[发明专利]电熔丝及制造电熔丝的方法

说明书

技术领域

本发明涉及集成电路领域；更具体而言，涉及电熔丝及制造电熔丝的方法。

背景技术

熔丝是用于编程集成电路功能的最简单和最紧凑的机制之一。在目前使用的熔丝类型当中有两种主要类型：基于晶体管的熔丝和基于金属导线的熔丝。随着熔丝尺寸的减小，由于作为基于晶体管的熔丝的可熔部分的栅极材料的固有健壮性，基于晶体管的熔丝变得越来越不可操作，而且编程金属导线熔丝的可靠性受用于制造金属导线熔丝的平版印刷工艺的尺寸控制的不利影响。因此，在本领域中存在缓解上述缺陷和限制的需求。

发明内容

本发明的第一方面是一种结构，包括：在电介质层中形成的沟槽；及熔丝，所述熔丝包括：位于沟槽侧壁和底部上的导电且保形的（conformal）衬垫；位于保形的衬垫上的铜层，其中，沟槽的下部中位于沟槽底部之上的铜层的第一厚度大于沟槽的邻接的上部中位于沟槽侧壁之上的铜层的第二厚度；及沟槽中位于铜层上的电介质材料，该电介质材料填充所述沟槽的上部中的剩余空间。

本发明的第二方面是一种方法，包括：形成在电介质层中形成的沟槽；及在电介质层中形成熔丝，所述熔丝包括：位于沟槽侧壁和底部上的导电且保形的衬垫；位于保形的衬垫上的铜层，其中沟槽的下部中位于沟槽底部之上的铜层的第一厚度大于沟槽的邻接的上部中位于沟槽侧壁之上的铜层的第二厚度；及沟槽中位于铜层上的电介质材料，该电介质材料填充所述沟槽的上部中的剩余空间。

本发明的第三方面是一种熔丝电路，包括：可开关地连接在正电压源和地之间的熔丝，该熔丝还可开关地连接在正电压源和被配置为确定跨熔丝的电压降的比较电路之间；而且熔丝包括：在电介质层中形成的沟槽；位于沟槽侧壁和底部上的导电且保形的衬垫；位于保形的衬垫上的铜层，其中，沟槽的下部中位于沟槽底部之上的铜层的第一厚度大于沟槽的邻接的上部中位于沟槽侧壁之上的铜层的第二厚度；及沟槽中位于铜层上的电介质材料，该电介质材料填充所述沟槽的上部中的剩余空间。

以下描述本发明的这些及其它方面。

附图说明

本发明的特征在所附权利要求中阐述。但是，当结合附图阅读时，本发明本身将通过参考以下说明性实施例的具体描述得到最好的理解，其中：

图1A至1H说明了根据本发明实施例的电熔丝的制作；

图2说明了根据本发明实施例的接触电熔丝的备选方法；

图3说明了用于根据本发明实施例的电熔丝的备选位置；

图4说明了用于根据本发明实施例的电熔丝的备选位置；

图5说明了根据本发明实施例的修改后的电熔丝结构；

图6说明了根据本发明实施例的电熔丝的可熔链接部分的备选结构；及

图7是示例性熔丝编程/感测电路。

具体实施例

电熔丝（e熔丝）是包括导电可熔部分的器件，当电流被迫通过该可熔部分时该可熔部分物理地更改结构（例如，熔化、蒸发或者发生电迁移）以改变（例如，增加）可熔部分的电阻。根据本发明实施例的e熔丝包括沟槽侧壁上的超薄铜层和沟槽底部上的较厚铜层，其中超薄铜层充当e熔丝的可熔部分。根据本发明实施例的e熔丝在编程（也称为熔断）之后具有比编程之前更高的电阻。

镶嵌（damascene）工艺是一种在电介质层中形成导线沟槽或通孔开口、在沟槽中和电介质的顶表面上形成厚度足以填充沟槽的电导体的工艺。执行化学机械抛光（CMP）工艺，以便从电介质层的表面除去过多的导体并且使导体的表面与电介质层的顶表面共面，以形成镶嵌导线（或者镶嵌通孔（via））。当只形成一个沟槽和一条导线（或者一个通孔开口和一个通孔）时，这种工艺被称为单镶嵌。

先通孔双镶嵌工艺是这样一种工艺，其中，穿过电介质层整个厚度形成通孔开口，之后在任何给定的截面视图中穿过电介质层的一部分而形成沟槽。先沟槽双镶嵌工艺是这样一种工艺，其中，穿过电介质层厚度的一部分形成沟槽，之后在任何给定的截面视图中在沟槽内穿过电介质层的剩余部分形成通孔。所有通孔开口都与上面的一体化导线沟槽并且与下面的导线沟槽相交，但是不是所有沟槽都需要与通孔开口相交。在电介质层的顶表面上形成厚度足以填充沟槽和通孔开口的电导体，并且执行CMP工艺以使沟槽中导体的表面与电介质层的顶表面共面，从而形成具有一体化通孔的双镶嵌导线。