TW318277B - - Google Patents
Download PDFInfo
- Publication number
- TW318277B TW318277B TW086102292A TW86102292A TW318277B TW 318277 B TW318277 B TW 318277B TW 086102292 A TW086102292 A TW 086102292A TW 86102292 A TW86102292 A TW 86102292A TW 318277 B TW318277 B TW 318277B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- layer
- barrier layer
- patent application
- item
- angstroms
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/522—Arrangements 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
- H01L23/525—Arrangements 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/522—Arrangements 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
- H01L23/525—Arrangements 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
- H01L23/5252—Arrangements 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 anti-fuses, i.e. connections having their state changed from non-conductive to conductive
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
- H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
- H01L2924/30—Technical effects
- H01L2924/301—Electrical effects
- H01L2924/3011—Impedance
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)
- Semiconductor Memories (AREA)
Description
318277 A7 B7 五、發明説明( 技術領域 本發明係關於半導體裝置,更特別地關於抗溶絲。 背景技藝 如此技藝所已知’許多可程式化積赠電路使用抗溶絲作 爲其可程式化元件。 。可程式化龍電路爲半㈣裝置,其提供同類之内部邏 輯功能,及可允許使用者選擇其所f要之特定邏輯功能之 可%式化元件。抗熔絲爲一種此種可程式化元件。 可程式化積體電路製造在半導體晶圓上。典型之6吋半 導體晶圓含數百個可程式化積體電路模,而且典型之積體 電路含數千個抗炫絲。因此,一般在單„6付半㈣ 上有數百萬個抗熔絲。 抗熔絲使用一層介電材料以得到其可程式化特徵。製造 時,-屬介電材料給予抗溶絲非常高之阻抗。經常使用之 -種介電材料爲氫化之非晶外.Si : H)。㈣絲藉由對 柷熔絲施加適當量與時間之電壓而程式化。在程式化時, 抗熔絲進行永久物理改變,程式化電壓破碎抗熔絲中之高 阻抗介電物,其生成具有非常低阻抗之元件。非晶矽之: 度爲決定程式化抗熔絲所需之電壓量之重要因素。因爲製 造方法在橫越全部晶圓並非完美地均勻,一些抗熔絲證驗 爲比其他抗熔絲較高或較低之程式化電壓。據信非晶♦介 電層橫越晶圓之變化爲此抗熔絲程式化電壓變化之—個^ 因。抗熔絲證驗之程式化電壓之範圍稱爲程式化電壓5 布。 乃 -4 - 本..氏張尺度適用中國國家標準(CNS )八4麟(210X297公廣) 請先閲讀背面之注意事項再填ί -裝 訂 ·—.^----Ν--Ί-- I- I I 1 in
1^1 HI 31S277
五、發明説明( 經濟部中央標芈局員工消費合作社印裝 抗炫絲可程式化邏輯陣列之製造者已尋求具有較窄之程 式化電壓分布之抗溶絲結構,以得到較高之產率及較大之 長期可靠性。產率表示起初符合產物規格之所製造組件之 百分比。彳靠性表示組件隨時間之整體性,#,組件在長 期使用是料續符合規格4可靠性f要使㈣絲在未程 式化時維持高HE抗。f程式化電壓分布亦有助於符合此需 求。由於抗熔絲在半導體中之體積,在個別抗熔絲之產率 或可靠性提供甚至適度改良之抗熔絲結構或方法,可表示 在裝置程度測量時產率或可靠性之大量突破。 發明之揭示 本發明之目的爲提供抗熔絲之結構與製造方法,其具有 較f之程式化電壓範圍。 本發明之另一目的爲提供抗溶絲之結構與製造方法,其 具有較高之產率與可靠性。 依照本發明’具有配置於第一與第二障壁層間之抗熔絲 介電層之抗熔絲進一步包括第二障壁層上之金屬蓋層β 進一步依照本發明’具有配置於第一與第二障壁層間之 抗熔絲介電層之抗熔絲,進一步包括第二障壁層上之金屬 蓋層,而且進一步包括配置於第一障壁層與抗熔絲介電層 間之界面氧化物膜層。 在又進一步依照本發明,具有配置於第一與第二障壁層 間之抗熔絲介電層之抗熔絲,進一步包括第二障壁層上之 金屬蓋層,而且進一步包括兩個界面氧化物膜層,其各配 置於介電層及對應之第一與第二障壁層之間。 -5- (請先聞讀背面之注意事項再填h. xt頁) 裝· 訂 線 本紙浪尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ 297公釐) A7 B7 318277 五、發明説明(3 金屬蓋層改良柷熔絲產率而且亦可改良抗熔絲長期可靠 眭。或更夕個界面氧化物膜層之加入窄化抗溶絲程式化 電壓分布,並且進一步改良抗熔絲之產率與長期可靠性。 這些改良對於高可靠性市場特別重要。 本發明之這些與其他目的、特點、及優點關於以下最佳模 式具體實施例、附圖、與申請專利範圍之詳細説明而變爲 明顯。 圖示之簡要説明 圖1爲先行技藝半導體裝置一部份之橫切面圖。 圖2 - 9爲依照本發明之抗熔絲一部份之橫切面圖3 圖1 0 -1 2爲依照本發明之抗熔絲另一部份之橫切面圖。 圖1 3 -1 9爲本發明之抗熔絲之橫切面圖。 進行本發明之最佳模式 本發明爲具有較窄抗熔絲程式化電壓分布 '較高抗熔絲 產率、與較大抗溶絲長期可靠性之改良抗溶絲。此改良由 缘絲結構之變化而生成,並且在以下參考先行技藝而敎 示〇 經濟部中央橾準局員工消費合作社印裝 圖1描述具有抗熔絲47之型式之先行技藝半導體裝置部 份34之橫切面圖。半導體裝置之部份34進—步包含基質 36、下介電層38、具有位於下介電層38上表面上之複數 互連40a,40b之第一金屬層、及具有在第一金屬層互連 40a ’ 40b上之複數接點52a ’ 52b(在業界有時稱爲“通 路”)之第二金屬層。金屬間介電層50位於第一金屬層互 連40a,40b及第二金屬層接點52a,52b間並且接觸之。 -6· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 經濟部中央標準局員工消費合作社印掣 318277 at B7 五、發明説明(4 ) 抗熔絲47亦位於第一金屬層互連40a及第二金屬層接點 52a間並且接觸之。 基質36可爲但不限於任何MOS、雙極或BICMOS處理 裝置。基質36可爲純化或可含活性元件,如電晶體。 下介電層38通常包含矽酸鹽介電物,如硼鱗矽酸鹽玻 璃。在所需之處,下介電層38提供第一金屬層互連4〇a, 4 0 b及基質3 6間之電隔離。 第一金屬層互連4〇a,40b及第二金屬層接點52a, 52b—般包含電導體,如鋁或鋁合金。第一金屬層互連 40a及弟一金屬層接點5 2 a各提供至抗炫絲4 7之電連接。 金屬間介電層5 0通常包含矽酸鹽介電物,如二氧化 矽。在所需之處’金屬間介電層5 〇提供第一金屬層互連 40a’ 40b及第二金屬層接點’ 52b間之電隔離。 抗熔絲47包括第一障壁層42、第二障壁層46、及位於 第一障壁層4 2與第二障壁層4 6間並且與之接觸的抗熔絲 介電層44。 第一障壁層42防止第一金屬層互連4〇3與抗熔絲介電層 44在製造方法時之不欲化學交互作用。第—障壁層42亦 作爲抗熔絲47之下電極。第一障壁層42通常包含導體, 其亦爲化學擴散障壁,如鎢化鈦(Tiw)。 抗熔絲介電層44爲抗熔絲47之可程式化元件,而且通 常包含未摻雜含氫非晶妙(a-Si : H) ^在其起初未程式化 狀態’抗熔絲介電層44爲高阻抗元件,其提供第一障壁 層42與第二障壁層46間之電隔離。在適當設計電壓之施 (請先閲讀背面之注意事項再填3?·為頁) -裝. 訂 -----------Β7 五、發明説明(5 )"— 加時,抗熔絲介電層44破碎並且繼而提供第一障壁層Ο 與第二障壁層46間之低阻抗。 第二障壁層46-般包含導體,其亦爲化學擴散障壁, 如鎢化鈦Tiw。第二障壁層46防止抗熔絲介電屬44與第 —金屬層接點52a在製造方法時之不欲化學交互作用。第 二障壁層46亦作爲抗熔絲47之上電極。 先行技藝之積體電路抗熔絲藉由將電晶體(未示)定址而 個別地程式化,其對可程式化邏輯陣列爲内部的,而且其 %連接至被程式化之抗熔絲3定址發生在這些電晶體以製 造由外部電源至第二金屬層接點52a,及由第一金屬層互 連40a至接地之電導性路徑,其使指定之程式化電壓施加 於抗熔絲電極42,46。如此提供橫越抗熔絲介電層44之 電場,其造成通過抗熔絲之電流之大量増加。增加之電流 產生局部加熱,而且部份抗熔絲介電層被第—與第二障壁 層溶化》生成之程式化抗熔絲在第一障壁層與第二障壁^ 之間通過抗熔絲介電層呈現不可逆之低阻抗路徑。 先行技藝裝置具有程式化電壓之範圍比所需爲寬之問 題’生成降低之抗熔絲產率及較低之長期可靠性。 圖2 - 9爲描述依照本發明之抗熔絲一部份形成之逐步步 驟之橫切面圖》 如熟悉此技藝者所了解,所有之圖式爲略示示意圖,而 且並不意圖描寫本發明之指定參數或結構細節。 參考圖2,半導體裝置之部份74包括基質36,其已在其 暴露之主要表面配置於下介電層78。在所需之處,下介 -8 - '本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) ' ~ (請先閲讀背面之注意事項再填ί 々頁) -裝· 訂 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印取 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印裳 五、發明説明(6 ) 電層78提供對基質36之電隔離。下介電層78通常包含矽 酸鹽介電物,如爛續砂酸鹽玻璃(BPSG)。然而,熟悉此 技藝者已知可得下介電層7 8之許多替代品,包括磷矽酸 鹽玻璃(PSG)與二氧化矽。 下介電層78已在其暴露之主要表面配置第一金屬層 80。第一金屬層8〇使用噴鍍沈積或一些其他之丰導體處 理技術而沈積,如蒸發沈積。第一金屬層8 〇 一般包含電 導體,如鋁或鋁合金。較佳具體實施例使用重量比爲 9 8 . 5百分比(%)之鋁、〇 5 %之銅、丨%之矽合金。熟悉此 技藝者已知之替代包括但不限於鋁_矽_銅及摻雜鈦之鋁與 碎之其他合金。 第一障壁層82配置於第一金屬層8〇之暴露之主要表 面。第一障壁層82防止第一金屬層80與抗熔絲層在製造 方法時之不欲化學交互作用。第—障壁層82亦作爲抗熔 絲之下電極》在較佳具體實施例,第—障 組合物,其包含重量比爲10%之鈦與9〇%之鎢。第一障 壁層82之厚度通常在丨’000埃至2,0〇〇埃之範圍,較佳爲 1,5 5 0埃。第一障壁層Μ使用喷鍍或—些其他之半導體處 理技術而沈積,如蒸發沈積》雖然較佳具體實施例對第一 障壁層82使用喷鏡沈積之TiW組合物,熟悉此技藝者應 了解,氮化鈥或其他導電性擴散障壁材料亦可作爲第一障 壁層。在此情形,應使用適合本應用之材料之.尤積技称· 如反應性喷艘或化學蒸氣沈積。 ^ 現在參考圖3,在第一障壁層82之暴露之主要表面上形 (請先聞讀背面之注意事項再填h 4頁)· i m n· m . .裝
,1T 線 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) /U規格(210X297公釐) ~~--- Α7 Β7 3^8277 五、發明説明( 成界面氧化物膜層84。界面氧化物膜層84在程式化電壓 分布、抗熔絲產率與抗熔絲長期可靠性,提供重大之改 良。形成界面氧化物膜層84而無需考慮任何已存在之原 生金屬氧化。原生金屬氧化通常定義爲在材料暴露於周圍 S氣時,即,溫度、壓力、濕度等,自發地發生之氧化。 在較佳具體實施例,界面氧化物膜層8 4藉由使第一障 壁層8 2之暴露之主要表面在習知單晶圓下游電漿電阻汽 提器,或任何其他之適當槽,接受一元氧而形成。處理槽 泵至低壓並且以氣態氧回充至i 〇毫托耳至5 〇 〇托耳間之壓 力,較佳爲3 _ 7 5托耳》處理槽中之溫度應在丨〇 〇度攝氏 (度C)至400度C之間,較佳爲160度C至260度C。在與 處理槽分離但是連接之第二槽,使用R F產生器以游離氣 態氧以製造一元氧。rF產生器設定爲由指定產生器設 計、電源、及所選之處理條件決定之輸出電力。4 5 〇瓦之 屯力顯示爲適合的。RF產生器之頻率設定爲1356百萬 赫妓(Mhz) ; 13.56 Mhz已被FCC許可用於涉及低壓電 漿之工業RF產生器。亦可使用適合將氣態氧游離成—元 氧之任何其他之頻率或裝置。一元氧自第二槽流出至處理 槽中。界面氧化物膜層8 4如在處理槽沖洗第一障壁層8 2 之暴露表面之一元氧而產生。在較佳具體實施例,累積之 暴露時間在1 5秒至3 0分鐘之範圍,較佳爲】分鐘至丨〇分 鐘。可藉其他之累積暴露時間而產生改變程度之有益效 果。此外’熟悉此技藝者應了解,適當之累積暴露時間視 處理參數而定,如溫度與壓力,其均可變化而產生相同之 -10- 本紙張尺度丨用中國國家標车(〔叫八4規格(210';<297公董) f請先閲讀背面之注 意ί項再填£ 經濟部中央標準局負工消費合作社印製 318277 經濟部中央標準局貝工消費合作社印裝 A7 _ B7 — __ -.五、發明説明(8 ) 結果。第一障壁層8 2.之表面對一元氧環境之累積暴露不 需爲連續的,而且實際上已因暴露第—障壁層82之表面 於周圍環境範圍爲1 9分鐘至2小時之時間而中斷。據信對 此中斷時間並無最大或最小之限制。 界面氧化物膜層84之厚度比其他層小,一般在約1〇埃 至100埃之範圍,較佳爲約40埃至70埃,雖然界面氧化 物膜層並不限於這些範園。然而,比較之下,原生金屬氧 化物之厚度一般小於20埃。 一邵份之界面氧化物膜層位於形成界面氧化物膜層之第 一障壁層起初表面之下或穿透之。界面氧化物膜層之穿透 深度大於原生金屬乳化物膜之深度^較佳之方法確定足夠 之厚度與穿透深度,但是亦可使用提供類似結果之其他處 理或方法,如熟悉此技藝者所已知。 現在參考圖4,柷溶絲介電層8 6沈積於界面氧化物膜層 84之暴露之主要表面上。抗熔絲介電層86使用電漿増強 化學路軋沈積(PECVD),或一些其他之半導體處理技術 而沈積,如低壓化學蒸氣沈積(L p C v D )。界面氧化物膜 層84與抗熔絲介電層8 6之厚度控制程式化電壓。爲了得 到範園爲7 · 5伏特至1 2伏特之程式化電壓分布,抗熔絲介 電層86之厚度實質上在8〇〇埃至1,6〇〇埃之範圍》在較佳 具體實施例’調整抗熔絲介電層8 6之厚度以得到在〗〇 〇 伏特至10.5伏特之中間程式化電壓,!,丨25埃+/_2〇埃較 佳》其他之抗熔絲介電層8 6厚度可用以得到對應之較高 或較低之程式化電壓分布。 -11 - 本紙張尺度適财關家縣(CNS ) A4規格(21GX297公爱) (請先聞讀背面之注意事項再填^為頁) -裝
*1T 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明説明(9 ) 抗熔絲介電層8 6通常包含未摻雜氫化非晶矽(a_Si: η), 其爲高阻抗絕緣體。然而,亦可使用其他之組合物對熟悉 此技藝者爲明顯的。 抗熔絲介電層86在其暴露之主要表面上沈積第二障壁 層88。第二障壁層88使用噴鍍沈積或一些其他之半導體 處理技術而沈積,如蒸氣沈積。第二障壁層8 8防止抗熔 絲介電層8 6與以後之層在製造方法時之不欲化學交互作 用。第二障壁層8 8亦作爲抗熔,絲之上電極。在較佳具體 實施例,第二障壁層8 8爲T i W組合物,其包含重量比爲 10%之鈦與90。/。之鎢。第二障壁層88之厚度通常在u〇〇〇 埃至2,0 0 0埃之範圍,較佳爲1,5 5 0埃。雖然較佳具體實 施例使用喷鍍沈積之T i W組合物,熟悉此技藝者應了解, 亦可使用氮化鈦或其他導電性擴散障壁材料。在此情形, 應使用適合本應用之材料之沈積技術,如反應性噴鍍或化 學蒸氣沈積。 現在參考圖5,在第二障壁層88之沈積後,藉由層82, 84,86與8 8之圖樣化蝕刻而形成抗熔絲89,如以下所述。 許多蝕刻技術對熟悉此技藝者爲已知的。在較佳具體實 施例’塗佈光阻劑及圖樣化。圖樣化光阻劑9 0界定抗熔 絲8 9之位置。繼而,然後通常使用四氟甲烷(c F 4 )、氧 (〇2)與氣(C12)蝕刻化學至少之一實行蝕刻。位於圖樣化 光阻劑9 0之下之蝕刻層部份保持完整作爲抗熔絲8 9部 份’而且藉蝕刻方法去除其餘各層。第一金屬層80作爲 蚀刻停止層。 -12- 本紙浪尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X 297公釐) '~~" (請先閲讀背面之注意事項再填产4頁) .裝. 訂 線 Α7 Β7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(10) 抗熔絲8 9蝕刻後,將第一金屬層8 〇圖樣化成爲第一金 屬層互連80a,80b。將第一金屬層80圖樣化之技術對熟 悉此技藝者爲已知的。在較佳具體實施例’光阻劑在第一 金屬層變成第一金屬層互連8〇a,80b之區域上圖樣化。 繼而,然後較佳爲使用電槳乾燥蝕刻技術及三氟甲烷 (CHF3)、Cl2與三氣化硼(bc13)化學實行蝕刻。在圖樣 化光阻劑下之第一金屬層互連8〇&,8〇b保持完整,而且 其餘之第一金屬層藉蝕刻方法去除。下介電層78作爲蝕 刻停止層。在第一金屬層互連8〇a,8〇b之圖樣化之後, 去除所有之光阻劑。 現在參考圖6,金屬間介電層9 2沈積於下介電層7 8、第 一金屬層互連80a,80b、及抗熔絲89之暴露表面上。金 屬間介電層92通常經PEVCD、LPCVD或大氣壓力化學 蒸氣沈積(APCVD)而沈積。這些技術對熟悉此技藝者爲 已知的。金屬間介電層9 2然後平面化。 金屬間介電層92通常包含二氧化矽、BPSG與PSG至少 之一。金屬間介電層92在平面化之前具有大的厚度,較 佳爲6,0 〇 〇埃至1 5,〇 〇 〇埃之範圍,以造成抗熔絲8 9與第 金屬層互連80a,80b之足夠覆蓋,因而將其與以下之 層絕緣。 現在參考圖7,將金屬間介電層92圖樣化,以對抗熔絲 89之表面94製造通路98,及對第一金屬層互連80b之表 面96製造通路1 〇〇。 如以上所述,圖樣化之步驟加入許多處理步驟。在一個 ----- (請先閲讀背面之注意事項再填頁} -裝 :π 線 -13- - 318277
經濟部中央標準局員工消費合作社印製 、體實施例,在相鄰通路98,100之區域上將一層光阻劑 圖,化。此外,在形成通路98,1GG之處將光阻劑暴光及 顯影3因此,藉由蚀刻步驟,同時製造通路981〇〇。然 而’在較佳具體實施例,對各通路9 8,丨〇 〇使用兩個分別 •^光阻劑沈積與蚀刻步驟。此較佳具體實施例之目的爲防 止對抗熔絲之早熟損壞。 參考圖8,在製造通路98與〗〇〇時,第二金屬層ι〇2蓋 在圖7乏生成結構上而形成3第二金屬層丨〇2一般包含如 鋁或鋁合金之電導體,其具有實質上在6,〇〇〇埃至 1J3 ’;> 0 0埃之範園之厚度。在本發明之—個具體實施例, 第二金屬層102較佳爲包含鋁(98 5 %濃度重量比)、銅 (0.5%濃度重量比)、與矽(1%濃度重量比)合金。熟悉此 技藝者已知之替代包括但不限於鋁·矽_銅及摻雜鈦之鋁與 矽之其他合金。第二金屬層1〇2之形成可經各種已知之先 伃技蟄方法而完成,包括蒸發與噴鍍沈積技術。 參考圖9,將圖8之第二金屬層1〇2圖樣化以界定導電性 路徑,並且製造第二金屬層接點l〇2a,i〇2b。 如以上所述,圖樣化之步驟加入許多處理步驟。在—個 具體實施例,在圖8之第二金屬層102形成圖 第_ 層接點心,關之區域上,將一層光阻劑上金: 刻步壤較佳爲使用電漿乾燥蝕刻技術,其包括d2、 BCI3、或CHF3。一旦蝕刻’去除其餘之光阻劑。 藉此配置,第二金屬層接點102a藉表面94而電連接抗 溶絲98。類似地,第二金屬層接點⑼讪藉表面%而電連 -14- 本紙伕尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公楚) ----------裝-- (請先閲讀背面之注意事項再填頁) 訂
線 I— n 1^1 n JJ n n I I_ I n ___ _ _ Λ I I I 1 - I 318277 A7 B7 五、發明説明(12 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印裝 接第一金屬層互連8〇b。 在抗溶絲介電層8 6之沈積前之界面氧化物膜層$ 4之加 入重大地窄化抗熔絲之程式化電壓之範圍至一伏特量之級 數。界面氧化物膜層84之加入亦在抗熔絲之產率與長期 可靠性產生改良。這些改良對高可靠性市場特別重要。 對於界面氧化物膜層提供之有益電效果有許多可能之解 釋。界面氧化物膜層在原生金屬氧化物上之較大穿透深度 可部份地合理。對於成爲良好擴散障壁之第一障壁層,如 Ή W,顆粒邊緣必須裝塡(或“充塡”)以防止抗熔絲介電層 擴散至第一障壁層。據信界面氧化物膜層之較大穿透深度 在第一障壁層提供顆粒邊緣較完全之裝塡,因而降泜抗溶 絲介電層至第一障壁層中之擴散。 亦據信有益效果部份由界面氧化物膜層將第一障壁層表 面之細規模特點光滑之能力所生成。例如,第一障=層在 其表面可具有尖點。這些尖點對應個別之顆粒戈小;面。 這些尖點附近之電場非常集中,因而在抗炫絲界電層上生 成非均勻應力,結果爲較不可預測之抗熔絲程式化電壓。 界面氧化物膜層之形成可提供一些將第—障壁層表=上之 尖點光滑。較光滑之表面提供橫越抗熔絲介電層之較均勺 電場,結果爲較可預測之抗熔絲裝置。 二 進-步相信,界面氧化物膜層之加入改變抗熔 86之表面形態學及/或物理或化學性質。沈積之層之性 受其所沈積之表面之性質衝擊。由於界面氧化物膜層 簡單之原生金屬氧化物具有獨特之物理特徵,例如,、父 口 _較大 •15- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(_ 21〇χ 297公着_)_ 請先聞讀背面之注意事項再填一 本頁) •裝 線 之厚度,沈積於界面氧化物膜層上之抗熔絲介電層可具有 並非沈積於簡單原生金屬氧化物膜之不同表面形態學、密 度或結晶大小及/或定向。 界面氧化物膜層8 4亦衝擊抗熔絲8 9之介電性質。界面 氧化物膜層84之化學組合物並非已知的,但是可假設爲 鎢、鈦與氧之混合物。伴隨鈦與鎢氧化物之高介電常數可 解釋抗熔絲8 9之所測量介電性質,例如,電容,比較無 界面氧化物膜層8 4之抗熔絲之差異3 雖然馬了本發明之目的,界面氧化物膜層8 4顯示爲沈 和於第一障壁層8 2,並且接觸抗熔絲介電層8 6,其並非 排除亦配置於第一障壁層82與抗熔絲介電層86間之其他 材料,只要界面氧化物膜層8 4配置於第一障壁層8 2與抗 熔絲介電層8 6之間。 此外,雖然抗熔絲8 9顯示於含將抗熔絲8 9定址與程式 化之内部電晶體之半導體裝置中,其並非排除其中可形成 抗熔絲89之其他型式之裝置,半導體與非半導體。如以 上所述,基質3 6可爲鈍化或可含活性元件,而且可爲作 不限於任何MOS、雙極或BICM〇s處理裝置。因此,半 導體可不具有此將抗熔絲8 9程式化之内部電晶體,在此 情形,程式化之方法比較以上之説明而修改。或者,例 如,有或無其他鈍化組件之抗熔絲8ς)可形成並非半導體 裝置之裝置之部份’其可具有包含如陶资或塑膠 料之基質。 何 圖1 0 -1 2爲描述依照本發明之抗熔絲另—部份形成之系 A7 _______B7 五、發明説明(14 ) 步步骤之橫切面圖。 參考圖10,半導體裝置之部份124包括基質36。半導 體裝置之部份124進一步包含下介電層128、第一金屬層 130、第-障壁層132、第一界面氧化物膜層134、與抗 溶絲介電層136。層128、130、132、134、與136以如 上所述並描述於圖2-4之對應層之相同方法沈積:下介電 層78、第-金屬層80、第一障壁層82、$面氧化物膜層 8 4、與抗熔絲介電層8 6。 現在參考® 11 n面氧化物膜層13 8形成於抗炫絲 介電層136工暴露之主要表面上。第二界面氧化物膜層 ! 38藉由如上所述並描述於圖3之第—界面氧化物獏層以 之相同方法形成,除了暴露時間爲4分鐘至3G分鐘之間, 較佳爲4分鐘至6分鐘,相對於第—界面氧化物膜層以之 ]5秒至30分鐘暴露時間。此外,熟悉此技藝者應了解, 適當之暴露時間視處理參數而定,如溫度與壓力,其均可 變化而仍產生相同之結果3 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 現在參考圖12,第二界面氧化物膜層丨38已在其暴露之 主要表面上沈積於第二障壁層丨4〇。第二障壁層14〇以如 以上所述並且描述於圖4之第二障壁層8 8之相同方法沈 積。在帛1壁層140之沈積後,〃各如以上所述並且描 述於圖5之抗熔絲89與第一金屬接點8〇&,8〇b之相同方 法,將抗熔絲141與第一金屬接點n〇a,13〇b圖樣化及 蚀刻。 在將抗熔絲1 4 1與第一金屬接點丨3 〇a,丨3 〇b圖樣化之 _ -17- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明(15) f’中間介電層144與第二金屬層接點…a,154b以各 如以上所述並且描述於圖6_9之中間 層接點i02a,102b之相同方法形成。 ^、弟二金屬 =此配置’第二金屬層接點154a藉表面146而電連接 類似地’第二金屬層接點i5n藉表面148而 接弟一金屬層互連"〇b。程式化電壓爲第-界面氧 化物膜層134、抗熔絲介電層136 ' 層⑴之厚度之函數。 一界面乳化物膜 第-界面氧化物膜層134與第二界面氧化物膜層138之 加入重大地窄化抗熔絲之程式化電壓之範固。實驗試驗顯 不,兩個氧化膜層134,138之加入降低抗溶絲程式化電 签分布(標準誤差至少25%至5〇%。界面氧化物膜層 134 ’ 13 8之加入亦產生抗熔絲之產率與長期1靠性之, 良。實驗加速壽命試驗顯示,界面氧化物膜層丨34,13。 之力入降低正$操作條件下抗溶絲之預期失敗率數個級數 (量。據信大部份之這些改良乃由於第—界面氧化物膜 134所造成。這些改良對於高可靠性市場特別重要。 雖然爲了本發明之目的,第二界面氧化物膜層丨38顯 沈積於抗熔絲介電層丨36上,並且接觸第二障壁層14〇 其並非排除亦配置於抗熔絲介電層1 3 6與第二障壁層1… 間之其他材料,只要第二界面氧化物膜層丨3 8配置於抗熔 絲介電層1 3 6與第二障壁層1 4 〇之間。此外,雖然第二界 面氧化物膜層138與第一界面氧化物膜層134—起顯示, 第二界面氧化物膜層138可有或無第一界面氧化物膜層 改 8 層 示 40 (請先聞讀背面之注意事項再填h 4頁) •裝
,1T 線 18 本紙乐尺度適用中國囷家橾準(CNS ) A4規格(210X297公釐) A7 B7 五、發明説明(16 ) 1 3 4而用於抗熔絲。此外,雖然抗熔絲1 4丨示於含將抗溶 絲1 4 1定址與程式化之内部電晶體之半導體裝置中,其炎 非排除其中可形成抗熔絲1 4 1之其他型式之裝置,本道崎 與非半導體。 圖1 3 -1 9爲描述依照本發明之抗熔絲形成之逐步步驟之 橫切面圖。 參考圖13 ’半導體裝置之部份174包括基質36。半導 體裝置之部份174進一步包含下介電層丨78、第—金屬層 1 8 0、第一障壁層丨8 2、第一界面氧化物膜層丨8 4、抗熔 絲介電層1 8 6、第二界面氧化物膜層! 8 8、與第二障壁層 190 °層178、180、182、184、丨86與丨90以如上所述 並描述於圖2-4之對應層之相同方法沈積,下介電層78、 第-金屬層80、帛-障壁層82 '界面氧化物膜層84、抗 熔絲介電層86、與第二障壁層88。第二界面氧化物膜層 188 X如上所述並描述於圖π之第二界面氧化層{Μ之相 同方法形成。 現在參考圖14,金屬蓋層192形成於第二障壁層19〇之 暴露之主要表面上。金屬蓋層192之—個目的爲防止第二 障壁層㈣被以下料之以後之通路μ步驟所腐蚀。金 屬蓋層192對以後之通路蝕刻步驟提供比包含丁丨…之第二 障壁層較佳之選擇性。在較佳具體實施例,金屬蓋層爲鋁 “夕組合物,包含實質上重量比爲99%之紹與之碎,然 而,可使用對以後之通路蝕刻步驟爲選擇性及/或可作爲 攜牲層,及本身可圖樣化與㈣之任何電導體。對以後之 请 先 閲 讀. 背 面 之V 注 意 事 項 存 U i 装 ir 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -19- 318277 A7 B7 五 、發明説明( 17 速路蝕刻爲選擇性之電導體爲具有低於第二障壁層之蝕刻 鈿'、者.例如,鋁或大邵份鋁合金,包括但不限於包括 鉬、矽、與鈦之—或更多之鋁合金。據信亦可使用銅、 』、銀、或奴。步相信金可用於非積體電路應用。犧 此層爲具有可與第二障壁層比擬之蚀刻速率者,但是其提 :、適田之膜厚以完成通路蝕刻而不蝕刻至第二障壁層。視 '路蚀刻用之蚀刻化學之選擇而定,犧牲層用之適當材料 w匕括例如,任何或所有以上提及選擇作爲通路蝕刻之 材料。名詞電導體不限於金屬,並且包括,例如,導電性 氧化物。
在較佳具體實施例,金屬蓋層192使用如VARIAN 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 9 0 土喷鍍機之噴鍍機噴鍍沈積,雖然亦可使用熟悉此 技藝者已知之其他令人滿意之半導體處理技術。噴鍍沈積 壓力應在1毫托耳至5〇毫托耳之間,較佳爲5毫托耳至2〇 毫托耳。噴鍍環境通常爲實質上純氬。溫度應範圍爲25 至400度c之間,較佳爲25度Ch5〇度c。喷鍵機之 電力設定視特定機器與所選之處理條件而定。在較佳具體 實施例,VARIAN 3190型之電力設定爲約22%。選擇沈 積時間以得到所需之厚度。在較佳具體實施例,沈積時間 實質上在25秒至10秒之範圍。然而,熟悉此技藝者應了 解,適當之沈積時間視處理參數而定,如溫度、壓力與電 力,其均想像地改變而不改變結果3金屬蓋層^ 9 2之厚度 應大到足以重複地形成連續層,即,無隔離島形成,而不 厚到誘導層脱離。視當厚度之範園視用於金屬蓋層192之 -20- 本紙張尺度適时酬家標準(CNS )A4規格(210X297公釐) B7 五、發明説明(18 ) 材料而定。對於包含銅、鈞、銀或钽之金屬蓋層192,據 仏厚度範圍之下限爲至少低至3 〇 〇埃3對於9 9 %鋁與i % 矽之组合物,已證驗500埃之下限厚度3據信對於鋁與其 他之鋁合金可證驗類似之下限厚度。在上限,據信高於 1〇,〇〇〇埃之厚度對於包含鋁、鋁合金、銅、鉬、銀或钽 之金屬盍層呈現脱離問題。對於9 9 %鋁與i %矽之组合物 及鋁與其他鋁合金之較佳範園爲8 〇 〇埃至丨2 〇 〇埃。 現在參考圖1 5,在金屬蓋層! 9 2之沈積後,以如上所述 並且描述於圖5之抗惊絲8 9之相同方法,將抗熔絲1 9 3圖 樣化及蝕刻,除了在-2 6 5伏特之d C偏壓使用B C 13與C 12 以蝕刻金屬蓋層192。一旦通過金屬蓋層丨92及進入第二 障壁層190,關閉BCh與C!2而且DC偏壓對其餘之蝕刻 設爲-190伏特。 將抗熔絲1 9 3圖樣化及蝕刻後,以如上所述而且描述於 圖5之第一金屬接點8 〇 a,8 0 b之相同方法,將第一金屬 接點1 8 0 a,1 8 0 b圖樣化。 現在參考圖1 6,金屬間介電層1 9 6以如上所述而且描述 於圖6之金屬間介電層9 2之相同方法形成。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 現在參考圖17,至抗熔絲193之表面198之通路202及 至第一金屬層互連180b之表面200之通路204各以如上所 述而且描述於圖7之至抗熔絲89之表面94之通路98及至 第一金屬層互連80b之表面96之通路1〇〇之相同方法形 成,除了調整抗熔絲通路蝕刻以適應另外之金屬蓋層 192 = -21 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4現格(210X297公釐) 五、發明説明(19) 見在參考圖18,第二金屬層206以如上所述而且描述於 圖8之第二金屬層102之相同方法形成。 現在參考圖19 ’第二金屬層接點2〇6a,2〇6b各以如上 所述而且描述於圖9之第二金屬層接點1〇2a,i〇2b之相 同方法形成。 藉此配置,第二金屬層接點2〇6a藉表面198而電連接 柷熔絲193。類似地,第二金屬層接點2〇6b藉表面2〇〇而 電連接第一金屬層互連丨8〇b。 圖1 9之生成結構描述依照本發明之抗炫絲結構。抗炫 絲1 93以如在以上關於圖1所敘述之先行技藝裝置之相同 方法程式化,因而對可程式化積體電路爲内部之電晶體製 造由外部電源至第二金屬層接點2 〇 6 a,及由第—金屬層 互連180a至接地之電導性路徑。正電壓與接地因而各施 加於金屬1層192與電極182。電壓經金屬蓋層192而電 導至第二障壁層190,生成橫越抗熔絲I 93之電場施加。 柷熔絲1 9 3或可藉由對電極丨8 2施加正電壓及對金屬蓋層 1 92接地而程式化,然而,需要稍微調整程式化電壓之 量,以補償抗熔絲193之程式化電壓對程式化電壓極性之 敏感度β 程式化電壓爲第一界面氧化物膜層184、抗熔絲介電層 186、與第二界面氧化物膜層188之厚度之函數。正程式 化電壓較佳爲約7.5伏特至12伏特之範圍,而且充份高之 足夠電流通過抗熔絲1 93,以造成抗熔絲介電層1 86及第 一與第二界面氧化物膜層1 8 4,1 8 8破碎,以製造低電阻 -22- 3l8277 at __ Β7 五、發明説明(20 ) 路徑。程式化後抗熔絲之生成電阻爲約3 〇 〇歐姆(Ω )。確 實電阻値視程式化電壓之量與限制程式化電流之電晶體大 小而定。因此’程式化後電阻可低於3 〇〇歐姆(Ω)。然 而,相對地,抗熔絲之程式化前電阻爲約1 X ! 〇 9Ω。 雖然金屬蓋層192及兩個界面氧化物膜層184 ’ 188 — 起示於抗熔絲193,金屬蓋層192亦可用於具有一個界面 氧化物膜層或無界面氧化物膜層之抗溶絲。比較僅具有界 面氧化物膜層之抗熔絲,金屬蓋層】9 2改良抗熔絲產率達 級數之量。金屬蓋層亦可在長期可靠性提供一些進一 步改良’其超越由界面氧化物膜層提供之改良。 此外,雖然爲了本發明之目的,金屬蓋層丨9 2顯示爲沈 積於第二障壁層丨9 〇上,其並非排除亦配置於金屬蓋層 192與第二障壁層ho間之其他材料,只要在第二 之沈積後沈積金屬蓋層。此外,雖然抗溶絲193顯示 於含將杬熔絲1 9 3定址與程式化之内部電晶體之半導體裝 置中,其並非排除其中可形成抗熔絲丨93之其他型式之装 置,半導體與非半導體。 經濟部中央標準局員工消费合作社印裝 雖然已參考描述性具體實施例而敘述特定之發明,此説 明並非表示視爲限制意義。應了解,描述性具體實施例之 各種修改,及本發明之另外之具體實施例,在參考本説明 時對於熟悉此技藝者爲明顯的,而不背離本發明之#神, 如所附(申請專利範圍所列。因此,在了解本發明時,熟 悉此技藝者可將本發明用於需要抗溶絲技術之各種應用。 這些應用包括但不限於可程式化裝置,如可程式化 -23- A7、發明説明(21 B7 憶體、可程式化陣列邏輯單 斗早7°、與電場可程式化閘極陣 幻、可程式化控制器、及其他i 丄 他又可权式化電路。因此意圖 使所附〈申請專利範圍涵蓋在本 修改或具體實施例。 月4圍内〈任何此種 (請先閲讀背面之注意事項再填ί .裝 訂 線 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 -24- 本紙悵尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(2丨Ο X 297公釐)
Claims (1)
- ABCD 318277 申請專利範圍 1. 一種抗熔絲,包含: 第一電導性擴散障壁層; 請 先 閱 讀 背 ί 事 項 再 填 寫 本 頁 第二電導性擴散障壁層,其實質上間隔對準該第一障 壁層而安置,該第二障壁層具有面離該第一障壁層之主 要表面; 介電層,其安置於該第一障壁層與該第二障壁層中間 並且實質上對準;及 金屬蓋層,其安置於覆蓋該第二障壁層之該主要表 面,並且實質上對準該第二障壁層,該金屬蓋層包含對 通路蝕刻化學比該第二障壁層較選擇性之電導性材料。 2. 根據申請專利範圍第1項之抗熔絲,其中該金屬蓋層包 含鋁材料。 3. 根據申請專利範圍第1項之抗熔絲,其中該金屬蓋層包 含鋁合金材料。 4. 根據申請專利範圍第3項之抗熔絲,其中該金屬蓋層具 有500埃至10000埃之範圍之厚度。 5. 根據申請專利範圍第3項之抗熔絲,其中該金屬蓋層具 有約800埃至1200埃之厚度。 6. —種抗熔絲,包含: 經濟部中央標準局員工消f合作社印褽 第一電導性擴散障壁層,該第一障壁層具有一主要 表面; 第二電導性擴散障壁層,其實質上間隔對該第一障壁 層而安置,該第二障壁層具有面離該第一障壁層之主要 表面,該第一障壁層之該主要表面面朝該第二障壁層; -25-本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 318277 A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 經濟部中央椽隼局員工消費合作社印製 介電層,其安置於該第一障壁層與該第二障壁層中間 並且實質上對準,該介電層具有面朝該第二障壁層之主 要表面; 第一界面氧化物膜層,其配置於該第一障壁層與該介 電層中間並且實質上對準,該第一界面氧化物層具有其 間至少1 〇埃之厚度; 第二界面氧化物膜層,其配置於該第二障壁層與該介 電層中間,該第二界面氧化物層具有其間至少1 〇埃之 厚度; ^ 金屬蓋層,其安置於覆蓋該第二障壁層之該主要表 面’並且實質上對準該第二障壁層,該金屬蓋層包含對 通路蝕刻化學較該第二障壁層更有選擇性之電導性材料。 7.根據申έ青專利範圍第6項之抗熔絲,其中該第一界面 化物膜層配置於該第一障壁層之該主要表面上,該氧 物層穿透该弟一障壁層之該主要表面至少5埃之深度。 8·根據申請專利範圍第7項之抗熔絲,其中該第一與第二 界面氧化物膜層藉由該第一障壁層之該主要表面與該介 電層各在一元氧環境中之暴露而形成。 9·根據申請專利範圍第6項之抗熔絲,其中該第一與第二 界面氧化物層在該第一障壁層與該介電層之間及該介電 層與該第二障壁層之間,各具有1〇埃至1〇〇埃之範圍 厚度。 10.根據申請專利範圍第9項之抗熔絲,其中該第一界面 化物膜層配置於該第一障壁層之該主要表面上,該氧 氧 化 之 氧 化 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 26 本紙張尺度適用中國國家標隼(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) ABCD 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 六、申請專利範園 層穿透該第-障壁層之該主要纟面超過10埃之深度。 11. 根據:請專利範圍第10項之抗熔絲,其中該第—與5二 界面氧化物層#由經該第一障壁層之該主要表面與該介 電層各暴露在一元氧環境中而形成。 12. 根據申請專利範圍第6項之抗熔絲,其中該金屬蓋層包 含銘材料。 13. 根據申請專利範圍第6項之抗熔絲,其中該金屬蓋層包 含鋁合金材料。 丨4.根據申請專利範圍第1 3項之抗熔絲,其中該金屬蓋層具 有500埃至10000埃之範圍之厚度。 15. 根據申請專利範圍第1 3項之抗熔絲,其中該金屬蓋層具有 約800埃至1200埃之厚度。 16. —種在基質上製造抗炼絲之方法,其包含步驟: 在基質上沈積第一障壁層; 沈積介電層覆蓋於該第一障壁層上;及 沈積第二障壁層覆蓋於該介電層上; 沈積金屬蓋層覆蓋於該第二障壁層上,該金屬蓋層釔 含對通路蝕刻化學較該第二障壁層更有選擇性之電導性 材料。 17. 根據申請專利範圍第16項之方法,其中該沈積金屬蓋層 之步驟包含藉噴鍍沈積金屬蓋層 18. 根據申請專利範圍第1 7項之方法,其中該噴鍍在—毫托 耳至五十毫托耳之範圍之壓力及在二十五度C至四百度 C之範園之溫度執行。 -27- 本纸張足度適用中國國家標準(CNS > A4说格(2丨0X297公ΊΊ ' (锖先間请背面之注意事項鼻填寫冬貢)申請專利範圍 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 2據申*青專利範圍第18項之方法,其中該對通路蝕刻化 學較孩第二障壁層更有選擇性之電導性材料包含銘材料。 -根據巾專利範圍第丨8項之方法,其中該對通路蚀刻化 學較該第二障壁層更有選擇性之電導性材料包含銘合金 材料。 21. 根據申請專利範圍第2〇項之方法,其中該金屬蓋層具有 在五百埃至一萬埃之範圍之厚度。 22. 根據申請專利範圍第2〇項之方法,叾中該金屬蓋層具有 在八百埃至一千二百埃之範圍之厚度。 23·根據申請專利範圍第1?項之方法,其中該噴鍍在五毫托 耳至二十毫托耳之範圍之壓力及在二十五度c至一百五 十度C之範圍之溫度實行。 24.—種在基質上製造抗熔絲之方法,其包含步驟: 在基質上沈積第一障壁層,該第一障壁層具有暴露過 之主要表面; 將基質與該沈積之第一障壁層安置於槽中: 在該槽内提供一元氧環境; 使該第一障壁層接受該一元氧環境足以在該第一障壁 層之該暴露過之主要表面上製造第—界面氧化物層之$ 間間隔;該第一界面氧化物層具有大於十埃之厚度 沈積介電層覆蓋於該第一界面氧化物層上,該介電層 具有暴露過之主要表面; 將基質與該沈積之第一障壁層及該第一界面氧化物層 及該介電層安置於槽中; -28 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 請 先 閲- 讀 背 面, 之-· 注 項 再 填一 % 本 頁 裝 訂 A8 B8 C8 D8 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 318277 、申請專利範圍 在孩槽内提供一元氧環境; 使該介電層接受該-^氧環境足以在該 露敎主要表面上製造第二界面氧化物層之時間間= 琢第—界面氧化物層具有大於十埃之厚度; 沈積第二障壁層覆蓋於該第二界面氧化物層上; 沈積金屬蓋層覆蓋於該第二障壁層上,該金屬言層色 含對通路蚀刻化學較該第二障壁層更有選擇性之電導括 材料=» 25. 根據=請專利範圍第24項之方法,其中在該槽内提供_ 元氧環境之該步驟包含步驟: 製造具有-百度攝氏至四百度攝氏之周園溫度及十毫 托耳至五百托耳之周圍壓力之槽環境: 將氧氣暴露於射頻電場,以製造游離氧氣;及 將該游離氣體引入該槽環境中,以製造該—元氧環境。 26. 根據申請專利範圍第25項之方法,其中將氧氣暴=射 頻率電場之該步驟包含步驟: 以實質上一萬三千五百赫茲之頻率提供該射頻率電場。 27. 根據中請專利範圍第25項之方法,其中該第:障壁層接 受該一元氧環境十五秒至三十分鐘之時間間隔。 汉根據中請專利範圍第25項之方法’其中該介電層接受該 一元氧環境四分鐘至三十分鐘之時間間隔。 29.根據中請專利第25項之方法,其中該槽環境周圍溫 ,在-百六十度攝氏至二百六十度攝氏之範園,而且該 第一障壁層接受該一元氧環境一分鐘至十分鐘之間隔。 29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公慶)8 8 8 8 ABCD 經濟部中央榡準局員工消貧合作社印复 六、申請專利範圍 30.根據申请專利範圍第2 5項之方法’其中該槽環境周圍溫 度在一百六十度攝氏至二百六十度攝氏之範圍,而且該 介電層接受該一元氧環境四分鐘至六分鐘之間隔。 31_根據申請專利範圍第2 4項之方法,其中該沈積金屬蓋層 之步驟包含藉噴鍍沈積金屬蓋層。 32. 根據申請專利範圍第3 i項之方法,其中該噴鍍在一毫托 耳至五十毫托耳之範圍之壓力及在二十五度C至四百度 C之範園之溫度執行。 33. 根據申請專利範圍第3 2項之方法,其中該對通路蝕刻化 學較該第二障壁層更有選擇性之電導性材料包含鋁材料。 34. 根據申請專利範圍第3 2項之方法,其中該對通路蝕刻化 學較該第二障壁層更有選擇性之電導性材料包含鋁合金材料。 35. 根據申請專利範圍第3 4項之方法,其中該金屬蓋層具有 在五百埃至一萬埃之範圍之厚度。 36. 根據申請專利範園第3 4項之方法,其中該金屬蓋層具有 在八百埃至一千二百埃之範圍之厚度》 37. 根據申請專利範圍第3 1項之方法,其中該喷鍍在五毫托 耳至一十爱托耳之範園之壓·力及在二十五度C至一百五 十度C之範圍之溫度執行。 °8.根據申請專利範圍第24項之方法,其中該足以製造第一 界面氧化物層之時間間隔並非連續的,而且被暴露於周 園環境所中斷。 39.根據申請專利範圍第24項之方法,其中該足以製造第二-30- 國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) 請 先 閣 讀 背 χέ) 之 注 意 事 項頁 訂 申請專利範圍 ABCD 經濟部中央標準局員Η消費合作社印製 界面氧化物層之時間間隔並非連續的,而且被暴露於周 固環境所中斷。 40, 一種抗熔絲,其包含: .第一電導性擴散障壁層,該第一障壁層具有一主要 表面; 第二電導性擴散障壁層,其實質上間隔對準該第一障 壁層而安置,該第二障壁層具有面離該第一障壁層之主 要表面; 介電層’其安置於該第一障壁層與該第二障壁層中間 並且實質上對準; 界面氧化物膜層,其配置於該第一障壁層與該介電層 中間並且實質上對準,該界面氧化物層具有其間至少1 〇 埃之層厚;及 金屬蓋層’其安置於覆蓋該第二障壁層之該主要表 面,並且實質上對準該第二障壁層,該金屬蓋層包含對 通路蝕刻化學較該第二障壁層更有選擇性之電導性材料。 41. —種在基質上製造抗熔絲之方法,其包含步驟: 在基質上沈積第一障壁層,該第—障壁層具有暴露之 主要表面; 將基質與該沈積之第一障壁層安置於槽中; 在該槽内提供一元氧環境; 使該第一障壁層接受該一元氧環境足以在該暴露之主 要表面上製造界面氧化物層之時間間隔;該界面氧化物 層具有大於十埃之厚度; 請 先 閱 I 頁 訂 -31 -ABCD 經濟部中央標準局員工消f合作社印製 六、申請專利範圍 沈積介電層覆蓋於該界面氧化物層上; 沈積第二障壁層覆蓋於該介電層上: 沈積金屬蓋層覆蓋於該第二障壁層上,該金屬蓋層包 含對通路蝕刻化學較該第二障壁層更有選擇性之電導性 材料。 42. —種抗熔絲,其包含: 第一電導性擴散障壁層: 第二電導性擴散障壁層,其實質上間隔對準該第一障 壁層而安置,該第二障壁層具有面離該第一障壁層之主 要表面; 介電層 > 其安置於該第一障壁層與該第二障壁層中間 並且實質上對準;及 金屬蓋層,其安置於覆蓋該第二障壁層之該主要表 面,並且實質上對準該第二障壁層,該金屬蓋層包含適 合作爲犧牲層之電導性材料。 43. —種在基質上製造抗熔絲之方法,包含步驟: 在基質上沈積第一障壁層; 沈積介電層覆蓋於該第一障壁層上: 沈積第二障壁層覆蓋於該介電層上:及 沈積金屬蓋層覆蓋於該第二障壁層上,該金屬蓋層包 含適合作爲犧牲層之電導性材料。 44. 一種抗熔絲,其包含: 第一電導性擴散障壁層,該第一障壁層具有一主要 表面; -32- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閔讀背面之注意事項再填寫本頁) :裝_ -a A8 B8 C8 ------ 六、申請專利範圍 弟二電導性擴散障壁@,其實質上間隔對準該第—障 壁層而安置’該第二障壁層具有面離該第—障壁層之主 要表面; 介電層,其安置於該第-障壁層與該第二障壁層中間 並且實質上對準: 界面氧化物膜層,其配置於該第一障壁層與該介電層 中間並且實質上對準,該界面氧化物層具有其間至少ι 〇 埃之層厚;及 金屬蓋層,其安置於覆蓋該第二障壁層之該主要表 面,並且實質上對準該第二障壁層,該金屬蓋層包含適 合作爲犧牲層之電導性材料。 45. —種在基質上製造抗熔絲之方法,包含步驟: 在基質上沈積第一障壁層,該第一障壁層具有暴露過 之主要表面: 將基質與該沈積之第一障壁層安置於槽中; 在該槽内提供一元氡環境; 使該第一障壁層接受該一元氡環境足以在該暴露之主 要表面上製造界面氡化物層之時間間隔;該界面氧化物 層具有大於十埃之厚度: 沈積介電層覆蓋於該界面氧化物層上; 沈積第二障壁層覆蓋於該介電層上:及 沈積金屬蓋層覆蓋於該第二障壁層上,該金屬蓋層包 含適合作爲犧牲層之電導性材料。 -33-本紙張尺度巾關(加趟公董)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/551,588 US5759876A (en) | 1995-11-01 | 1995-11-01 | Method of making an antifuse structure using a metal cap layer |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW318277B true TW318277B (zh) | 1997-10-21 |
Family
ID=24201871
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW086102292A TW318277B (zh) | 1995-11-01 | 1997-02-25 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5759876A (zh) |
EP (1) | EP0860025A1 (zh) |
JP (1) | JP2002516028A (zh) |
KR (1) | KR19990067217A (zh) |
TW (1) | TW318277B (zh) |
WO (1) | WO1997016851A1 (zh) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111819685A (zh) * | 2018-03-16 | 2020-10-23 | 应用材料公司 | 用于嵌入式反熔丝的方法和设备 |
Families Citing this family (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5581111A (en) | 1993-07-07 | 1996-12-03 | Actel Corporation | Dielectric-polysilicon-dielectric antifuse for field programmable logic applications |
CA2196557A1 (en) | 1995-06-02 | 1996-12-05 | Frank W. Hawley | Raised tungsten plug antifuse and fabrication process |
US5986322A (en) * | 1995-06-06 | 1999-11-16 | Mccollum; John L. | Reduced leakage antifuse structure |
US6266110B1 (en) * | 1996-07-30 | 2001-07-24 | Kawasaki Steel Corporation | Semiconductor device reeventing light from entering its substrate transistor and the same for driving reflection type liquid crystal |
US6069064A (en) * | 1996-08-26 | 2000-05-30 | Micron Technology, Inc. | Method for forming a junctionless antifuse |
DE19726881A1 (de) * | 1997-06-24 | 1999-01-07 | Siemens Ag | Halbleiterschaltungsvorrichtung und Verfahren zur Herstellung |
DE10043215C1 (de) | 2000-09-01 | 2002-04-18 | Infineon Technologies Ag | Verfahren zur Herstellung einer Antifuse, Antifuse zur selektiven elektrischen Verbindung von benachbarten leitenden Bereichen und integrierte Schaltung mit einer Antifuse |
GB0111384D0 (en) * | 2001-05-10 | 2001-07-04 | Esm Ltd | Design and processing of antifuse structure |
EP1846952A4 (en) * | 2005-02-10 | 2012-11-07 | Semiconductor Energy Lab | SEMICONDUCTOR DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
WO2006085637A1 (en) * | 2005-02-10 | 2006-08-17 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
US7449355B2 (en) * | 2005-04-27 | 2008-11-11 | Robert Bosch Gmbh | Anti-stiction technique for electromechanical systems and electromechanical device employing same |
US8133591B2 (en) * | 2006-06-27 | 2012-03-13 | GM Global Technology Operations LLC | Adhesion of polymeric coatings to bipolar plate surfaces using silane coupling agents |
US7557424B2 (en) * | 2007-01-03 | 2009-07-07 | International Business Machines Corporation | Reversible electric fuse and antifuse structures for semiconductor devices |
KR101485926B1 (ko) * | 2007-02-02 | 2015-02-04 | 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 | 기억장치 |
CN101803110A (zh) * | 2007-09-19 | 2010-08-11 | 高通股份有限公司 | 使来自无线功率磁谐振器的功率产量最大化 |
JP5454839B2 (ja) * | 2008-04-30 | 2014-03-26 | 株式会社村田製作所 | アンチヒューズ素子 |
CN102473676B (zh) * | 2009-07-22 | 2014-10-08 | 株式会社村田制作所 | 反熔丝元件 |
WO2011010702A1 (ja) * | 2009-07-22 | 2011-01-27 | 株式会社村田製作所 | アンチヒューズ素子 |
US11177213B2 (en) | 2020-01-28 | 2021-11-16 | International Business Machines Corporation | Embedded small via anti-fuse device |
Family Cites Families (28)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4499557A (en) * | 1980-10-28 | 1985-02-12 | Energy Conversion Devices, Inc. | Programmable cell for use in programmable electronic arrays |
US4569121A (en) * | 1983-03-07 | 1986-02-11 | Signetics Corporation | Method of fabricating a programmable read-only memory cell incorporating an antifuse utilizing deposition of amorphous semiconductor layer |
US4748490A (en) * | 1985-08-01 | 1988-05-31 | Texas Instruments Incorporated | Deep polysilicon emitter antifuse memory cell |
US4881114A (en) * | 1986-05-16 | 1989-11-14 | Actel Corporation | Selectively formable vertical diode circuit element |
US5210598A (en) * | 1988-08-23 | 1993-05-11 | Seiko Epson Corporation | Semiconductor element having a resistance state transition region of two-layer structure |
US4914055A (en) * | 1989-08-24 | 1990-04-03 | Advanced Micro Devices, Inc. | Semiconductor antifuse structure and method |
US5181096A (en) * | 1990-04-12 | 1993-01-19 | Actel Corporation | Electrically programmable antifuse incorporating dielectric and amorphous silicon interlayer |
US5272101A (en) * | 1990-04-12 | 1993-12-21 | Actel Corporation | Electrically programmable antifuse and fabrication processes |
US5070384A (en) * | 1990-04-12 | 1991-12-03 | Actel Corporation | Electrically programmable antifuse element incorporating a dielectric and amorphous silicon interlayer |
US5166556A (en) * | 1991-01-22 | 1992-11-24 | Myson Technology, Inc. | Programmable antifuse structure, process, logic cell and architecture for programmable integrated circuits |
US5322812A (en) * | 1991-03-20 | 1994-06-21 | Crosspoint Solutions, Inc. | Improved method of fabricating antifuses in an integrated circuit device and resulting structure |
US5196724A (en) * | 1991-04-26 | 1993-03-23 | Quicklogic Corporation | Programmable interconnect structures and programmable integrated circuits |
US5290734A (en) * | 1991-06-04 | 1994-03-01 | Vlsi Technology, Inc. | Method for making anti-fuse structures |
EP0558176A1 (en) * | 1992-02-26 | 1993-09-01 | Actel Corporation | Metal-to-metal antifuse with improved diffusion barrier layer |
EP0564138A1 (en) * | 1992-03-31 | 1993-10-06 | STMicroelectronics, Inc. | Field programmable device |
US5353264A (en) * | 1992-05-29 | 1994-10-04 | Corbin Iii James M | Tide calender disk and method |
US5475253A (en) * | 1992-08-21 | 1995-12-12 | Xilinx, Inc. | Antifuse structure with increased breakdown at edges |
WO1994007266A1 (en) * | 1992-09-23 | 1994-03-31 | Massachusetts Institute Of Technology | A voltage programmable link having reduced capacitance |
US5248632A (en) * | 1992-09-29 | 1993-09-28 | Texas Instruments Incorporated | Method of forming an antifuse |
US5308795A (en) * | 1992-11-04 | 1994-05-03 | Actel Corporation | Above via metal-to-metal antifuse |
US5300456A (en) * | 1993-06-17 | 1994-04-05 | Texas Instruments Incorporated | Metal-to-metal antifuse structure |
US5427979A (en) * | 1993-10-18 | 1995-06-27 | Vlsi Technology, Inc. | Method for making multi-level antifuse structure |
EP0660408A1 (en) * | 1993-12-16 | 1995-06-28 | United Technologies Corporation | A method of manufacturing antifuse devices |
US5463244A (en) * | 1994-05-26 | 1995-10-31 | Symetrix Corporation | Antifuse programmable element using ferroelectric material |
US5469379A (en) * | 1994-06-30 | 1995-11-21 | Vlsi Technology, Inc. | Multi-level vROM programming method and circuit |
US5572458A (en) * | 1994-06-30 | 1996-11-05 | Vlsi Technology, Inc. | Multi-level vROM programming method and circuit |
US5493146A (en) * | 1994-07-14 | 1996-02-20 | Vlsi Technology, Inc. | Anti-fuse structure for reducing contamination of the anti-fuse material |
US5658819A (en) * | 1995-11-01 | 1997-08-19 | United Technologies Corporation | Antifuse structure and process for manufacturing the same |
-
1995
- 1995-11-01 US US08/551,588 patent/US5759876A/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-10-30 WO PCT/US1996/017564 patent/WO1997016851A1/en not_active Application Discontinuation
- 1996-10-30 KR KR1019980703174A patent/KR19990067217A/ko not_active Application Discontinuation
- 1996-10-30 EP EP96940272A patent/EP0860025A1/en not_active Withdrawn
- 1996-10-30 JP JP51758497A patent/JP2002516028A/ja active Pending
-
1997
- 1997-02-25 TW TW086102292A patent/TW318277B/zh active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111819685A (zh) * | 2018-03-16 | 2020-10-23 | 应用材料公司 | 用于嵌入式反熔丝的方法和设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1997016851A1 (en) | 1997-05-09 |
KR19990067217A (ko) | 1999-08-16 |
EP0860025A1 (en) | 1998-08-26 |
US5759876A (en) | 1998-06-02 |
JP2002516028A (ja) | 2002-05-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW318277B (zh) | ||
US5693556A (en) | Method of making an antifuse metal post structure | |
KR100299340B1 (ko) | 앤티퓨즈구조체와그형성방법 | |
US6888215B2 (en) | Dual damascene anti-fuse with via before wire | |
US5493146A (en) | Anti-fuse structure for reducing contamination of the anti-fuse material | |
US7393722B1 (en) | Reprogrammable metal-to-metal antifuse employing carbon-containing antifuse material | |
US6124194A (en) | Method of fabrication of anti-fuse integrated with dual damascene process | |
JPH0722513A (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
JPH05274993A (ja) | 電気的にプログラム可能なアンチヒューズ素子 | |
WO1997016851A9 (en) | Antifuse structure and process for manufacturing the same | |
US4747076A (en) | Method of writing information into a fuse-type ROM | |
TW410458B (en) | Process for manufacturing antifuse structure | |
US5573971A (en) | Planar antifuse and method of fabrication | |
WO1993004499A1 (en) | An improved antifuse and method of manufacture thereof | |
US6265257B1 (en) | Method of making a barrier layer to protect programmable antifuse structure from damage during fabrication sequence | |
TW200805624A (en) | Tungsten plug as fuse for IC devices | |
US6444502B1 (en) | Method for forming strapless anti-fuse structure | |
US6156588A (en) | Method of forming anti-fuse structure | |
JPH07326675A (ja) | アンチフューズ製造方法およびアンチフューズ | |
TW415077B (en) | Semiconductor structure including a conductive fuse and process for fabrication thereof | |
US6965156B1 (en) | Amorphous carbon metal-to-metal antifuse with adhesion promoting layers | |
US6472253B1 (en) | Programmable semiconductor device structures and methods for making the same | |
WO2005081976A9 (en) | Reprogrammable metal-to-metal antifuse employing carbon-containing antifuse material | |
US9362230B1 (en) | Methods to form conductive thin film structures | |
US20230068892A1 (en) | Barrier & air-gap scheme for high performance interconnects |