用于集成电路的颈缩互连熔丝结构制造技术

一种包括熔丝的互连熔丝结构以及制造这种结构的方法，该熔丝具有颈缩线段。由所施加的熔丝编程电压驱动的电流可以断开颈缩熔丝段以影响IC的操作。在实施例中，熔丝结构包括距中心互连线等距离的相邻互连线对。在其它实施例中，中心互连线以及相邻互连线至少其中之一包括横向宽度相差相同且互补的量的线段。在其它实施例中，中心互连线在颈缩线段的相对端部处被互连。在其它实施例中，利用间距减小基于间隔体的图案化工艺制造颈缩线段。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的示例性实施例总体上关于一种集成电路(IC)，更具体而言，涉及一种金属互连熔丝结构。
技术介绍
单片式IC通常包括在平面衬底(例如，硅晶圆)上方制造的多个晶体管，例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。IC常常包括至少一个熔丝。熔丝是可以用于提供IC过电流保护、IC的安全或者IC的程序操作的牺牲器件。熔丝一开始具有低电阻，并且被设计为当流过器件的电流超过一定水平时永久性地产生非导电路径。一些熔丝设计采用窄的互连金属线。当足够高的电流通过细金属线时，该金属线融化并产生开路。为了具有低的程序电流，熔丝的横截面与其它电路导体相比需要是小的。另一种方案利用两种金属材料之间的电迁移。当两种或更多种导电金属接合时，在存在非均匀的金属离子晶格结构处，可以使得传导电子与金属离子之间的动量传递是大的。在某个电流水平之上，原子进行运动并在双金属界面附近产生空隙，从而产生开路。对于这种熔丝架构，金属之间的重叠面积和金属的电迁移属性确定了熔丝程序电流。由于依赖于电迁移的熔丝架构通常与为了提高器件可靠性而减缓电迁移的努力是不兼容的，所以基于金属线的熔丝架构是有利的。而且，随着MOS晶体管的尺度从一个技术更新到下一技术更新而不断缩放，期望缩小熔丝尺寸以及熔丝程序电流。然而，对于互连金属线熔丝元件，互连金属线电阻已经趋于随着最近的IC技术更新而上升。熔丝电阻的增加降低了在给定的电源电压下通过熔丝元件的电流，使得更难以产生开式熔丝电路(例如，需要较大的熔丝程序电压)。因此能够降低程序电流和/或较小的熔丝面积的互连熔丝架构及其相关联的制造技术有利于先进的MOSIC。附图说明在附图中通过举例的方式而不是通过限制的方式例示了本文所描述的材料。为了例示的简单和清楚起见，在附图中例示的元件不一定按比例绘制。例如，为了清楚起见，一些元件的尺度可能相对于其它元件被放大。此外，在认为适当的情况下，在附图中重复附图标记以指示相对应的或类似的元件。在附图中：图1A是根据实施例的颈缩(necked)互连熔丝结构的平面图；图1B是根据实施例的图1A中例示的颈缩互连熔丝结构的横截面图；图2、图3、图4A、图4B和图5是根据实施例的颈缩互连熔丝结构的平面图；图6是根据实施例例示了形成颈缩互连熔丝结构的方法的流程图；图7A、图7B、图7C、图7D、图7E、图7F、图7G、图7H和图7I是根据实施例的随着执行图6中描述的方法中的选定操作而逐步形成的颈缩互连熔丝结构的平面图和横截面图；图8例示了采用根据实施例的颈缩互连熔丝结构的移动计算平台和数据服务器；以及图9是根据实施例的电子计算设备的功能框图。具体实施例参考所公开的附图描述了一个或多个实施例。尽管详细地示出和讨论了具体的配置和布置，但是应当理解的是，这样做仅仅是出于例示性的目的。本领域技术人员将认识到，其它配置和布置在不脱离本说明书的精神和范围的情况下是可能的。对于本领域技术人员将显而易见的是，本文所描述的技术和/或布置除了用在本文中详细描述的系统和应用中之外还可以用在各种其它系统和应用中。在以下具体实施方式中对附图进行了参考，附图形成了具体实施方式的一部分并且例示了示例性实施例。此外，应当理解的是，可以利用其它实施例，并且可以在不脱离所要求保护的主题的范围的情况下做出结构和/或逻辑改变。因此，不应在限制意义上采用以下具体实施方式，并且所要求保护的主题的范围唯一地由所附权利要求及其等效形式来限定。在以下描述中，阐述了许多细节。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践这些实施例。在一些情况下，公知的方法和设备以框图形式示出，而不是详细地示出，以免使实施例难以理解。贯穿本说明书对“实施例”或“一个实施例”的引用意指结合实施例说明的特定特征、结构、功能，或特性包括在本专利技术的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书在各个地方出现的短语“在实施例中”或“在一个实施例中”不必指代本专利技术的相同实施例。此外，特定的特征、结构、功能或特性可以在一个或多个实施例中以任何适合的方式结合。例如，第一实施例可以与第二实施例结合，只要与这两个实施例相关联的特定的特征、结构、功能、或特性不互相排斥。如在示例性实施例和所附权利要求书的描述中所使用的，单数形式“一”“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文清楚地另外指出。还应当理解的是，如在本文中所使用的术语“和/或”指代并且包含相关联的列出项中的一个或多个的任何及所有可能的组合。可以在本文中使用术语“耦合”和“连接”连同其派生词来描述部件之间的功能或结构关系。应当理解的是，这些术语并非旨在为彼此的同义词。相反，在特定实施例中，“连接”可以用于指示两个或更多个元件彼此直接物理接触、光接触、或电接触。“耦合”可以用于指示两个或更多个元件彼此直接地或间接地(其之间具有其它居间元件)物理接触、光接触、或电接触，和/或两个或更多个元件彼此协作或相互作用(例如，如在因果关系中)。如在本文中所使用的术语“在……上方”“在……下方”“在……之间”以及“在……上”指代一个部件或材料相对于其它部件或材料的相对位置，其中这种物理关系是显著的。例如在材料的情况下，一种材料或被设置在另一种材料上方或下方的材料可以直接接触或者可以具有一种或多种居间材料。而且，被设置在两种材料之间的一种材料或者多种材料可以与两层直接接触或者可以具有一个或多个居间层。相反，在第二材料或材料“上”的第一材料或材料与该第二材料/材料直接接触。在部件组件的情况下会做出类似的区分。如贯穿本说明书以及在权利要求书中所使用的，通过术语“……中的至少一个”或“……中的一个或多个”所连接的一系列项可以意指所列项的任何组合。例如，短语“A、B或C中的至少一个”可以意指A；B；C；A和B；A和C；B和C；或A、B和C。本文描述了颈缩互连熔丝结构以及形成这种熔丝结构的制造技术。在实施例中，颈缩互连熔丝结构包括平面导电迹线，其包括具有标称横向宽度的标称熔丝段以及具有比标称横向宽度窄的颈缩横向宽度的颈缩熔丝段。至少被颈缩段分隔的互连熔丝的端部电连接到熔丝编程电压/电流源。颈缩熔丝段的减小的横向宽度比标称尺寸的电路更容易发生故障，在施加编程电压后形成电断开。颈缩熔丝段的减小的横向宽度降低了熔丝在有利地短的互连线长度上的电流承载能力，实现了熔丝电路整体是低总电阻的。熔丝电路的低总电阻允许低的编程电压(例如，＜1.8V)驱动足够的电流以断开颈缩熔丝段。在断开故障的位置被很好地控制并被包含至颈缩熔丝段时，颈缩熔丝段的短的长度实现了紧凑的熔丝电路。在其它实施例中，标称熔丝段具有对于给定的互连级按照给定设计规则的横向宽度。颈缩熔丝段因此具有次最小(sub-minimum)(即，非法)的横向宽度。鉴于设计规则确保了IC结构中没有断开，低于设计规则一预定量的颈缩熔丝段被确保在施加编程电压后故障断开，该编程电压在有利的实施例中低于1.8V。在示例性实施例中，采用基于间隔体的双图案化技术来形成颈缩互连熔丝结构。通常为了形成恒定横向宽度的互连线的大阵列而优化这种间距减小技术。然而，在本文所描述的实施例中，具有固定的第一间距的芯轴(mandrel)图案还包括不同横向宽度的芯轴段，以使得随后的间隔体形成、芯轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成电路(IC)熔丝结构，包括：设置在衬底上方的互连熔丝线，所述熔丝线包括与颈缩熔丝段邻接的标称熔丝段，其中，所述标称熔丝段具有标称横向宽度，并且所述颈缩熔丝段具有小于所述标称横向宽度的颈缩横向宽度；设置在所述衬底上方并且与所述熔丝线共面的互连线对，并且所述互连线中的每一条互连线与所述标称熔丝段和所述颈缩线段两者的相对边缘等距离间隔开；以及至所述熔丝线的电连接对，所述连接对包括至所述标称熔丝段的第一连接以及通过至少所述颈缩熔丝段与所述第一连接间隔开的第二连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种集成电路(IC)熔丝结构，包括：设置在衬底上方的互连熔丝线，所述熔丝线包括与颈缩熔丝段邻接的标称熔丝段，其中，所述标称熔丝段具有标称横向宽度，并且所述颈缩熔丝段具有小于所述标称横向宽度的颈缩横向宽度；设置在所述衬底上方并且与所述熔丝线共面的互连线对，并且所述互连线中的每一条互连线与所述标称熔丝段和所述颈缩线段两者的相对边缘等距离间隔开；以及至所述熔丝线的电连接对，所述连接对包括至所述标称熔丝段的第一连接以及通过至少所述颈缩熔丝段与所述第一连接间隔开的第二连接。2.根据权利要求1所述的IC熔丝结构，其中：所述互连线中的第一互连线包括邻接于具有所述标称横向宽度的两个标称线端部段之间的较宽线段；所述较宽线段具有大于所述标称横向宽度的较宽横向宽度；所述较宽线段的横向长度小于所述颈缩熔丝段的横向长度；并且所述较宽线段沿着长度维度与所述颈缩熔丝段的中心对齐。3.根据权利要求2所述的IC熔丝结构，其中：所述颈缩横向宽度窄于所述标称横向宽度的量基本上等于所述较宽横向宽度大于所述标称横向宽度的量；或者所述第一互连线和第二互连线均包括较宽线段，所述较宽线段的横向宽度大于所述标称横向宽度的量合起来基本上等于所述颈缩横向宽度与所述标称横向宽度之间的差。4.根据权利要求2所述的IC熔丝结构，所述颈缩横向宽度窄于所述标称横向宽度的量基本上等于所述较宽横向宽度大于所述标称横向宽度的量。5.根据权利要求2所述的IC熔丝结构，其中：所述较宽横向宽度大于所述标称横向宽度的量至少等于所述标称熔丝段与所述两个标称线端部段之间的间隔。6.根据权利要求1所述的IC熔丝结构，其中：所述熔丝线包括在第一端部上与所述颈缩熔丝段邻接的所述标称熔丝段以及在第二端部上与所述颈缩熔丝段邻接的第二标称熔丝段；并且所述电连接对与所述标称熔丝段相交。7.根据权利要求6所述的IC熔丝结构，其中：所述电连接对包括在第三维度上延伸的导电过孔对，第一过孔具有大于所述颈缩熔丝段宽度的过孔宽度。8.根据权利要求1所述的IC熔丝结构，其中，所述互连线中的第二互连线沿着与所述标称熔丝段和所述颈缩熔丝段两者相邻的线长度具有所述标称横向宽度。9.一种制造集成电路(IC)熔丝结构的方法，所述方法包括：在衬底上方形成具有外部边缘并具有内部边缘的两条芯轴线，所述外部边缘被横向间隔开至少第一距离，所述内部边缘沿着第一段被横向间隔开标称间隔并且沿着第二段被间隔开较窄间隔；利用间距减小基于间隔体的图案化工艺将所述两条芯轴线转换成三条相邻的互连线，所述三条相邻的互连线被设置在所述第一距离内并且彼此间隔开两个相等距离，其中，所述三条线包括中心互连线，所述中心互连线还包括标称横向宽度的标称线段以及较窄宽度的颈缩线段；以及将所述中心互连线与由至少所述颈缩线段间隔开的电连接进行互连。10.根据权利要求9所述的方法，其中：形成所述芯轴线还包括：在被设置在衬底上方的第一材料中图案化相邻的芯轴线对，以具有在横向上被间隔开较窄间隔的第一芯轴线段以及在横向上被间隔开标称间隔的第二芯轴线段，所述标称间隔大于所述较窄间隔；利用间距减小基于间隔体的图案化工艺将所述两条芯轴线转换成三条相邻的互连线还包括：沿着所述芯轴线的边缘形成间隔体，所述间隔体包括被设置在所述标称间...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈占平，A·W·杨，S·郑，U·巴塔查里亚，C·H·华莱士，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US