电熔丝结构制造技术

本发明专利技术公开一种电熔丝结构，该电熔丝结构包括有上层导电图案、下层导电图案、与介层洞导电层。该上层导电图案包括有上层熔丝本体与上层熔丝延伸部；而该下层导电图案包括有下层熔丝本体与下层熔丝延伸部，该下层熔丝延伸部与该上层熔丝延伸部相对应。此外，该介层洞导电层设置于该上层熔丝延伸部与该下层熔丝延伸部之间，且电性连接该上层熔丝延伸部与该下层熔丝延伸部。

【技术实现步骤摘要】
电熔丝结构
本专利技术涉及一种电熔丝(electricalfuse，e-fuse)结构，尤指一种可提升电熔丝的熔断电压范围(blowingwindow)的电熔丝结构。
技术介绍
随着半导体工艺的微小化以及复杂度的提高，半导体元件变得更容易受各种缺陷所影响。举例来说，单一金属连线、二极管或晶体管等的失效即可能导致整个芯片的缺陷。为了解决上述问题，已知技术往往在集成电路中形成一些可熔断的连接线，也就是熔丝(fuse)，以确保集成电路的可利用性。一般而言，熔丝与集成电路中的冗余电路(redundancycircuit)电性连接，一旦检测发现部分电路有缺陷时，这些连接线即用于修复或取代被检测出缺陷的电路。另外，目前的熔丝设计还可以提供程序化(programmingelements)的功能，以使客户可依不同的功能设计来程序化电路。另一方面，在已知技术中，已提出通过激光切割(Laserzip)提供断路条件(opencircuitcondition)的热熔丝(thermalfuse)，以及根据电致迁移(electro-migration，EM)效应通过合适的电流提供断路条件的电熔丝(e-fuse)。此外半导体元件中的电熔丝可例如是多晶硅电熔丝(polyefuse)、MOS电容反熔丝(MOScapacitoranti-fuse)、扩散电熔丝(diffusionfuse)、接触插塞电熔丝(contacte-fuse)以及接触插塞反电熔丝(contactanti-fuse)等。
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供一种电熔丝结构。该电熔丝结构包括有上层导电图案、下层导电图案、与介层洞导电层。该上层导电图案包括有上层熔丝本体与上层熔丝延伸部；而该下层导电图案包括有下层熔丝本体与下层熔丝延伸部，该下层熔丝延伸部与该上层熔丝延伸部相对应。此外，该介层洞导电层设置于该上层熔丝延伸部与该下层熔丝延伸部之间，且电性连接该上层熔丝延伸部与该下层熔丝延伸部。根据本专利技术所提供的电熔丝结构，利用该上层熔丝延伸部与该下层熔丝延伸部形成与上层熔丝本体及下层熔丝本体较为疏离的结构，而电致迁移效应较为疏离的结构可被放大。因此，本专利技术所提供的电熔丝结构可使用较低的熔断电流(blowingcurrent)提供断路条件，即利用较低的熔断电流熔断电熔丝结构。换句话说，本专利技术所提供的电熔丝结构是利用上层熔丝延伸部与该下层熔丝延伸部的设置，达到增加熔断电流范围的目的。附图说明图1绘示电熔丝结构的断开机制。图2为本专利技术所提供的电熔丝结构的第一优选实施例的示意图，图3为图2中沿A-A’切线所得的剖面示意图，图4与图5为图2中沿B-B’切线所得的剖面示意图，图6则为图2中沿A-A’切线所得的变化型的剖面示意图。图7为本专利技术所提供的电熔丝结构的第二优选实施例的示意图，图8为图7中沿A1-A1’切线所得的剖面示意图，而图9与图10为图7中沿B-B’切线所得的剖面示意图，图11为图7中沿A1-A1’切线所得的变化型的剖面示意图，而图12则为图7中沿A2-A2’切线所得的变化型的剖面示意图。附图标记说明1电熔丝结构2晶体管10熔丝区域20内连线区域100电熔丝结构110上层导电图案112上层熔丝本体114上层熔丝延伸部114a第一段114b第三段116阴极118上层熔丝延伸部尾端120下层导电图案122下层熔丝本体124下层熔丝延伸部124a第二段124b第四段126阳极128下层熔丝延伸部尾端130介层洞导电层200金属内连线结构210第一介电层212第一金属内连线220第二介电层222第二金属内连线230介层洞导电层WOL重叠部分宽度LOL重叠部分长度W电熔丝结构宽度C第一夹角D第二夹角具体实施方式一般电熔丝的断开机制如图1所示：电熔丝结构1的阴极与熔断装置(blowingdevice)，例如晶体管2的漏极电性连接。电熔丝结构1的阳极上施加电压Vfs、晶体管2的栅极施加电压Vg、晶体管2的漏极施加电压Vd、晶体管2的源极接地。电流(I)由电熔丝结构1的阳极流向电熔丝结构1的阴极，电子流(e-)则由电熔丝结构1的阴极流向电熔丝结构1的阳极。熔断电熔丝结构1的电流具有一段优选的熔断电流范围，电流太低时所得的阻值过低，导致电致迁移不完整无法熔断电熔丝结构1；电流太高时，则会导致电熔丝结构1热破裂。一般来说，32/28纳米(nanometer，nm)工艺的电熔丝结构的熔断电流范围介于21.6～30毫安培(mA)。请参阅图2至图6，图2为本专利技术所提供的电熔丝结构的第一优选实施例的示意图，图3为图2中沿A-A’切线所得的剖面示意图；而图4与图5为图2中沿B-B’切线所得的剖面示意图，图6则为图2中沿A-A’切线所得的变化型的剖面示意图。本优选实施例所提供的电熔丝结构100设置于基底上，且优选为设置于基底上的金属内连线结构内。如图2至图4所示，电熔丝结构100包括上层导电图案110与下层导电图案120。上层导电图案110包括有上层熔丝本体112、上层熔丝延伸部114与阴极116；而下层导电图案120则包括有下层熔丝本体122、下层熔丝延伸部124与阳极126。如前所述，阴极116可与熔断装置(图未示)电性连接，而阳极126则可施加电压Vfs。上层熔丝本体112电性连接上层熔丝延伸部114与阴极116，且下层熔丝本体122电性连接下层熔丝延伸部124与阳极126。在本优选实施例中上层熔丝本体112与下层熔丝本体122的长度相同，但不限于此。另外，上层熔丝本体112与上层熔丝延伸部114具有第一夹角C，且第一夹角C不等于180度。例如，在本优选实施例中上层熔丝本体112与上层熔丝延伸部114的第一夹角C为90度。同理，下层熔丝本体122与下层熔丝延伸部124具有第二夹角D，且第二夹角D不等于180度。例如，在本优选实施例中下层熔丝本体122与下层熔丝延伸部124的第二夹角D为90度。亦即上层熔丝延伸部114垂直于上层熔丝本体112；而下层熔丝延伸部124垂直于下层熔丝本体122，但不限于此。值得注意的是，下层熔丝延伸部124与上层熔丝延伸部114如图2至图6所示相对应。此外，如图2至图4所示，上层熔丝延伸部114具有上层熔丝延伸部尾端118；下层熔丝延伸部124亦具有下层熔丝延伸部尾端128。更重要的是，本优选实施例所提供的电熔丝结构100包括介层洞导电层130，设置于上层熔丝延伸部114与下层熔丝延伸部124之间，尤其是上层熔丝延伸部尾端118与下层熔丝延伸部尾端128，用以电性连接上层熔丝延伸部114与下层熔丝延伸部124。如前所述，本优选实施例所提供的电熔丝结构100设置于金属内连线结构200内。举例来说，电熔丝结构100设置于金属内连线结构200的熔丝区域10内，而金属内连线结构200还包括有内连线区域20(仅示于图4)，内连线区域20中包括多个金属内连线。如图4所示，金属内连线结构200包括有至少一第一介电层210与第二介电层220，下层导电图案120设置于第一介电层210内，上层导电图案110与介层洞导电层130则设置于第二介电层220内。此外，金属内连线结构200还包括至少第一金属内连线212与第二金属内连线222，分别设置于第一介电层210内与第二介电层220内本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电熔丝结构，包括有：上层导电图案，包括有上层熔丝本体与上层熔丝延伸部；下层导电图案，包括有下层熔丝本体与下层熔丝延伸部，该下层熔丝延伸部与该上层熔丝延伸部相对应；以及介层洞导电层，设置于该上层熔丝延伸部与该下层熔丝延伸部之间，且电性连接该上层熔丝延伸部与该下层熔丝延伸部。

【技术特征摘要】
1.一种电熔丝结构，包括有：上层导电图案，包括有上层熔丝本体与上层熔丝延伸部；下层导电图案，包括有下层熔丝本体与下层熔丝延伸部，该下层熔丝延伸部与该上层熔丝延伸部相对应；以及介层洞导电层，设置于该上层熔丝延伸部与该下层熔丝延伸部之间，且电性连接该上层熔丝延伸部与该下层熔丝延伸部，其中该上层熔丝延伸部与该下层熔丝延伸部自与该介层洞导电层连接处往相同方向延伸。2.如权利要求1所述的电熔丝结构，其中该上层导电图案与该下层导电图案分别包括阴极与阳极。3.如权利要求2所述的电熔丝结构，其中该上层熔丝本体电性连接上层熔丝延伸部与该阴极，且该下层熔丝本体电性连接该下层熔丝延伸部与该阳极。4.如权利要求1所述的电熔丝结构，其中该上层熔丝本体与该上层熔丝延伸部共平面，该下层熔丝本体与该下层熔丝延伸部共平面。5.如权利要求4所述的电熔丝结构，还包括第一介电层与第二介电层，该下层导电图案设置于该第一介电层内，该上层导电图案与该介层洞导电层设置于该第二介电层内。6.如权利要求5所述的电熔丝结构，还包括相堆叠的第一金属内连线与第二金属内连线，分别设置于该第一介电层内与该第二介电层内。7.如权利要求6所述的电熔丝结构，其中该第一金属内连线与该下层导电图案共平面，该第二金属内连线与该上层导电图案共平面。8.如权利要求1所述的电熔丝结构，其中该上层熔丝延伸部与该下层熔丝延伸部相对应但不接触。9.如权利要求8所述的电熔丝结构，其中该上层熔丝延伸部与该下层熔丝延伸部至少部分重叠。10.如权利要求1所述的电熔丝结构，其中该上层熔丝本体与该上层熔丝延伸部具有第一夹角，且该第一夹角不等于180度，该下层熔丝本体与该下层熔丝延伸部具有...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴贵盛，曾靖翔，翁彰键，
申请(专利权)人：联华电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：