電熔絲結構制造技術

本發明專利技術公開一種電熔絲結構，該電熔絲結構包括有上層導電圖案、下層導電圖案、與介層洞導電層。該上層導電圖案包括有上層熔絲本體與上層熔絲延伸部；而該下層導電圖案包括有下層熔絲本體與下層熔絲延伸部，該下層熔絲延伸部與該上層熔絲延伸部相對應。此外，該介層洞導電層設置于該上層熔絲延伸部與該下層熔絲延伸部之間，且電性連接該上層熔絲延伸部與該下層熔絲延伸部。

【技術實現步驟摘要】
電熔絲結構
本專利技術涉及一種電熔絲(electricalfuse，e-fuse)結構，尤指一種可提升電熔絲的熔斷電壓范圍(blowingwindow)的電熔絲結構。
技術介紹
隨著半導體工藝的微小化以及復雜度的提高，半導體元件變得更容易受各種缺陷所影響。舉例來說，單一金屬連線、二極管或晶體管等的失效即可能導致整個芯片的缺陷。為了解決上述問題，已知技術往往在集成電路中形成一些可熔斷的連接線，也就是熔絲(fuse)，以確保集成電路的可利用性。一般而言，熔絲與集成電路中的冗余電路(redundancycircuit)電性連接，一旦檢測發現部分電路有缺陷時，這些連接線即用于修復或取代被檢測出缺陷的電路。另外，目前的熔絲設計還可以提供程序化(programmingelements)的功能，以使客戶可依不同的功能設計來程序化電路。另一方面，在已知技術中，已提出通過激光切割(Laserzip)提供斷路條件(opencircuitcondition)的熱熔絲(thermalfuse)，以及根據電致遷移(electro-migration，EM)效應通過合適的電流提供斷路條件的電熔絲(e-fuse)。此外半導體元件中的電熔絲可例如是多晶硅電熔絲(polyefuse)、MOS電容反熔絲(MOScapacitoranti-fuse)、擴散電熔絲(diffusionfuse)、接觸插塞電熔絲(contacte-fuse)以及接觸插塞反電熔絲(contactanti-fuse)等。
技術實現思路
根據本專利技術的一個方面，提供一種電熔絲結構。該電熔絲結構包括有上層導電圖案、下層導電圖案、與介層洞導電層。該上層導電圖案包括有上層熔絲本體與上層熔絲延伸部；而該下層導電圖案包括有下層熔絲本體與下層熔絲延伸部，該下層熔絲延伸部與該上層熔絲延伸部相對應。此外，該介層洞導電層設置于該上層熔絲延伸部與該下層熔絲延伸部之間，且電性連接該上層熔絲延伸部與該下層熔絲延伸部。根據本專利技術所提供的電熔絲結構，利用該上層熔絲延伸部與該下層熔絲延伸部形成與上層熔絲本體及下層熔絲本體較為疏離的結構，而電致遷移效應較為疏離的結構可被放大。因此，本專利技術所提供的電熔絲結構可使用較低的熔斷電流(blowingcurrent)提供斷路條件，即利用較低的熔斷電流熔斷電熔絲結構。換句話說，本專利技術所提供的電熔絲結構是利用上層熔絲延伸部與該下層熔絲延伸部的設置，達到增加熔斷電流范圍的目的。附圖說明圖1繪示電熔絲結構的斷開機制。圖2為本專利技術所提供的電熔絲結構的第一優選實施例的示意圖，圖3為圖2中沿A-A’切線所得的剖面示意圖，圖4與圖5為圖2中沿B-B’切線所得的剖面示意圖，圖6則為圖2中沿A-A’切線所得的變化型的剖面示意圖。圖7為本專利技術所提供的電熔絲結構的第二優選實施例的示意圖，圖8為圖7中沿A1-A1’切線所得的剖面示意圖，而圖9與圖10為圖7中沿B-B’切線所得的剖面示意圖，圖11為圖7中沿A1-A1’切線所得的變化型的剖面示意圖，而圖12則為圖7中沿A2-A2’切線所得的變化型的剖面示意圖。附圖標記說明1電熔絲結構2晶體管10熔絲區域20內連線區域100電熔絲結構110上層導電圖案112上層熔絲本體114上層熔絲延伸部114a第一段114b第三段116陰極118上層熔絲延伸部尾端120下層導電圖案122下層熔絲本體124下層熔絲延伸部124a第二段124b第四段126陽極128下層熔絲延伸部尾端130介層洞導電層200金屬內連線結構210第一介電層212第一金屬內連線220第二介電層222第二金屬內連線230介層洞導電層WOL重疊部分寬度LOL重疊部分長度W電熔絲結構寬度C第一夾角D第二夾角具體實施方式一般電熔絲的斷開機制如圖1所示：電熔絲結構1的陰極與熔斷裝置(blowingdevice)，例如晶體管2的漏極電性連接。電熔絲結構1的陽極上施加電壓Vfs、晶體管2的柵極施加電壓Vg、晶體管2的漏極施加電壓Vd、晶體管2的源極接地。電流(I)由電熔絲結構1的陽極流向電熔絲結構1的陰極，電子流(e-)則由電熔絲結構1的陰極流向電熔絲結構1的陽極。熔斷電熔絲結構1的電流具有一段優選的熔斷電流范圍，電流太低時所得的阻值過低，導致電致遷移不完整無法熔斷電熔絲結構1；電流太高時，則會導致電熔絲結構1熱破裂。一般來說，32/28納米(nanometer，nm)工藝的電熔絲結構的熔斷電流范圍介于21.6～30毫安培(mA)。請參閱圖2至圖6，圖2為本專利技術所提供的電熔絲結構的第一優選實施例的示意圖，圖3為圖2中沿A-A’切線所得的剖面示意圖；而圖4與圖5為圖2中沿B-B’切線所得的剖面示意圖，圖6則為圖2中沿A-A’切線所得的變化型的剖面示意圖。本優選實施例所提供的電熔絲結構100設置于基底上，且優選為設置于基底上的金屬內連線結構內。如圖2至圖4所示，電熔絲結構100包括上層導電圖案110與下層導電圖案120。上層導電圖案110包括有上層熔絲本體112、上層熔絲延伸部114與陰極116；而下層導電圖案120則包括有下層熔絲本體122、下層熔絲延伸部124與陽極126。如前所述，陰極116可與熔斷裝置(圖未示)電性連接，而陽極126則可施加電壓Vfs。上層熔絲本體112電性連接上層熔絲延伸部114與陰極116，且下層熔絲本體122電性連接下層熔絲延伸部124與陽極126。在本優選實施例中上層熔絲本體112與下層熔絲本體122的長度相同，但不限于此。另外，上層熔絲本體112與上層熔絲延伸部114具有第一夾角C，且第一夾角C不等于180度。例如，在本優選實施例中上層熔絲本體112與上層熔絲延伸部114的第一夾角C為90度。同理，下層熔絲本體122與下層熔絲延伸部124具有第二夾角D，且第二夾角D不等于180度。例如，在本優選實施例中下層熔絲本體122與下層熔絲延伸部124的第二夾角D為90度。亦即上層熔絲延伸部114垂直于上層熔絲本體112；而下層熔絲延伸部124垂直于下層熔絲本體122，但不限于此。值得注意的是，下層熔絲延伸部124與上層熔絲延伸部114如圖2至圖6所示相對應。此外，如圖2至圖4所示，上層熔絲延伸部114具有上層熔絲延伸部尾端118；下層熔絲延伸部124亦具有下層熔絲延伸部尾端128。更重要的是，本優選實施例所提供的電熔絲結構100包括介層洞導電層130，設置于上層熔絲延伸部114與下層熔絲延伸部124之間，尤其是上層熔絲延伸部尾端118與下層熔絲延伸部尾端128，用以電性連接上層熔絲延伸部114與下層熔絲延伸部124。如前所述，本優選實施例所提供的電熔絲結構100設置于金屬內連線結構200內。舉例來說，電熔絲結構100設置于金屬內連線結構200的熔絲區域10內，而金屬內連線結構200還包括有內連線區域20(僅示于圖4)，內連線區域20中包括多個金屬內連線。如圖4所示，金屬內連線結構200包括有至少一第一介電層210與第二介電層220，下層導電圖案120設置于第一介電層210內，上層導電圖案110與介層洞導電層130則設置于第二介電層220內。此外，金屬內連線結構200還包括至少第一金屬內連線212與第二金屬內連線222，分別設置于第一介電層210內與第二介電層220內本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電熔絲結構，包括有：上層導電圖案，包括有上層熔絲本體與上層熔絲延伸部；下層導電圖案，包括有下層熔絲本體與下層熔絲延伸部，該下層熔絲延伸部與該上層熔絲延伸部相對應；以及介層洞導電層，設置于該上層熔絲延伸部與該下層熔絲延伸部之間，且電性連接該上層熔絲延伸部與該下層熔絲延伸部。

【技術特征摘要】
1.一種電熔絲結構，包括有：上層導電圖案，包括有上層熔絲本體與上層熔絲延伸部；下層導電圖案，包括有下層熔絲本體與下層熔絲延伸部，該下層熔絲延伸部與該上層熔絲延伸部相對應；以及介層洞導電層，設置于該上層熔絲延伸部與該下層熔絲延伸部之間，且電性連接該上層熔絲延伸部與該下層熔絲延伸部，其中該上層熔絲延伸部與該下層熔絲延伸部自與該介層洞導電層連接處往相同方向延伸。2.如權利要求1所述的電熔絲結構，其中該上層導電圖案與該下層導電圖案分別包括陰極與陽極。3.如權利要求2所述的電熔絲結構，其中該上層熔絲本體電性連接上層熔絲延伸部與該陰極，且該下層熔絲本體電性連接該下層熔絲延伸部與該陽極。4.如權利要求1所述的電熔絲結構，其中該上層熔絲本體與該上層熔絲延伸部共平面，該下層熔絲本體與該下層熔絲延伸部共平面。5.如權利要求4所述的電熔絲結構，還包括第一介電層與第二介電層，該下層導電圖案設置于該第一介電層內，該上層導電圖案與該介層洞導電層設置于該第二介電層內。6.如權利要求5所述的電熔絲結構，還包括相堆疊的第一金屬內連線與第二金屬內連線，分別設置于該第一介電層內與該第二介電層內。7.如權利要求6所述的電熔絲結構，其中該第一金屬內連線與該下層導電圖案共平面，該第二金屬內連線與該上層導電圖案共平面。8.如權利要求1所述的電熔絲結構，其中該上層熔絲延伸部與該下層熔絲延伸部相對應但不接觸。9.如權利要求8所述的電熔絲結構，其中該上層熔絲延伸部與該下層熔絲延伸部至少部分重疊。10.如權利要求1所述的電熔絲結構，其中該上層熔絲本體與該上層熔絲延伸部具有第一夾角，且該第一夾角不等于180度，該下層熔絲本體與該下層熔絲延伸部具有...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳貴盛，曾靖翔，翁彰鍵，
申請(專利權)人：聯華電子股份有限公司，
類型：發明
國別省市：