專利名稱：半導(dǎo)體器件和提高電熔斷器的電阻值的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種接收電流供給以便允許增加器件本身的電阻的半導(dǎo)體器件和一種提高電熔斷器的電阻的方法。
背景技術(shù)：
迄今為止，已經(jīng)使用了一種接收電流供給以允許增加熔斷器本身的電阻的熔斷器。在本說(shuō)明書(shū)中，將這樣的熔斷器稱為電熔斷器。電熔斷器設(shè)置在絕緣層內(nèi)部。在本說(shuō)明書(shū)中，將具有絕緣層和電熔斷器的結(jié)構(gòu)稱為電熔斷器結(jié)構(gòu)。在本說(shuō)明書(shū)中，電熔斷器電阻的增加例如為這樣的現(xiàn)象流入到電熔斷器中的電流的值變小，也就是說(shuō)，電熔斷器變成具有比以前高的電阻的狀態(tài)；或者為這樣的現(xiàn)象與電熔斷器的兩端相連接的兩個(gè)元件之間的電流流動(dòng)完全停止，也就是說(shuō)，電熔斷器被切斷或熔融/切斷，或者是電熔斷器的電阻變?yōu)闊o(wú)限大。本說(shuō)明書(shū)中所描述的電熔斷器的示例包括用于使電路不可能使用的熔斷器、用在模擬器件等中以調(diào)整器件電壓的熔斷器以及用作標(biāo)志以便留下工藝、測(cè)試結(jié)果等的痕跡的熔斷器。[專利文件1]W097/12401的小冊(cè)子[專利文件 2]USP No. 5969404[專利文件 3]USP No. 632；35；35[專利文件 4]USP No. 6433404[非專利文件1]由V.Klee等人發(fā)表于IEDM會(huì)議Q001)的題為“A 0. 13ym logic based embedded DRAM technology with electrical fuse,Cu interconnect in SiLkTM, sub_7ns access and its extension to the 0. 10 μ m generation，，的文章。

發(fā)明內(nèi)容
常規(guī)的電熔斷器的電阻增加是通過(guò)電遷移現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)的。為此，在一些情況下，需要向電熔斷器供給大電流。在這樣的情況下，電熔斷器周圍的結(jié)構(gòu)會(huì)被從熔斷器產(chǎn)生的熱所損壞?？紤]到上述問(wèn)題，得出了本發(fā)明。因而，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種允許增加器件本身的電阻而不損壞任何周圍結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件和一種提高電熔斷器的電阻的方法。本發(fā)明的一個(gè)方面在于一種半導(dǎo)體器件，其包括絕緣層和形成在該絕緣層中的電熔斷器。該電熔斷器具有比絕緣層的線性膨脹系數(shù)大的線性膨脹系數(shù)，且進(jìn)一步地具有比絕緣層的熔點(diǎn)低的熔點(diǎn)。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，即使供給到電熔斷器的電流值較小，也可以提高電熔斷器的電阻。因而，從電熔斷器產(chǎn)生的熱量也較小。結(jié)果，可以防止電熔斷器周圍的結(jié)構(gòu)受到損壞。本發(fā)明的另一方面在于一種半導(dǎo)體器件，其包括半導(dǎo)體襯底；形成在半導(dǎo)體襯底上方的柵電極；覆蓋柵電極的層間電介質(zhì)；形成在層間電介質(zhì)上方的精細(xì)層；形成在精細(xì)層上方的半球形層；形成在半球形層上方的球形層；以及形成在選自精細(xì)層、半球形層和球形層中的至少一個(gè)中的電熔斷器。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，當(dāng)向電熔斷器供給電流時(shí)，從電熔斷器產(chǎn)生的熱到達(dá)半導(dǎo)體襯底所經(jīng)歷的距離較大；因此，可以增加電熔斷器的電阻而不損壞半導(dǎo)體襯底。本發(fā)明的又一方面在于一種半導(dǎo)體器件，其包括絕緣層；以及電熔斷器，該電熔斷器形成在絕緣層中且具有包括直線部分和彎曲部分的曲折形狀，其中在靠近彎曲部分的部位之間的距離小于在除了靠近彎曲部分的部位以外的部位之間的距離。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，由于電熔斷器是曲折的，來(lái)自電熔斷器中心部分的熱不易于擴(kuò)散到外部。因此，可以阻止電熔斷器周圍的結(jié)構(gòu)被從電熔斷器產(chǎn)生的熱所損壞。此外，由于大量的熱只是局部地供給到彎曲部分，所以可縮短電熔斷器電阻增加所需的時(shí)間。本發(fā)明的一個(gè)不同方面在于一種增加電熔斷器的電阻的方法，其中將電流供給到上述電熔斷器中的任意一個(gè)中。這樣，電熔斷器熔融且進(jìn)一步斷裂。此后，利用毛細(xì)現(xiàn)象將熔融的電熔斷器的一部分吸收到裂縫中。結(jié)果，在電熔斷器中形成了不連續(xù)的部分。根據(jù)此方法，電熔斷器可以通過(guò)比使用電遷移來(lái)切斷電熔斷器的任意常規(guī)方法中供給到電熔斷器的電流更小的電流而被切斷。本發(fā)明的又一不同方面在于一種增加電熔斷器的電阻的方法，包括以下步驟將電流供給到上述電熔斷器中的任意一個(gè)中，從而利用箍縮效應(yīng)使電熔斷器變窄；以及然后停止電流供給，從而利用電熔斷器的保持力在電熔斷器中形成腔。根據(jù)此方法，電熔斷器可以通過(guò)比上述利用毛細(xì)現(xiàn)象來(lái)切斷電熔斷器的方法中供給到電熔斷器的電流更小的電流而被切斷。本發(fā)明的又一方面在于一種半導(dǎo)體器件，包括第一絕緣層；第一溝槽，其形成在所述第一絕緣層中；第二溝槽，其形成在所述第一絕緣層中；電熔斷器，其包括形成在所述第一溝槽的底表面和所述第一溝槽的側(cè)壁上的第一阻擋金屬，以及形成在所述第一阻擋金屬上且填充在所述第一溝槽中的第一銅金屬，所述電熔斷器的電阻值可以通過(guò)向所述電熔斷器施加電流來(lái)控制；第一布線，其包括形成在所述第二溝槽的底表面和所述第二溝槽的側(cè)壁上的第二阻擋金屬，以及形成在所述第二阻擋金屬上且填充在所述第二溝槽中的第二銅金屬；第二絕緣層，其形成在所述第一絕緣層、所述電熔斷器和所述第一布線上；以及第三絕緣層，其形成在所述第二絕緣層上，第三溝槽，其形成在所述第三絕緣層中；第二布線， 其形成在所述第三溝槽中；第四絕緣層，其形成在所述第三絕緣層上方；第四溝槽，其形成在所述第四絕緣層中；以及第三布線，其形成在所述第四溝槽中；其中，所述第一布線的第一厚度比所述第三布線的第三厚度薄，并且所述第二布線的第二厚度比所述第三布線的第三厚度??；并且其中所述第一絕緣層和所述第三絕緣層的相對(duì)介電常數(shù)為3或更小。根據(jù)本發(fā)明的另一方面在于一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體襯底；柵電極，其形成在所述半導(dǎo)體襯底上方；層間電介質(zhì)，其覆蓋所述柵電極；精細(xì)層，其形成在所述層間電介質(zhì)上方；半球形層，其形成在所述精細(xì)層上方；球形層，其形成在所述半球形層上方；以及電熔斷器，其形成在所述精細(xì)層中，所述電熔斷器的電阻值可以通過(guò)向所述電熔斷器施加電流來(lái)控制，所述電熔斷器包括銅金屬，其中所述電熔斷器形成在所述精細(xì)層的第一絕緣層的溝槽中，第二絕緣層形成在所述電熔斷器和所述第一絕緣層上，而第三絕緣層形成在所述第三絕緣層上，其中所述第一絕緣層和所述第三絕緣層的相對(duì)介電常數(shù)為3或更小， 其中所述半球形層的厚度厚于所述精細(xì)層的厚度，以及其中所述球形層的厚度厚于所述半球形層的厚度。根據(jù)本發(fā)明的又一方面在于一種半導(dǎo)體器件，包括第一絕緣層；第一溝槽，其形成在所述第一絕緣層中；第二溝槽，其形成在所述第一絕緣層中；電熔斷器，其包括形成在所述第一溝槽的底表面和所述第一溝槽的側(cè)壁上的第一阻擋金屬，以及形成在所述第一阻擋金屬上且填充在所述第一溝槽中的第一銅金屬，所述電熔斷器的電阻值可以通過(guò)向所述電熔斷器施加電流來(lái)控制；第一布線，其包括形成在所述第二溝槽的底表面和所述第二溝槽的側(cè)壁上的第二阻擋金屬，以及形成在所述第二阻擋金屬上且填充在所述第二溝槽中的第二銅金屬；第一層，其包括形成在所述第一絕緣層上的第二絕緣層，形成在所述第二絕緣層上的第三絕緣層以及形成在所述第三絕緣層中的第二布線；以及第二層，其包括形成在所述第三絕緣層上方的第四絕緣層以及形成在所述第三絕緣層上方的第三布線；其中所述第一絕緣層的第一厚度比所述第二層的第三厚度薄，而所述第一層的第二厚度比所述第二層的第三厚度?。徊⑶移渲兴龅谝唤^緣層和所述第三絕緣層的相對(duì)介電常數(shù)為3或更小。根據(jù)本發(fā)明的又一方面在于一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體襯底；柵電極，其形成在所述半導(dǎo)體襯底上方；第一絕緣層，其形成在所述柵電極和所述半導(dǎo)體襯底上方；第一溝槽，其形成在所述第一絕緣層中；電熔斷器，其包括形成在所述第一溝槽的底表面和所述第一溝槽的側(cè)壁上的第一阻擋金屬，以及形成在所述第一阻擋金屬上且填充在所述第一溝槽中的銅金屬，所述電熔斷器的電阻值可以通過(guò)向所述電熔斷器施加電流來(lái)控制；第二絕緣層，其形成在所述第一絕緣層和所述電熔斷器上；以及第三絕緣層，其形成在所述第二絕緣層上，其中所述第一絕緣層和所述第三絕緣層的相對(duì)介電常數(shù)為3或更小。


圖1是圖示安裝了本發(fā)明實(shí)施例的電熔斷器的電路的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是圖示其中形成了實(shí)施例的電熔斷器結(jié)構(gòu)的整個(gè)半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)的視圖。圖3是圖示具有曲折形狀的實(shí)施例的電熔斷器的示意圖。圖4是沿圖3中的線IV-IV所獲得的截面視圖。圖5是圖示只由直線部分制成的實(shí)施例的電熔斷器的示意圖。圖6是沿圖5中的線VI-VI所獲得的截面視圖。圖7是圖示具有曲折形狀的實(shí)施例的電熔斷器的另一示例的示意圖。圖8是圖示具有曲折形狀的實(shí)施例的電熔斷器的直線部分通過(guò)泄漏或固體溶解而彼此接觸的狀態(tài)的照片。圖9是圖示實(shí)施例的電熔斷器結(jié)構(gòu)的基本示例的視圖。圖10是實(shí)施例的電熔斷器結(jié)構(gòu)的第一不同示例。
圖IlA是實(shí)施例的電熔斷器結(jié)構(gòu)的第二不同示例。圖IlB是實(shí)施例的電熔斷器結(jié)構(gòu)的第三不同示例。圖12A是實(shí)施例的電熔斷器結(jié)構(gòu)的第四不同示例。圖12B是實(shí)施例的電熔斷器結(jié)構(gòu)的第五不同示例。圖13是實(shí)施例的電熔斷器結(jié)構(gòu)的第六不同示例。圖14A是實(shí)施例的電熔斷器結(jié)構(gòu)的第七不同示例。圖14B是實(shí)施例的電熔斷器結(jié)構(gòu)的第八不同示例。圖15是實(shí)施例的電熔斷器結(jié)構(gòu)的第九不同示例。圖16A是實(shí)施例的電熔斷器結(jié)構(gòu)的第十不同示例。圖16B是實(shí)施例的電熔斷器結(jié)構(gòu)的第十一不同示例。圖17是實(shí)施例的電熔斷器結(jié)構(gòu)的第十二不同示例。圖18A是實(shí)施例的電熔斷器結(jié)構(gòu)的第十三不同示例。圖18B是實(shí)施例的電熔斷器結(jié)構(gòu)的第十四不同示例。圖19是實(shí)施例的電熔斷器結(jié)構(gòu)的第十五不同示例。圖20A是實(shí)施例的電熔斷器結(jié)構(gòu)的第十六不同示例。圖20B是實(shí)施例的電熔斷器結(jié)構(gòu)的第十七不同示例。圖21是用于解釋當(dāng)電流流入到作為實(shí)施例基本示例的電熔斷器中時(shí)，作用在此電熔斷器上的力的方向的視圖。圖22是用于解釋基本示例的電熔斷器膨脹的狀態(tài)的視圖。圖23是圖示當(dāng)基本示例的電熔斷器被切斷時(shí)其第一狀態(tài)的頂視圖。圖M是沿圖23中的線XXIV-XXIV所獲得的截面視圖。圖25是圖示當(dāng)基本示例的電熔斷器被切斷時(shí)其第二狀態(tài)的頂視圖。圖沈是沿圖25中的線XXVI-XXVI所獲得的截面視圖。圖27是圖示當(dāng)基本示例的電熔斷器被切斷時(shí)其第三狀態(tài)的頂視圖。圖28是沿圖27中的線XXVIII-XXVIII所獲得的截面視圖。圖四是圖示當(dāng)基本示例的電熔斷器被切斷時(shí)其第四狀態(tài)的頂視圖。圖30是沿圖四中的線XXX-XXX所獲得的截面視圖。圖31是圖示當(dāng)基本示例的電熔斷器被切斷時(shí)其第五狀態(tài)的頂視圖。圖32是沿圖31中的線XXXII-XXXII所獲得的截面視圖。圖33是示出電熔斷器被吸收到在電熔斷器結(jié)構(gòu)中的絕緣層中形成的裂縫中的狀態(tài)的(橫截面)照片。圖34是示出電熔斷器被吸收到在電熔斷器結(jié)構(gòu)中的絕緣層中形成的裂縫中的狀態(tài)的(頂表面)照片。圖35是圖示作為不合適脈沖的電流脈沖以及作為合適脈沖的電流脈沖的視圖。圖36是示出通過(guò)作為不合適脈沖的電流脈沖而被切斷的電熔斷器以及通過(guò)作為合適脈沖的電流脈沖而被切斷的電熔斷器的照片。圖37是示出電流脈沖的上升時(shí)間與電熔斷器被切斷后和切斷前的電阻比之間的關(guān)系的圖。圖38是圖示只由直線部分制成的電熔斷器的切斷部分的位置的示例的頂視圖。
圖39是其中繪制了每個(gè)只由直線部分制成的多個(gè)電熔斷器的切斷部分的位置的圖表。圖40是用于解釋其中中心部分要被選擇性切斷的電熔斷器結(jié)構(gòu)的視圖。圖41是示出了其中中心部分被選擇性切斷的電熔斷器結(jié)構(gòu)的照片。圖42是圖示直線部分之間的距離的視圖。圖43是圖示直線部分通過(guò)切片(cut piece)而短路的狀態(tài)的視圖。圖44是圖示具有用于防止直線部分短路的構(gòu)造的電熔斷器結(jié)構(gòu)的視圖。圖45是用于解釋利用箍縮效應(yīng)來(lái)切斷電熔斷器的方法的視圖。圖46是示出通過(guò)箍縮效應(yīng)來(lái)切斷電熔斷器的照片。圖47是時(shí)間與距離之間的關(guān)系的曲線圖，所述距離為當(dāng)電熔斷器的溫度保持在 1200°C時(shí)溫度為600°C的部位和電熔斷器之間的距離。
具體實(shí)施例方式此后將參考附圖來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的實(shí)施例以及根據(jù)本發(fā)明的增加電熔斷器電阻的方法。實(shí)施例1本發(fā)明實(shí)施例1的電熔斷器并非如現(xiàn)有技術(shù)的在形成柵電極的同一層中所形成的任意電熔斷器。實(shí)施例1的電熔斷器形成在半導(dǎo)體器件中包括精細(xì)層(fine layer)、半球形層(semiglobal layer)和球形層(global layer)的多層結(jié)構(gòu)中的精細(xì)層中。因此， 可以防止電熔斷器損壞其半導(dǎo)體襯底。根據(jù)實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，諸如為了增加熔斷器電阻而用于控制電流流動(dòng)的晶體管之類的其它元件可以設(shè)置在從半導(dǎo)體襯底到電熔斷器的空間中。因此，可以使在平行于半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體襯底主表面的方向上設(shè)置的元件的占用面積較小。實(shí)施例1的電熔斷器的電阻增加不是通過(guò)任意的電遷移現(xiàn)象而是通過(guò)毛細(xì)現(xiàn)象來(lái)實(shí)現(xiàn)的。因而，只通過(guò)使相對(duì)較小的電流流入到電熔斷器中，就可以增加電熔斷器的電阻。結(jié)果，可以防止電熔斷器周圍的結(jié)構(gòu)受到損壞。此外，可以大大縮短電熔斷器電阻增加所需的時(shí)間。在實(shí)施例1中，電熔斷器是用于將冗余電路與任何其它電路彼此電隔離的部件。 然而，本發(fā)明的電熔斷器的用途不限于此。本發(fā)明的電熔斷器可以應(yīng)用于任意產(chǎn)品，只要該產(chǎn)品具有可以通過(guò)接收電流供給而增加的電阻即可。較為適合地，電熔斷器的原材料是金屬或金屬化合物。然而，本發(fā)明的電熔斷器的原材料不限于此，只要是以下要描述的電阻增加方法可以應(yīng)用的原材料即可。首先，這里具體描述實(shí)施例1的電熔斷器結(jié)構(gòu)。如圖1所示，實(shí)施例1的電熔斷器 (電熔斷器10)設(shè)置在半導(dǎo)體器件內(nèi)部，且其連接到電源電極VDD和接地電極VSS以處于它們之間。電阻器60設(shè)置在電熔斷器10的端子IOa與電源電極VDD之間，且電阻器70設(shè)置在電熔斷器10的端子IOb和接地電極VSS之間。晶體管40和判決電路50連接到晶體管70和端子IOb之間的布線。判決電路50是用于檢測(cè)電熔斷器10的電阻是否變?yōu)轭A(yù)定值或更高的電路。反相器電路30連接到晶體管40的柵電極。根據(jù)從反相器電路30供給到晶體管40的電信號(hào)，電流從電源電極VDD經(jīng)過(guò)電熔斷器10流到接地電極VS S。因而，在實(shí)施例1的增加電熔斷器10的電阻的方法中，可以根據(jù)從外部供給到晶體管40的電信號(hào)來(lái)控制是否增加電熔斷器的電阻。通過(guò)判決電路50來(lái)判定電熔斷器10的電阻是否超過(guò)預(yù)定值。接著，這里參考圖2來(lái)描述實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件具有多個(gè)堆疊的金屬布線層。這些金屬布線層按照從半導(dǎo)體襯底SC —側(cè)向上的順序分
別被稱作Ml，M2，......，M8和M9。金屬布線層通過(guò)過(guò)孔而彼此連接。這些過(guò)孔按照從半
導(dǎo)體襯底SC —側(cè)向上的順序分別被稱作VI，V2，......，V7和V8。在包括金屬布線層Ml，M2，......，M8和M9和過(guò)孔VI，V2，......，V7和V8的層
中，位于下側(cè)的層稱為精細(xì)層100，而位于上側(cè)的層稱為球形層300。位于精細(xì)層100和球形層300之間的層稱作半球形層200。在構(gòu)成半導(dǎo)體器件的金屬布線層中，精細(xì)層100中的金屬布線層均具有最小的布線寬度和厚度。半球形層200中的金屬布線層均具有比精細(xì)層100中的金屬布線層更大的布線寬度和更大的厚度。球形層300中的金屬布線層均具有比半球形層200中的金屬布線層更大的布線寬度和更大的厚度。在表1中示出了精細(xì)層100、半球形層200和球形層300 的尺寸的示例。表 權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體器件，包括第一絕緣層；第一溝槽，其形成在所述第一絕緣層中； 第二溝槽，其形成在所述第一絕緣層中；電熔斷器，其包括形成在所述第一溝槽的底表面和所述第一溝槽的側(cè)壁上的第一阻擋金屬，以及形成在所述第一阻擋金屬上且填充在所述第一溝槽中的第一銅金屬，所述電熔斷器的電阻值可以通過(guò)向所述電熔斷器施加電流來(lái)控制；第一布線，其包括形成在所述第二溝槽的底表面和所述第二溝槽的側(cè)壁上的第二阻擋金屬，以及形成在所述第二阻擋金屬上且填充在所述第二溝槽中的第二銅金屬； 第二絕緣層，其形成在所述第一絕緣層、所述電熔斷器和所述第一布線上；以及第三絕緣層，其形成在所述第二絕緣層上， 第三溝槽，其形成在所述第三絕緣層中； 第二布線，其形成在所述第三溝槽中； 第四絕緣層，其形成在所述第三絕緣層上方； 第四溝槽，其形成在所述第四絕緣層中；以及第三布線，其形成在所述第四溝槽中；其中，所述第一布線的第一厚度比所述第三布線的第三厚度薄，并且所述第二布線的第二厚度比所述第三布線的第三厚度薄；并且其中所述第一絕緣層和所述第三絕緣層的相對(duì)介電常數(shù)為3或更小。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，還包括第一晶體管，其在第一電源節(jié)點(diǎn)和第二電源節(jié)點(diǎn)之間與所述電熔斷器串聯(lián)連接，所述第二電源節(jié)點(diǎn)的電源電壓低于所述第一電源節(jié)點(diǎn)的電源電壓，其中控制所述第一晶體管的柵電壓，使得控制向所述電熔斷器施加電流，由此控制所述電熔斷器的電阻值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的半導(dǎo)體器件，還包括判決電路，其接收來(lái)自所述第一晶體管和所述電熔斷器之間的連接節(jié)點(diǎn)的信號(hào)，并檢測(cè)所述電熔斷器的電阻值是否變?yōu)轭A(yù)定值或更高。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中所述第一布線的第一厚度比所述第二布線的第二厚度薄。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中所述第一銅金屬和所述第二銅金屬中每一個(gè)的線性膨脹系數(shù)高于所述第一絕緣層和所述第三絕緣層中每一個(gè)的線性膨脹系數(shù)，并且其中所述第一銅金屬、所述第二銅金屬中每一個(gè)具有比所述第一絕緣層和所述第三絕緣層中每一個(gè)的熔點(diǎn)更低的熔點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中所述第二絕緣層具有兩個(gè)絕緣膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中所述第二絕緣層包括SiCN膜、SiN膜、或具有 SiCN膜和SiCO膜的雙層結(jié)構(gòu)膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求6的半導(dǎo)體器件，其中所述第二絕緣層包括硅化物與氮化物的第一化合物膜以及硅化物與氧化物的第二復(fù)合物膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的半導(dǎo)體器件，其中所述第一化合物膜為SiCN，而所述第二化合物膜為SiCO。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中所述第一阻擋金屬包括第一金屬膜，其在所述第一溝槽的側(cè)壁與所述第一絕緣層接觸，并且沿著所述第一溝槽的側(cè)壁形成；以及第二金屬膜，其在所述第一溝槽的側(cè)壁與所述第一金屬膜接觸，在所述第一溝槽的底表面與所述第一絕緣層接觸，并與所述銅金屬接觸，而且其沿著所述第一溝槽的側(cè)壁和底表面形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求1的半導(dǎo)體器件，其中所述第一阻擋金屬具有比銅金屬的熔點(diǎn)更高的熔點(diǎn)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，其中所述第一阻擋金屬的線性膨脹系數(shù)低于銅金屬的線性膨脹系數(shù)并且高于所述第一絕緣層和所述第三絕緣層的線性膨脹系數(shù)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的半導(dǎo)體器件，其中所述第一阻擋金屬具有高于所述第一絕緣層、所述第二絕緣層和所述第三絕緣層中每一個(gè)的熔點(diǎn)。
14.一種半導(dǎo)體器件，包括 半導(dǎo)體襯底；柵電極，其形成在所述半導(dǎo)體襯底上方； 層間電介質(zhì)，其覆蓋所述柵電極； 精細(xì)層，其形成在所述層間電介質(zhì)上方； 半球形層，其形成在所述精細(xì)層上方； 球形層，其形成在所述半球形層上方；以及電熔斷器，其形成在所述精細(xì)層中，所述電熔斷器的電阻值可以通過(guò)向所述電熔斷器施加電流來(lái)控制，所述電熔斷器包括銅金屬，其中所述電熔斷器形成在所述精細(xì)層的第一絕緣層的溝槽中，第二絕緣層形成在所述電熔斷器和所述第一絕緣層上，而第三絕緣層形成在所述第三絕緣層上， 其中所述第一絕緣層和所述第三絕緣層的相對(duì)介電常數(shù)為3或更小， 其中所述半球形層的厚度厚于所述精細(xì)層的厚度，以及其中所述球形層的厚度厚于所述半球形層的厚度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的半導(dǎo)體器件，其中所述精細(xì)層為多個(gè)，其中所述銅金屬具有比所述第一絕緣層的線性膨脹系數(shù)更大的線性膨脹系數(shù)，并且還具有比所述第一絕緣層的熔點(diǎn)更低的熔點(diǎn)。
16.一種半導(dǎo)體器件，包括第一絕緣層；第一溝槽，其形成在所述第一絕緣層中； 第二溝槽，其形成在所述第一絕緣層中；電熔斷器，其包括形成在所述第一溝槽的底表面和所述第一溝槽的側(cè)壁上的第一阻擋金屬，以及形成在所述第一阻擋金屬上且填充在所述第一溝槽中的第一銅金屬，所述電熔斷器的電阻值可以通過(guò)向所述電熔斷器施加電流來(lái)控制；第一布線，其包括形成在所述第二溝槽的底表面和所述第二溝槽的側(cè)壁上的第二阻擋金屬，以及形成在所述第二阻擋金屬上且填充在所述第二溝槽中的第二銅金屬；第一層，其包括形成在所述第一絕緣層上的第二絕緣層，形成在所述第二絕緣層上的第三絕緣層以及形成在所述第三絕緣層中的第二布線；以及第二層，其包括形成在所述第三絕緣層上方的第四絕緣層以及形成在所述第三絕緣層上方的第三布線；其中所述第一絕緣層的第一厚度比所述第二層的第三厚度薄，而所述第一層的第二厚度比所述第二層的第三厚度薄；并且其中所述第一絕緣層和所述第三絕緣層的相對(duì)介電常數(shù)為3或更小。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，還包括第一晶體管，其在第一電源節(jié)點(diǎn)和第二電源節(jié)點(diǎn)之間與所述電熔斷器串聯(lián)連接，所述第二電源節(jié)點(diǎn)的電源電壓低于所述第一電源節(jié)點(diǎn)的電源電壓，其中控制所述第一晶體管的柵電壓，使得控制向所述電熔斷器施加電流，由此控制所述電熔斷器的電阻值。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的半導(dǎo)體器件，還包括判決電路，其接收來(lái)自所述第一晶體管和所述電熔斷器之間的連接節(jié)點(diǎn)的信號(hào)，并檢測(cè)所述電熔斷器的電阻值是否變?yōu)轭A(yù)定值或更高。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中所述第一絕緣層的第一厚度比所述第一層的第二厚度薄。
20.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中所述第一銅金屬和所述第二銅金屬中每一個(gè)的線性膨脹系數(shù)高于所述第一絕緣層和所述第三絕緣層中每一個(gè)的線性膨脹系數(shù)，并且其中所述第一銅金屬、所述第二銅金屬中每一個(gè)具有比所述第一絕緣層和所述第三絕緣層中每一個(gè)的熔點(diǎn)更低的熔點(diǎn)。
21.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中所述第二絕緣層具有兩個(gè)絕緣膜。
22.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中所述第二絕緣層包括SiCN膜、SiN膜、或具有 SiCN膜和SiCO膜的雙層結(jié)構(gòu)膜。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的半導(dǎo)體器件，其中所述第二絕緣層包括硅化物與氮化物的第一化合物膜以及硅化物與氧化物的第二復(fù)合物膜。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的半導(dǎo)體器件，其中所述第一化合物膜為SiCN，而所述第二化合物膜為SiCO。
25.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中所述第一阻擋金屬包括第一金屬膜，其在所述第一溝槽的側(cè)壁與所述第一絕緣層接觸，并且沿著所述第一溝槽的側(cè)壁形成；以及第二金屬膜，其在所述第一溝槽的側(cè)壁與所述第一金屬膜接觸，在所述第一溝槽的底表面與所述第一絕緣層接觸，并與所述銅金屬接觸，而且其沿著所述第一溝槽的側(cè)壁和底表面形成。
26.根據(jù)權(quán)利要求16的半導(dǎo)體器件，其中所述第一阻擋金屬具有比銅金屬的熔點(diǎn)更高的熔點(diǎn)。
27.根據(jù)權(quán)利要求沈的半導(dǎo)體器件，其中所述第一阻擋金屬的線性膨脹系數(shù)低于銅金屬的線性膨脹系數(shù)并且高于所述第一絕緣層和所述第三絕緣層的線性膨脹系數(shù)。
28.根據(jù)權(quán)利要求沈的半導(dǎo)體器件，其中所述第一阻擋金屬具有高于所述第一絕緣層、所述第二絕緣層和所述第三絕緣層中每一個(gè)的熔點(diǎn)。
29.一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體襯底；柵電極，其形成在所述半導(dǎo)體襯底上方；第一絕緣層，其形成在所述柵電極和所述半導(dǎo)體襯底上方； 第一溝槽，其形成在所述第一絕緣層中；電熔斷器，其包括形成在所述第一溝槽的底表面和所述第一溝槽的側(cè)壁上的第一阻擋金屬，以及形成在所述第一阻擋金屬上且填充在所述第一溝槽中的銅金屬，所述電熔斷器的電阻值可以通過(guò)向所述電熔斷器施加電流來(lái)控制；第二絕緣層，其形成在所述第一絕緣層和所述電熔斷器上；以及第三絕緣層，其形成在所述第二絕緣層上，其中所述第一絕緣層和所述第三絕緣層的相對(duì)介電常數(shù)為3或更小。
30.根據(jù)權(quán)利要求四的半導(dǎo)體器件，還包括第一晶體管，其在第一電源節(jié)點(diǎn)和第二電源節(jié)點(diǎn)之間與所述電熔斷器串聯(lián)連接，所述第二電源節(jié)點(diǎn)的電源電壓低于所述第一電源節(jié)點(diǎn)的電源電壓，其中控制所述第一晶體管的柵電壓，使得控制向所述電熔斷器施加電流，由此控制所述電熔斷器的電阻值。
31.根據(jù)權(quán)利要求30的半導(dǎo)體器件，還包括判決電路，其接收來(lái)自所述第一晶體管和所述電熔斷器之間的連接節(jié)點(diǎn)的信號(hào)，并檢測(cè)所述電熔斷器的電阻值是否變?yōu)轭A(yù)定值或更高。
32.根據(jù)權(quán)利要求四的半導(dǎo)體器件，其中銅金屬的線性膨脹系數(shù)高于所述第一絕緣層和所述第三絕緣層的線性膨脹系數(shù)，并且其中銅金屬中具有比所述第一絕緣層和所述第三絕緣層中每一個(gè)的熔點(diǎn)更低的熔點(diǎn)。
33.根據(jù)權(quán)利要求四的半導(dǎo)體器件，其中所述第二絕緣層具有兩個(gè)絕緣膜。
34.根據(jù)權(quán)利要求四的半導(dǎo)體器件，其中所述第二絕緣層包括SiCN膜、SiN膜、或具有 SiCN膜和SiCO膜的雙層結(jié)構(gòu)膜。
35.根據(jù)權(quán)利要求33的半導(dǎo)體器件，其中所述第二絕緣層包括硅化物與氮化物的第一化合物膜以及硅化物與氧化物的第二復(fù)合物膜。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的半導(dǎo)體器件，其中所述第一化合物膜為SiCN，而所述第二化合物膜為SiCO。
37.根據(jù)權(quán)利要求四的半導(dǎo)體器件，其中所述第一阻擋金屬包括第一金屬膜，其在所述第一溝槽的側(cè)壁與所述第一絕緣層接觸，并且沿著所述第一溝槽的側(cè)壁形成；以及第二金屬膜，其在所述第一溝槽的側(cè)壁與所述第一金屬膜接觸，在所述第一溝槽的底表面與所述第一絕緣層接觸，并與所述銅金屬接觸，而且其沿著所述第一溝槽的側(cè)壁和底表面形成。
38.根據(jù)權(quán)利要求四的半導(dǎo)體器件，其中所述第一阻擋金屬具有比銅金屬的熔點(diǎn)更高的熔點(diǎn)。
39.根據(jù)權(quán)利要求38的半導(dǎo)體器件，其中所述第一阻擋金屬的線性膨脹系數(shù)低于銅金屬的線性膨脹系數(shù)并且高于所述第一絕緣層和所述第三絕緣層的線性膨脹系數(shù)。
40.根據(jù)權(quán)利要求38的半導(dǎo)體器件，其中所述第一阻擋金屬具有高于所述第一絕緣層、所述第二絕緣層和所述第三絕緣層中每一個(gè)的熔點(diǎn)。
全文摘要
所提供的是一種具有電熔斷器結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體器件，所述電熔斷器結(jié)構(gòu)接收電流的供給以便可以在不損壞熔斷器周圍部分的情況下被切斷。電熔斷器電連接在電路和作為備用電路的冗余電路之間。在利用樹(shù)脂密封這些電路之后，熔斷器可以通過(guò)從外部接收電流的供給而被切斷。電熔斷器形成在精細(xì)層中，且由主布線和阻擋膜制成。主布線和阻擋膜中每一個(gè)的線性膨脹系數(shù)大于每一個(gè)絕緣層的線性膨脹系數(shù)。主布線和阻擋膜中每一個(gè)的熔點(diǎn)低于每一個(gè)絕緣層的熔點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01L23/525GK102157490SQ201110048498
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2007年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月7日
發(fā)明者大林茂樹(shù), 巖本猛, 河野和史, 米津俊明, 荒川政司 申請(qǐng)人:瑞薩電子株式會(huì)社