[发明专利]电熔丝和半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电熔丝和半导体装置。

背景技术

传统上，已知如下技术：通过切断在半导体装置中安装的熔丝， 从而执行包括调整半导体装置的电阻值以及拆卸故障元件以更换正常 元件的各种工艺。

对于涉及切断熔丝的方法，已知两种方法，其中，一种方法通过 用激光照射熔丝的一部分来切断熔丝，以及另一种方法通过使电流流 过熔丝从而切断该熔丝。

JP 2004-304002A公开了下列技术。在包含下述熔丝和下述两个 导电层的半导体装置中，所述熔丝包括熔丝主体和经由该熔丝主体而 彼此耦合的两个焊盘，所述两个导电层分别耦合至两个焊盘，熔丝主 体的长度被限定为使得当该熔丝通过在两个导电层之间施加电应力而 被熔断时，该熔丝的熔断部位于熔丝主体内，其与和导电层重叠的区 域分离。该技术旨在使熔丝能够更可靠地被熔断。

此外，作为通过使电流流过电熔丝来切断电熔丝的示例，已知一 种电熔丝，其利用了其中由于电迁移而使得它的构成材料迁移的现象 (例如，参见JP 2005-39220A)。

本发明人已经认识到如下事实。如JP 2005-39220A中所述，在利 用其中由于电迁移而使得熔丝的构成材料迁移的现象来切断该熔丝的 情况下，所担心的是，当在熔丝被切断之后对半导体装置进行热处理 时，构成材料会由于电迁移而再次迁移，并且因而该熔丝在切断部分 处会再连接。当这样的再连接发生时，即使在切割对象电熔丝被切断 之后，也会无法通过检测该电熔丝是否已被切断来得到准确结果。

图7A至7C示出使用铜作为构成材料的电熔丝的示例。

图7A示出切断之前的电熔丝10的结构。电熔丝10包括端子20 和22以及在端子20和22之间提供的要被切断的互连12。要被切断的 互连12具有比端子20和22的宽度更小的宽度。如图7B所示，当使 电流在从电熔丝10的端子20到端子22的方向上流动时，电子在从端 子22到端子20的方向上、在要被切断的互连12内迁移。伴随着电子 迁移，形成电熔丝10的铜由于电迁移而迁移，由此，在具有较小宽度 的要被切断的互连12内产生空隙30。然而，在一些情况下，在利用电 迁移来切断的要被切断的互连12内所形成的空隙30没有大到足以在 要被切断的互连12的宽度上延伸。结果，存在如上所述的其中电熔丝 10没有完全切断的情况或其中当在切断之后进行热处理时电熔丝10由 于电迁移而再连接的情况。

在正常操作下使用半导体装置时，发生上述再连接的可能性没有 大到引发问题。然而，当半导体装置需要相当高的可靠性时或当在苛 刻的条件下使用半导体装置时，必须进一步改善在切断之后保持电熔 丝的切断状态的特性。

顺便提及，JP 2001-68475A公开了一种工艺，该工艺允许在含有 铜或铜合金层的互连中铜或铜合金结晶粒的大多数形成双晶。这样的 铜基膜的双晶形成连贯的双晶边界。在JP 2001-68475A中所描述的是， 在连贯的双晶边界中，电迁移速率低，因此，形成双晶边界的两个结 晶粒可以基本认为是单个大结晶粒。本发明的发明人发现了可以通过 在电熔丝中使用这样的双晶来防止如上所述的电熔丝在切断之后再连 接，并且得出了本发明。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种电熔丝，包括：

要被切断的互连；以及

第一端子和第二端子，其分别提供在要被切断的互连的两端，

要被切断的互连包括：

第一定向膜，其含有铜作为主要成分并且被定向在(111)面 内；以及

第二定向膜，其含有铜作为主要成分并且被定向在(511)面内，

在第一定向膜的宽度方向上，第二定向膜被提供在第一定向 膜内部，以便分割该第一定向膜，其中，所述宽度方向与从第一端子 到第二端子的方向相垂直。

此外，根据本发明的另一方面，提供一种半导体装置，包括：

衬底；以及

电熔丝，包括：

要被切断的互连，其形成在衬底上；以及

第一端子和第二端子，其分别提供在要被切断的互连的两端，

要被切断的互连，包括：

第一定向膜，其含有铜作为主要成分并且被定向在(111) 面内；以及

第二定向膜，其含有铜作为主要成分并且被定向在(511) 面内，