[发明专利]不触及金属层的接触熔断器

说明书

技术领域

本发明一般涉及用于集成电路的熔断器。

背景技术

熔断器与增加的频率相结合以提高制造生产量或设计专用集成 电路。熔断器被选择性地烧断，或者进行编程，以允许多余部件替代电 路中的损坏部件，或者改装集成电路以完成特殊操作。为了对用于特殊 任务的集成电路进行编程，嵌入电路中的熔断器，根据预定义的设计， 或者保持完好无缺以维持电路导通，或者熔断造成断路。

目前大量熔断器被用于实现日益增加的复杂集成电路编程。一 种特殊设计的实现可能要求烧断集成电路管芯上成千的熔断器。为了获 取大量的适合于编程的器件，熔断器必须以非常高的量被烧断(例如： 99.99％)。在用以制造带有逐渐变小且更快的晶体管部件的集成电路的 材料和工艺方面的日益细化对熔断器设计提出了不断的新挑战。

例如，熔断器典型地由用于制造晶体管或其它有源或无源器件 元件的同一些材料构成。改变多晶硅或金属硅化物的类型或者其厚度、 用于晶体管构造的其它参数的掺杂变化并因此改变熔断器器件的构造， 可以显著地降低大量烧断熔断器的能力。在有些情况下，高烧断量(high blow yield)可以通过改变施加在熔断器上的功率数量或时间得到恢复。 在其它情况下，必须设计不同熔断器的结构。这两种措施都增加制造成 本并延误集成电路生产。

因此，本领域所需要的是半导体器件熔断器，其能够独立于晶 体管制造材料和工艺所作的改变而可靠地编程。

发明内容

为了解决现有技术以上讨论的缺陷，本发明在一个实施例中提 供了半导体熔断器器件。熔断器器件包括将金属层电耦合到熔断器层的 第一半导体层。熔断器层与金属层间隔开。熔断器器件也包括与熔断器 层形成烧断接合界面的第二半导体层。烧断接合界面被配置成当预定义 功率通过第二半导体层传输到熔断器层时形成断路。

本发明的另一方面是一种制造半导体熔断器器件的方法。第一 和第二半导体层形成在衬底上。熔断器层被沉积在该衬底上方，熔断器 层的一部分在第一半导体层上。熔断器层与第二半导体层之间形成上述 的烧断接合界面。金属层被沉积在第一熔断器层上方，其中所述金属层 通过第一半导体层与熔断器层电耦合，且金属层与熔断器层间隔开。

本发明另一实施例是集成电路。该集成电路包括上述半导体器 件熔断器和微电子器件。该半导体器件熔断器被配置成可编程来与微电 子器件互连，并形成操作器件。

附图说明

图1介绍了根据本发明构造的示例性半导体器件熔断器的连通 图；

图2介绍了根据本发明构造的另一个示例性半导体器件熔断器的 平面图；

图3介绍了图2所示的示例性半导体器件熔断器的横截面视图；

图4介绍了图2所示的示例性半导体器件熔断器的另一横截面视 图；

图5-10示出根据本发明的原则，制造一个示例性半导体器件的示 例性方法中所选步骤的横截面视图和平面图；

图11介绍了根据本发明构造的又一示例性半导体器件熔断器的 平面图；

图12介绍了图11所示的示例性半导体器件熔断器的横截面视图； 以及

图13介绍了本发明的一个集成电路的横截面视图。

具体实施方式

作为本发明的部分，可以发现结合金属接触到熔断器器件会产 生能够高度可靠地被烧断的熔断器。再则，假如金属接触的结构保持基 本不变，这种熔断器对于晶体管制造工艺的变化具有鲁棒性(robust)。 然而，存在一个顾虑是烧断直接连到金属层的金属接触会损害金属层， 导致负面影响。

例如，烧断直接耦合到线性阻挡型(barrier-lined)金属层的金 属接触可能毁坏金属层的钽阻挡层。被毁坏的阻挡层可以允许金属层中 自由铜扩散到硅衬底或包含硅的金属内或层间电介质中，结果降低了集 成电路有源器件的长期可靠性。本发明通过提供一种能调节金属接触的 可靠烧断属性的半导体器件熔断器来消除这些问题或顾虑，同时减少烧 断熔断器可能损害金属层的风险。