熔丝结构的利记博彩app
【专利摘要】本实用新型揭示了一种熔丝结构。所述熔丝结构包括呈螺旋结构的第一金属和第二金属，所述第一金属和第二金属分别位于不同的金属层中，所述第一金属和第二金属的螺旋中心点通过一熔断部连接。利用螺旋结构的第一金属和第二金属，能够有效的使得连接螺旋中心点的熔断部具有在熔丝结构中的最高温度，从而使得熔断部熔断的成功率提高。
【专利说明】熔丝结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及半导体【技术领域】，特别是涉及一种熔丝结构。
【背景技术】
[0002]随着半导体工艺水平的改进以及集成电路复杂度的提高，半导体元器件也变得更容易受各种缺陷所影响，而单个元器件如晶体管或者存储单元的失效，往往会导致整个集成电路的功能缺陷。常见的解决方法是在集成电路中形成一些可以熔断的连接线，也就是熔丝(fuse)结构，以确保集成电路的可用性。
[0003]一般而言，熔丝结构用于连接集成电路中的冗余电路(redundancy circuit)，在电路出现缺陷时，将熔断部熔断，使用冗余电路来修复或取代出现缺陷的电路。熔丝结构经常用于内存中，在内存芯片生产完成时，若其中有部分存储单元出现功能问题，就可以通过熔丝结构用冗余的存储单元来取代，实现修复的目的。另外，熔丝结构还常见于可编程电路中，根据用户需要，使用熔丝结构对电路中的标准逻辑单元进行编程，用以实现特定的功倉泛。
[0004]在关键尺寸越来越小的情况下，金属铜由于其良好的电学特性，被大多数制造厂家采用并且得到了深入的研究。事实证明，采用铜的通孔(via)熔丝结构要比采用金属线(metal line)熔丝能够具有更快捷的编程响应和编程效率。
[0005]请参考图1和图2，其示出了在编程过程前后通孔熔丝结构的变化情况。熔丝结构包括有第一金属I和第二金属2，所述第一金属I和第二金属2均呈直线状，两者通过一位于通孔中的熔断部3相连。如图2所示，在编程的情况下，依据设定需要，通孔中的熔断部被熔断，形成一空隙(void)4，从而使得第一金属I和第二金属2之间的阻值变大，以达到所需目的。
[0006]但是，熔断部被熔断形成空隙并不是容易控制的，如何能够精确的使得熔断部的熔断质量得到保证，是一个重要的问题。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于，提供一种熔丝结构，从而提高熔断部熔断的成功率。
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种熔丝结构，包括第一金属和第二金属，所述第一金属和第二金属分别位于不同的金属层中，所述第一金属和第二金属均为螺旋结构，所述第一金属和第二金属的螺旋中心点通过一熔断部连接。
[0009]可选的，对于所述的熔丝结构，所述第一金属和第二金属均为折线状的螺旋结构。
[0010]可选的，对于所述的熔丝结构，所述折线状的螺旋结构在每一拐角处的折向相同。
[0011]可选的，对于所述的熔丝结构，所述折线状的螺旋结构在每一拐角处的弯折角度均为90。。
[0012]可选的，对于所述的熔丝结构，所述第一金属和第二金属为弧形的螺旋结构。
[0013]可选的，对于所述的熔丝结构，所述第一金属的末端连接一编程晶体管的漏极，所述第二金属的末端连接一阳极。
[0014]可选的，对于所述的熔丝结构，所述熔断部的横截面尺寸为50nmX50nm。
[0015]可选的，对于所述的熔丝结构，所述螺旋结构包绕一圈以上。
[0016]与现有技术相比，本实用新型提供的熔丝结构，设置有呈螺旋结构的第一金属和第二金属，所述第一金属和第二金属分别位于不同的金属层中，所述第一金属和第二金属的螺旋中心点通过一熔断部连接。相比现有技术，本实用新型的熔丝结构当外部电源接通后，利用螺旋结构的第一金属和第二金属，能够使得连接螺旋中心点的熔断部具有在熔丝结构中的最高温度，从而使得熔断部熔断，提高了熔断成功率。此外，将该熔丝结构应用于可编程电路中，由于熔断部的熔断得到了保证，可减少编程电流的输入，缩短编程时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为现有技术中的熔丝结构在编程前的示意图；
[0018]图2为现有技术中的熔丝结构在编程后的示意图；
[0019]图3为本实用新型一实施例中熔丝结构的示意图。
【具体实施方式】
[0020]下面将结合示意图对本实用新型的熔丝结构进行更详细的描述，其中表示了本实用新型的优选实施例，应该理解本领域技术人员可以修改在此描述的本实用新型，而仍然实现本实用新型的有利效果。因此，下列描述应当被理解为对于本领域技术人员的广泛知道，而并不作为对本实用新型的限制。
[0021]为了清楚，不描述实际实施例的全部特征。在下列描述中，不详细描述公知的功能和结构，因为它们会使本实用新型由于不必要的细节而混乱。应当认为在任何实际实施例的开发中，必须做出大量实施细节以实现开发者的特定目标，例如按照有关系统或有关商业的限制，由一个实施例改变为另一个实施例。另外，应当认为这种开发工作可能是复杂和耗费时间的，但是对于本领域技术人员来说仅仅是常规工作。
[0022]在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。
[0023]发明人研究发现，现有技术中熔丝结构的熔断效率低，主要是因为热量不集中所致。为此，发明人探索出通过改变连接熔断部的金属的形状，来改变热量分布。而将金属的形状设置为螺旋结构，并使得熔断部连接于螺旋结构的中心处，能够使得热量大部分集中在熔断部上，从而产生高温，使得熔断部熔断。
[0024]基于此，请参考图3，本实用新型提供的一种熔丝结构，包括:第一金属11和第二金属12,所述第一金属11和第二金属12均为螺旋结构,所述第一金属11和第二金属12分别位于不同的金属层中。例如，在本实用新型的一个实施例中，第一金属11位于下层金属层，第二金属12位于上层金属层，所述第一金属11和第二金属12的螺旋中心点通过一熔断部13连接。
[0025]较佳的，所述下层金属层和上层金属层材料选择为金属铜。所述第一金属11和第二金属12可以通过下层金属层和上层金属层形成后经过进一步的光刻和刻蚀形成，也可以是先通过沉积介质层并刻蚀出螺旋结构，之后进行金属沉积形成。所述熔断部则是通过在上层金属层和下层金属层之间的介质层中形成通孔，并在通孔中沉积熔断材料连接第一金属11和第二金属12的螺旋中心点而形成。优选的，所述熔断材料采用金属铜，或者，也可以根据需要采用其他材料，例如可以是多晶硅。
[0026]如图3中所示，所述第一金属11和第二金属12为折线状的螺旋结构20。
[0027]具体的，所述折线的在每一拐角处的折向相同，拐角大于0°，小于180°。在本实用新型的一较佳实施例中，所述拐角为90°。采用这一角度能够有效的降低制作工艺难度，以避免由于采用螺旋结构20而引入的其他工艺问题。例如能够降低掩膜版的制作难度，以及尽可能避免新图形的引入对其他模块布局的影响等因素。
[0028]所述螺旋结构20包绕一圈以上的圈数，从而使得螺旋中心点处的温度能够达到预期，例如在本实施例中包绕一圈半，圈数的增多能够导致螺旋中心点处的温度进一步提高，但是应当考虑到尽可能避免给制作工艺带来难度，以及防止靠近螺旋中心点处的温度的提高对周围结构的影响，并且应当结合熔断部熔断时的状况，选择出对应某一工艺需求时较佳的圈数。
[0029]在本实用新型中，所述螺旋结构20不限于这一优选实施例的结构，例如拐角可以为60°等。此外，折线状的螺旋结构也不是本实用新型的唯一选择，例如还可以是弧形的螺旋结构，例如可以是等距螺旋线。图3中所示的结构是局限于一种工艺水平，因此，在其他的可选实施例中，可以根据实际工艺水平进行灵活选择。
[0030]优选的，所述熔断部13的尺寸对应于形成熔丝结构的制作工艺的最小尺寸，以便获得最佳的可控性和可靠性。例如，以28nm的制作工艺为例，熔断部13的尺寸为50nmX50nm。同样的，对于如图3中的折线形的螺旋结构20每一段的长度，本实用新型也不做限制，以能够适应于相应的制作工艺即可。
[0031]以图3所示熔丝结构为例，所述第一金属11的末端连接一编程晶体管(programming transistor)的漏极,所述第二金属12的末端连接一阳极。当在进行编程操作时，通过在阳极上接入一高电压，使得熔断部13产生高温，从而被熔断，如此便在第一金属11和第二金属12的螺旋中心点之间形成了较高的电阻。
[0032]上述实施例展现了本实用新型的熔丝结构，利用螺旋结构的第一金属和第二金属，能够有效的使得连接螺旋中心点的熔断部具有在熔丝结构中的最高温度，从而使得熔断部熔断，大大的提高了熔断成功率。此外，将该熔丝结构应用于可编程电路中，由于熔断部的熔断得到了保证，还能够减少编程电流的输入，缩短编程时间。
[0033]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种熔丝结构，其特征在于，包括第一金属和第二金属，所述第一金属和第二金属分别位于不同的金属层中，所述第一金属和第二金属均为螺旋结构，所述第一金属和第二金属的螺旋中心点通过一熔断部连接。
2.如权利要求1所述的熔丝结构，其特征在于，所述第一金属和第二金属均为折线状的螺旋结构。
3.如权利要求2所述的熔丝结构，其特征在于，所述折线状的螺旋结构在每一拐角处的折向相同。
4.如权利要求3所述的熔丝结构，其特征在于，所述折线状的螺旋结构在每一拐角处的弯折角度均为90°。
5.如权利要求1所述的熔丝结构，其特征在于，所述第一金属和第二金属为弧形的螺旋结构。
6.如权利要求1所述的熔丝结构，其特征在于，所述第一金属的末端连接一编程晶体管的漏极，所述第二金属的末端连接一阳极。
7.如权利要求1所述的熔丝结构，其特征在于，所述熔断部的横截面尺寸为50nmX 50nmo
8.如权利要求1-7中任意一项所述的熔丝结构，其特征在于，所述螺旋结构包绕一圈以上。
【文档编号】H01L23/525GK203967077SQ201420370890
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月7日 优先权日:2014年7月7日
【发明者】李晓华 申请人:中芯国际集成电路制造(北京)有限公司