在半导体装置中的结构及其形成方法制造方法及图纸

一种用于在通过聚焦辐射（５２）的熔丝体删除期间保护电结构（２５）的结构和相关方法。所述结构（１）包括熔丝元件（２）、保护板（１０）、第一介质层（１４），以及第二介质层（４）。结构（１）在半导体装置（５）中形成。保护板（１０）利用镶嵌工艺在第一介质层（１４）中形成。第二介质层（４）在保护板（１０）和第一介质层（１４）上形成。熔丝元件（２）在第二介质层（４）上形成。熔丝元件（２）适于通过激光束（５２）切断。第二介质层（４）的介电常数大于第一介质层（１４）的介电常数。保护板（１０）适于保护第一介质层（１４）不受来自激光束（５２）的能量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在通过聚焦辐射的熔丝体删除期间保护电结构的结构和相关方法。
技术介绍
电结构中的重路由电路路径通常导致对电结构的损坏。对电结构的损坏可能引起电结构故障，从而增加制造成本。因此，工业中希望减少在重路由电路路径时对电结构的损坏的任何设备和方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种电结构，包括熔丝，保护板，第一介质层和第二介质层，其中所述电结构存在于半导体装置中，所述保护板存在于所述第一介质层中，所述第二介质层在所述保护板和所述第一介质层上形成，所述熔丝在所述第二介质层上形成，所述熔丝适于通过激光束切断，所述第二介质层的介电常数大于所述第一介质层的介电常数，以及所述保护板适于保护所述第一介质层不受所述激光束的能量。本专利技术提供了一种形成电结构的方法，包括以下步骤在半导体装置中形成第一介质层；利用镶嵌工艺在所述第一介质层中形成保护板；在所述保护板和所述第一介质层上形成第二介质层；以及在所述第二介质层上形成熔丝元件，其中所述熔丝元件适于利用激光束切断，所述第二介质层的介电常数大于所述第一介质层的介电常数，所述保护板适于保护所述第一介质层不受所述激光束的能量。本专利技术有利地提供了一种用于减少在重路由电路路径时对电结构的损坏的结构和方法。附图说明图1示出了根据本专利技术的实施例在半导体装置中的镶嵌结构的截面图。具体实施例方式图1示出了根据本专利技术的实施例在半导体装置5中的镶嵌结构1的截面图，包括半导体衬底24，多个介质层4、14和18，这里称为熔丝2的熔丝元件2，保护板10，以及至少一个电结构25。熔丝2电连接导线12与导线9。导线12利用导电过孔15电连接至导线19、21和23。导线9利用导电过孔16电连接至导线25、27和29。熔丝2用于重路由电路路径(即导线19，21，23，25，27和29)，以提供附加电路，电子芯片识别，特定特征激活等。熔丝2适于利用聚焦辐射(如激光束52)切断(即连续的熔丝中断)，从而中断导线9与导线12。介质层4包括本领域的技术人员公知的任何标准介质材料，包括SiO2，Si3N4，氟硅玻璃(FSG)，原硅酸四乙酯(TEOS)等。介质层4包括约3.5到约7的相对介电常数。介质层14和18可以是包括约1到约4的相对介电常数的低k介质。低k介质可以是具有微孔的多孔介质，聚合物基介质，无机介质等。低k介质包括DowChemical的SiLK，JSR Micro拥有的旋涂材料(即LKD-5109)，SiwCXOYHZ，多孔玻璃(如纳米玻璃)，多孔聚合物(如多孔SiLK)，高度氟化聚合物(如Teflon)等。熔丝2包括难熔金属如钨。保护板10可以包括铜、铝等。在介质18中形成至少一个电结构25。至少一个电结构25可以是导线(即布线)，电元件等。电元件可以是本领域的技术人员公知的任何电元件，包括晶体管，电阻器、电容器、电感器等。如果至少一个电结构25是导线，那么利用镶嵌工艺形成导线。可以利用本领域的技术人员公知的任何镶嵌工艺，包括单镶嵌工艺、双镶嵌工艺等。导线可以包括Ta、TaN、Ti、TiN、Al、Cu、TiW、W、Cr或Au中的一个或多个。当用激光束52切断熔丝2时，剩余激光能量在熔丝2周围或穿过切断的熔丝2泄漏，并将损坏低k介质层14和18和/或至少一个电结构25。在熔丝2的起作用部分(即将要切断的部分)与介质层14、介质层18和至少一个电结构25之间在介质层14上形成保护板10。保护板10的设置将保护低k介质层14和18和/或至少一个电结构25不受剩余激光能量影响。介质层14和介质层18直接吸收剩余激光能量导致介质损坏，并降低半导体装置5的性能和可靠性。必须在熔丝5材料(例如钨)和保护板10材料(例如铜)的反射率、热容率(cal/g℃)和热导率(watts/cm℃)之间存在平衡。在本专利技术的优选实施例中，熔丝5材料具有相对低的反射率(即低于约50％)因此它良好地吸收激光能量，具有相对低的热容率(即低于约.08cal/g℃)因此它迅速发热并膨胀，并具有相对低的热导率(即低于约2.5watts/cm℃)因此热量(即来自过剩激光能量)不会迅速消散。保护板10材料具有高反射率(即高于约80％)、高热容率(即高于约.1cal/g℃)和高热导率(即高于约2.5watts/cm℃)。一种检验在熔丝5材料(例如钨)和保护板10材料(例如铜)的反射率、热容率和热导率之间简单平衡的简单方法是检验熔丝5材料和保护板10材料的反射率、热容率和热导率的乘积(即反射率×热容率×热导率)的比率。乘积的比率应该大于或等于2。例如，如果来自激光束52的辐射包括波长约1微米，那么铜保护板10的反射率约为95％，热容率约为0.1(cal/g℃)以及热导率约为4(watts/cm℃)，因此乘积(即反射率×热容率×热导率)是0.38。在相同的波长下，钨熔丝的反射率约为50％，热容率约为0.04(cal/g℃)以及热导率约为1.8(watts/cm℃)，因此乘积(即反射率×热容率×热导率)是0.036。铜保护板10和钨熔丝2的比率是0.38/0.036≈10和10是＞2。因此铜保护板10和钨熔丝2的使用是本专利技术的实施例。利用镶嵌工艺在介质层形成保护板10。可以利用本领域的技术人员公知的任何镶嵌工艺，包括单镶嵌工艺、双镶嵌工艺等。尽管在这里已经描述了本专利技术的实施例用于说明目的，许多修改和变化对于本领域的技术将是显而易见的。因此，所附权利要求旨在包括落入本专利技术的真实精神和范围内的所有这些修改和变化。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电结构，包括：熔丝，保护板，第一介质层和第二介质层，其中所述电结构存在于半导体装置中，所述保护板存在于所述第一介质层中，所述第二介质层在所述保护板和所述第一介质层上形成，所述熔丝在所述第二介质层上形成，所述熔丝适于通过激光束切断 ，所述第二介质层的介电常数大于所述第一介质层的介电常数，以及所述保护板适于保护所述第一介质层不受所述激光束的能量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-10-14 10/605,6171.一种电结构，包括熔丝，保护板，第一介质层和第二介质层，其中所述电结构存在于半导体装置中，所述保护板存在于所述第一介质层中，所述第二介质层在所述保护板和所述第一介质层上形成，所述熔丝在所述第二介质层上形成，所述熔丝适于通过激光束切断，所述第二介质层的介电常数大于所述第一介质层的介电常数，以及所述保护板适于保护所述第一介质层不受所述激光束的能量。2.根据权利要求1的电结构，还包括在所述第一介质层之下的第三介质层，其中至少一个电结构存在于所述第三介质层中，所述第二介质层的介电常数大于所述第三介质层的介电常数，以及所述保护板进一步适于保护所述第三介质层和至少一个电结构不受所述激光束的能量。3.根据权利要求2的电结构，其中所述至少一个电结构选自导线和电元件。4.根据权利要求1的电结构，其中所述熔丝包括第一材料，所述保护板包括第二材料，以及所述第一材料和第二材料不是相同材料。5.根据权利要求4的电结构，其中所述第一材料的反射率、热容率和热导率的第一乘积低于所述第二材料的反射率、热容率和热导率的第二乘积。6.根据权利要求5的电结构，其中所述第二乘积与所述第一乘积的比率至少是2∶1。7.根据权利要求4的电结构，其中所述第一材料是钨，以及所述第二材料是铜。8.根据权利要求1的电结构，其中所述第一介质层的介电常数在约1到约4的范围内。9.根据权利要求1的电结构，其中所述第二介质层包括选自如下的材料SiO2、Si3N4、氟硅玻璃(FSG)和原硅酸四乙酯(TEOS)。10.根据权利要求1的电结构，其中所述第一介质层包括选自如下的材料SiLK、JSR Micro拥有的旋涂材料、SiwCXOYHZ、多孔玻璃、多孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：WT莫特西夫，CD马齐，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]