は、前記ICチップの機能部分と接続され、前記レーザ・ヒューズの他方の面は、前記ICチップのパワー・バスに接続される、ICチップ。
  16. 前記ICチップの前記機能部分が、30mA以上の作動電流を有し、前記レーザ・ヒューズ構造体が、30mA以上の電流容量により特徴付けられる、請求項15に記載のICチップ。
  17. 前記レーザ・ヒューズの前記可融性リンクが、少なくとも12μmの長さ、1μm以下の幅、および1.5μm以下の厚さから成る群から選ばれる1つ以上の寸法パラメータにより特徴付けられる、請求項15に記載のICチップ。
  18. 前記レーザ・ヒューズが、平行に配列されかつ1.5μm以下の距離で互いに間隔をおいて配置された複数の可融性リンクを含む、請求項15に記載のICチップ。
  19. 請求項15に記載の前記ICチップをプログラムするための方法であって、0.5μj〜2.5μjの範囲のエネルギー・レベルを有する少なくとも1つのレーザ・ビームを前記レーザ・ヒューズに適用するステップを含む、方法。
  20. 前記ICチップの前記機能部分が機能しなくなった後、前記少なくとも1つのレーザ・ビームが適用される、請求項19に記載の方法。
JP2008542742A 2005-11-30 2006-11-27 高出力用途向けレーザ・ヒューズ構造体 Pending JP2009517875A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/164,640 US7701035B2 (en) 2005-11-30 2005-11-30 Laser fuse structures for high power applications
PCT/EP2006/068939 WO2007063044A2 (en) 2005-11-30 2006-11-27 Laser fuse structures for high power applications

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009517875A true JP2009517875A (ja) 2009-04-30

Family

ID=37808357

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008542742A Pending JP2009517875A (ja) 2005-11-30 2006-11-27 高出力用途向けレーザ・ヒューズ構造体

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7701035B2 (ja)
EP (1) EP1955373B1 (ja)
JP (1) JP2009517875A (ja)
KR (1) KR101055874B1 (ja)
CN (1) CN101322244B (ja)
WO (1) WO2007063044A2 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101043841B1 (ko) * 2008-10-14 2011-06-22 주식회사 하이닉스반도체 반도체 메모리 장치의 퓨즈
JP5405796B2 (ja) 2008-10-17 2014-02-05 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
KR101110479B1 (ko) * 2009-07-06 2012-01-31 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 퓨즈 및 그 형성 방법
US8878335B2 (en) 2010-12-23 2014-11-04 Infineon Technologies Ag Method and system for providing fusing after packaging of semiconductor devices
CN102244067A (zh) * 2011-07-28 2011-11-16 上海丽恒光微电子科技有限公司 熔丝结构
CN103855076B (zh) * 2012-12-04 2016-09-21 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 一种电可编程熔丝结构及其制备方法
US9059170B2 (en) * 2013-02-06 2015-06-16 International Business Machines Corporation Electronic fuse having a damaged region
CN104835779B (zh) * 2014-02-12 2017-11-07 北大方正集团有限公司 熔丝的制造方法和熔丝
US11089689B2 (en) * 2016-04-02 2021-08-10 Intel Corporation Fine feature formation techniques for printed circuit boards
US12046436B2 (en) * 2022-05-20 2024-07-23 Littelfuse, Inc. Arrayed element design for chip fuse

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04291740A (ja) * 1990-12-12 1992-10-15 Hughes Aircraft Co 集積回路の欠陥許容電力分配ネットワークおよびその方法
JP2000268699A (ja) * 1999-03-18 2000-09-29 Toshiba Corp フューズ回路
JP2001077202A (ja) * 1999-07-06 2001-03-23 Matsushita Electronics Industry Corp 半導体集積回路装置及びその製造方法
JP2004063619A (ja) * 2002-07-26 2004-02-26 Renesas Technology Corp 配線構造
JP2006032719A (ja) * 2004-07-16 2006-02-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体集積回路装置及びその製造方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4853758A (en) * 1987-08-12 1989-08-01 American Telephone And Telegraph Company, At&T Bell Laboratories Laser-blown links
JP2664793B2 (ja) * 1990-04-06 1997-10-22 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
JP2839636B2 (ja) * 1990-05-07 1998-12-16 株式会社東芝 半導体装置およびその製造方法
JPH04373148A (ja) * 1991-06-21 1992-12-25 Nippon Steel Corp 半導体装置のヒューズ構造
US5675174A (en) * 1993-01-06 1997-10-07 Rohm Co., Ltd. Method for using fuse structure in semiconductor device
JPH077887A (ja) 1993-06-17 1995-01-10 Fanuc Ltd ロータ慣性モーメントを切換可能なサーボモータ
JP3568562B2 (ja) 1993-09-08 2004-09-22 富士通株式会社 ヒューズ回路及び半導体記憶装置
US5468680A (en) * 1994-03-18 1995-11-21 Massachusetts Institute Of Technology Method of making a three-terminal fuse
US5572050A (en) * 1994-12-06 1996-11-05 Massachusetts Institute Of Technology Fuse-triggered antifuse
TW278229B (en) * 1994-12-29 1996-06-11 Siemens Ag Fuse structure for an integrated circuit device and method for manufacturing a fuse structure
US5838620A (en) * 1995-04-05 1998-11-17 Micron Technology, Inc. Circuit for cancelling and replacing redundant elements
US5636172A (en) * 1995-12-22 1997-06-03 Micron Technology, Inc. Reduced pitch laser redundancy fuse bank structure
US5793095A (en) * 1996-08-21 1998-08-11 Vlsi Technology, Inc. Custom laser conductor linkage for integrated circuits
JPH10163331A (ja) * 1996-12-03 1998-06-19 Texas Instr Japan Ltd 半導体デバイス用フューズおよび半導体デバイス
JPH10321726A (ja) 1997-05-21 1998-12-04 Nkk Corp フューズ遮断素子
EP0932223B1 (en) 1998-01-22 2003-04-16 The Whitaker Corporation High power fuse assembly
JP3648399B2 (ja) * 1999-03-18 2005-05-18 株式会社東芝 半導体装置
US6311310B1 (en) * 1999-04-08 2001-10-30 International Business Machines Corporation Method and apparatus for wiring integrated circuits with multiple power buses based on performance
DE19926499C2 (de) * 1999-06-10 2001-07-05 Infineon Technologies Ag Anordnung von Fuses bei Halbleiterstrukturen mit Cu-Metallisierung
US6242790B1 (en) * 1999-08-30 2001-06-05 Advanced Micro Devices, Inc. Using polysilicon fuse for IC programming
US6444544B1 (en) * 2000-08-01 2002-09-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Method of forming an aluminum protection guard structure for a copper metal structure
US6489640B1 (en) * 2000-10-06 2002-12-03 National Semiconductor Corporation Integrated circuit with fuse element and contact pad
JP3515556B2 (ja) * 2001-12-04 2004-04-05 株式会社東芝 プログラマブル素子、プログラマブル回路及び半導体装置
JP2004363217A (ja) * 2003-06-03 2004-12-24 Renesas Technology Corp 半導体装置
KR100534096B1 (ko) * 2003-06-24 2005-12-06 삼성전자주식회사 반도체 기억소자의 퓨즈 영역 및 그 제조방법
US20050087836A1 (en) * 2003-10-22 2005-04-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co. Electrically programmable polysilicon fuse with multiple level resistance and programming
US7064409B2 (en) * 2003-11-04 2006-06-20 International Business Machines Corporation Structure and programming of laser fuse
US6956277B1 (en) * 2004-03-23 2005-10-18 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Diode junction poly fuse
US7193292B2 (en) * 2004-12-02 2007-03-20 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd Fuse structure with charge protection circuit

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04291740A (ja) * 1990-12-12 1992-10-15 Hughes Aircraft Co 集積回路の欠陥許容電力分配ネットワークおよびその方法
JP2000268699A (ja) * 1999-03-18 2000-09-29 Toshiba Corp フューズ回路
JP2001077202A (ja) * 1999-07-06 2001-03-23 Matsushita Electronics Industry Corp 半導体集積回路装置及びその製造方法
JP2004063619A (ja) * 2002-07-26 2004-02-26 Renesas Technology Corp 配線構造
JP2006032719A (ja) * 2004-07-16 2006-02-02 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体集積回路装置及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1955373A2 (en) 2008-08-13
WO2007063044A3 (en) 2007-11-08
CN101322244B (zh) 2012-01-04
KR20080069176A (ko) 2008-07-25
US20070120232A1 (en) 2007-05-31
WO2007063044A2 (en) 2007-06-07
KR101055874B1 (ko) 2011-08-09
US7701035B2 (en) 2010-04-20
EP1955373B1 (en) 2013-05-29
CN101322244A (zh) 2008-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2009517875A (ja) 高出力用途向けレーザ・ヒューズ構造体
US7732892B2 (en) Fuse structures and integrated circuit devices
US8278155B2 (en) Reprogrammable fuse structure and method
US7705418B2 (en) Semiconductor device and fuse blowout method
US8159041B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP3470960B2 (ja) 混合ヒューズ技術
US20100117190A1 (en) Fuse structure for intergrated circuit devices
JP2004214580A (ja) ヒューズレイアウト,及びトリミング方法
US20080237787A1 (en) Semiconductor integrated circuit
TW201214648A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US7176551B2 (en) Fuse structure for a semiconductor device
JP2001156172A (ja) 半導体装置
US9214427B2 (en) Method of self-correcting power grid for semiconductor structures
US7138721B2 (en) Memory module
KR100871389B1 (ko) 반도체 소자의 퓨즈 및 그의 형성방법
WO2001099188A2 (en) Semiconductor package and method
KR100807637B1 (ko) 반도체 및 반도체 제조 방법
TW529147B (en) Structure of metal fuse of semiconductor device
KR101033980B1 (ko) 고집적 반도체 장치를 위한 퓨즈 구조
KR100950750B1 (ko) 반도체 소자의 퓨즈 박스
JP2023036249A (ja) 半導体装置
KR101052873B1 (ko) 반도체 소자의 퓨즈 박스 및 이를 이용한 리페어 방법
KR20110000317A (ko) 반도체 소자의 퓨즈
KR20110003678A (ko) 반도체 소자의 퓨즈
KR20110075934A (ko) 개선된 퓨즈 구조를 갖는 반도체 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20090821

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120321

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120322

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120411

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20120522