專利名稱：微電子結(jié)構(gòu)和制造微電子結(jié)構(gòu)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及微電子結(jié)構(gòu)中的電阻器。更特別地，本發(fā)明涉及微電子結(jié)構(gòu)中的高性能電阻器。
背景技術(shù)：
除了晶體管、電容器和二極管之外，特別地包括有半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的微電子結(jié)構(gòu)通常包括電阻器。微電子結(jié)構(gòu)中的電阻器可以用于包括電阻性負(fù)載功能以及信號(hào)修正功能的功能。
微電子電路近來(lái)的進(jìn)步提供一種對(duì)微電子電路中高電流密度電阻器的需要。通?？梢岳斫怆娮杵髦械母唠娏髅芏忍幱诿课⒚纂娮杵鲗挾葟拇蠹s0.5到大約2.0毫安的范圍中(即希望將寬度作為與具有形成接觸的相對(duì)端的長(zhǎng)度方向垂直的方向)。高電流密度電阻器通常用在專用集成電路中。高電流密度電阻器也可用在包括電源電路的應(yīng)用中。
微電子結(jié)構(gòu)中高電流密度電阻器的出現(xiàn)也產(chǎn)生了對(duì)于高電流密度電阻器周圍的結(jié)構(gòu)的熱電不穩(wěn)定性的擔(dān)心。這樣的熱或電不穩(wěn)定性可能是由將高電流密度電阻器連接至其它電路元件的電氣互聯(lián)中的高電流密度導(dǎo)致的?；蛘撸幌抻?，這樣的電不穩(wěn)定性可能是由高電流密度電阻器中的熱耗散導(dǎo)致的。
可以用在高電流應(yīng)用中的電阻器在微電子制造技術(shù)領(lǐng)域中是公知的。
例如，Arcidiacono等人在美國(guó)專利4,251,326號(hào)和4,410,867號(hào)中教導(dǎo)了在電阻器-電容器網(wǎng)絡(luò)中使用氮化鉭作為電阻器材料。
隨著微電子制造技術(shù)持續(xù)發(fā)展而微電子結(jié)構(gòu)尺寸持續(xù)減少，在微電子結(jié)構(gòu)中制造高電流密度電阻器變得越發(fā)重要。需要熱電穩(wěn)定的高電流密度電阻器和高電流密度電阻器結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供微電子結(jié)構(gòu)和制造微電子結(jié)構(gòu)的方法。微電子結(jié)構(gòu)和其制造方法包括高電流密度電阻器。
根據(jù)本發(fā)明的微電子結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在襯底上的電阻器。該微電子結(jié)構(gòu)還包括與電阻器接觸的導(dǎo)體接觸層。使用Blech常數(shù)來(lái)確定導(dǎo)體接觸層的最大長(zhǎng)度以避免包含導(dǎo)體接觸層的導(dǎo)體材料的電遷移。
根據(jù)本發(fā)明的制造微電子結(jié)構(gòu)的方法包括形成設(shè)置在襯底上的電阻器。該方法還包括形成與電阻器接觸的導(dǎo)體接觸層。該導(dǎo)體接觸層具有使用Blech常數(shù)而確定的最大長(zhǎng)度，以避免包含導(dǎo)體接觸層的導(dǎo)體材料的電遷移。


在下面給出的對(duì)優(yōu)選實(shí)施例的描述的上下文中理解本發(fā)明的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。在構(gòu)成本公開部分材料的附圖的上下文中理解本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中圖1-圖10示出說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的遞進(jìn)階段結(jié)果的一系列示意剖面圖。
圖11示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的示意剖面圖。
具體實(shí)施例方式
在下面提供的描述的上下文中理解包含微電子結(jié)構(gòu)(即一般為半導(dǎo)體結(jié)構(gòu))的本發(fā)明，微電子結(jié)構(gòu)又包含電阻器結(jié)構(gòu)。在如上所述的附圖的語(yǔ)境中理解該描述。附圖旨在說(shuō)明目的，這樣的附圖沒(méi)有必要按比例繪制。
圖1-圖10示出說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的制造半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的遞進(jìn)階段結(jié)果的一系列示意剖面圖。本發(fā)明的此實(shí)施例包含本發(fā)明的第一實(shí)施例。
圖1示出半導(dǎo)體襯底10。絕緣區(qū)域12位于半導(dǎo)體襯底10中，并在其中隔離活性區(qū)域。由絕緣區(qū)域12隔離的活性區(qū)域中設(shè)置晶體管T。蓋層18蓋住每個(gè)晶體管，而且蓋層18還作為設(shè)置在絕緣區(qū)域12上的電阻器20的基底。
半導(dǎo)體襯底10和上面指定的其余結(jié)構(gòu)可以包含并具有在半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域中傳統(tǒng)的材料和尺寸。半導(dǎo)體襯底10和上面指定的其余結(jié)構(gòu)還可以使用在半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域中傳統(tǒng)的方法而形成。
半導(dǎo)體襯底10包含半導(dǎo)體材料。半導(dǎo)體材料的非限制性示例包括硅、鍺、硅鍺合金、碳化硅、碳化硅鍺合金和復(fù)合的半導(dǎo)體材料。復(fù)合的半導(dǎo)體材料的非限制性示例包括砷化鎵、砷化銦和磷化銦半導(dǎo)體材料。
半導(dǎo)體襯底10可以包含塊體半導(dǎo)體材料，一般如在圖1的示意剖面圖中所示?；蛘?，半導(dǎo)體襯底10可以包含絕緣體上半導(dǎo)體的襯底或混合定向襯底。絕緣體上半導(dǎo)體的襯底包含基底半導(dǎo)體襯底、設(shè)置在其上的埋入式電介質(zhì)層和又在二者上面設(shè)置的表面半導(dǎo)體層。混合定向襯底包含多個(gè)具有不同結(jié)晶取向的半導(dǎo)體區(qū)域。使用若干方法中的任何一個(gè)可以形成絕緣體上半導(dǎo)體的襯底和混合定向襯底。非限制性示例包括層轉(zhuǎn)換方法、其它層壓法和注氧隔離(SIMOX)方法。
絕緣區(qū)域12包含典型地是電介質(zhì)絕緣材料的絕緣材料。電介質(zhì)絕緣材料可以包含若干電介質(zhì)材料中的任何一種。電介質(zhì)材料的非限制性示例包括硅的氧化物、氮化物和氮氧化物。不排除其它元素的氧化物、氮化物和氮氧化物。也可以考慮上述電介質(zhì)絕緣材料的層壓和組合物。類似地，電介質(zhì)絕緣材料也可以是晶體材料或非晶體材料。使用若干方法中的任何一個(gè)可以形成絕緣區(qū)域12。非限制性示例包括熱或等離子氧化或氮化方法、化學(xué)汽相沉積方法(包括原子層化學(xué)汽相沉積方法)和物理汽相沉積方法(包括濺射方法)。典型地，絕緣區(qū)域12至少部分包含氧化硅電介質(zhì)材料，其厚度(即槽深度)從大約2000到大約6000埃。
晶體管T包含柵電介質(zhì)14。柵電極16設(shè)置在柵電介質(zhì)14上。隔離物層15鄰接?xùn)烹姌O16的側(cè)壁。源區(qū)/漏區(qū)17設(shè)置在半導(dǎo)體襯底10中并由設(shè)置在柵電極16下面的溝道區(qū)隔離。
上述包含晶體管T的結(jié)構(gòu)的每一個(gè)可以包含并具有在半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域中傳統(tǒng)的材料和尺寸。上述包含晶體管T的結(jié)構(gòu)的每一個(gè)可以使用在半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域中傳統(tǒng)的方法而形成。
柵電介質(zhì)14一般可以包含傳統(tǒng)的柵電介質(zhì)材料，其具有在真空中測(cè)得從大約4到大約20的介電常數(shù)。柵電介質(zhì)材料的非限制性示例包括氧化硅、氮化硅和氮氧化硅柵電介質(zhì)材料。柵電介質(zhì)14一般還可以包括介電常數(shù)更高的柵電介質(zhì)材料，其具有在真空中測(cè)得從大約20到大約100的介電常數(shù)。這些柵電介質(zhì)材料的非限制性示例包括氧化鉿、硅酸鉿、氧化鈦、氧化鑭、鈦酸鍶鋇(BST)和鋯酸鈦酸鉛(PZT)。可以使用在半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域中傳統(tǒng)的方法形成柵電介質(zhì)14。非限制性示例包括熱或等離子氧化或氮化方法、化學(xué)汽相沉積方法和物理汽相沉積方法。典型地，柵電介質(zhì)14包含熱氧化硅柵電介質(zhì)材料，其厚度從大約15到大約50埃。
類似地，柵電極16可以包含在半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域中傳統(tǒng)的柵電介質(zhì)材料。包括但不限于的是某些金屬、金屬合金、金屬氮化物和金屬硅化物。還包括但不限于的是摻雜的多晶硅和多晶硅化物柵電介質(zhì)材料。柵電極材料可以使用對(duì)其合成材料適宜的方法來(lái)沉積。非限制性示例包括電鍍方法、化學(xué)汽相沉積方法和物理汽相沉積方法。典型地，柵電極16包含金屬柵極材料、多晶硅化物柵極材料、或多晶硅柵極材料，其厚度從大約2000到大約5000埃。
典型地，隔離物層15(在剖面圖中被示為復(fù)數(shù)層，但在俯視圖中實(shí)際上是完全圍繞柵電極16的單層)包含電介質(zhì)隔離物材料，盡管導(dǎo)體隔離物材料也已經(jīng)為人們所知。電介質(zhì)隔離物材料可以包含和絕緣區(qū)域12相同的材料。導(dǎo)體隔離物材料可以使用和柵電極16相同的材料。典型地，隔離物15至少部分包含電介質(zhì)隔離物材料。使用再生層沉積和不同的在半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域中一般傳統(tǒng)的各項(xiàng)異性刻蝕方法。
源區(qū)/漏區(qū)17包含對(duì)于希望形成的晶體管T的極性適宜的極性的摻雜劑。典型地，使用兩步離子注入工藝形成源區(qū)/漏區(qū)17。該兩步離子注入工藝中的第一步使用柵極16而沒(méi)有隔離物15作為掩模以形成擴(kuò)散區(qū)域到半導(dǎo)體襯底10中。該兩步離子注入工藝中的第二步使用柵電極16和隔離物15作為掩模以形成源區(qū)/漏區(qū)17的接觸區(qū)域部分，其構(gòu)成擴(kuò)散區(qū)域。典型地，擴(kuò)散區(qū)域具有從每立方厘米大約le15到大約le16摻雜原子的摻雜濃度，而接觸區(qū)域具有從每立方厘米大約le18到大約le21摻雜原子的摻雜濃度。
典型地，蓋層18包含電介質(zhì)蓋材料?？梢詮暮徒^緣區(qū)域12相同的材料組中選擇該電介質(zhì)蓋材料。也可以使用和上面用于絕緣區(qū)域12的相同的方法沉積該電介質(zhì)蓋材料。典型地，蓋層18具有從大約200到大約700埃的厚度。
電阻器20包含電阻材料，但是根據(jù)本發(fā)明電阻器20不必故意作為電阻器。典型地，電阻器20一般是較低阻抗的電阻器，其可以包含一般傳統(tǒng)的電阻材料，例如多晶硅電阻材料。典型地，電阻器20具有從大約200到大約2000埃的厚度。
圖2示出設(shè)置在圖1的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上的鈍化層22。鈍化層22可以包含若干鈍化材料中的任何一種。可以從和絕緣區(qū)域12相同的電介質(zhì)材料組中選擇該鈍化材料?？梢允褂煤蜕厦嬗糜谛纬山^緣區(qū)域12的相同的一組方法形成該鈍化層22。典型地，鈍化層22至少部分包含氧化材料，其具有從大約5000到大約8000埃的厚度。
首先圖3示出設(shè)置在圖2的示意剖面圖所示的鈍化層22中的一系列接觸通路內(nèi)的一系列接觸立柱24，從而形成鈍化層22’。
為了從圖2的示意剖面圖所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)獲得圖3的示意剖面圖所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，首先構(gòu)圖鈍化層22，以形成鈍化層22’。使用光刻掩模和在半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域中一般傳統(tǒng)的刻蝕方法構(gòu)圖鈍化層22以形成鈍化層22’。至于刻蝕方法，包括有濕化學(xué)刻蝕方法和干刻蝕方法。干刻蝕方法通常更為普遍，由于其通常向鈍化層22’提供了直邊的側(cè)壁。也不排除某些濕化學(xué)刻蝕方法。
在構(gòu)圖鈍化層22之后生成鈍化層22’，然后將接觸立柱24置于并形成在接觸通路中。接觸立柱24可以包含若干導(dǎo)體材料中的任何一種。包括但不限于的是金屬、金屬合金、摻雜多晶硅和多晶硅化物接觸立柱材料。特殊金屬包括鎢、銅和鋁金屬，但是上述選擇不限制本發(fā)明。金屬鎢作為接觸立柱材料尤其普遍。可以使用半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域中的傳統(tǒng)方法形成接觸立柱24。包括但不限于的是電鍍方法、化學(xué)汽相沉積方法和物理汽相沉積方法。
最后圖3示出鈍化層26。鈍化層26可以包含用于形成鈍化層22的材料并由用于形成鈍化層22的方法形成。因此，鈍化層26可以包含硅的氧化物、氮化物和氮氧化物及其組合物和其層壓物。不排除其它元素的氧化物、氮化物和氮氧化物。典型地，鈍化層26具有從大約2000到大約4000埃的厚度。
首先圖4示出構(gòu)圖鈍化層26以形成鈍化層26’的結(jié)果。設(shè)置在鈍化層26’中的是互聯(lián)層28?？梢允褂迷诎雽?dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域中傳統(tǒng)的光刻和刻蝕方法構(gòu)圖鈍化層26以形成鈍化層26’?；ヂ?lián)層28通?？梢园ㄅc用于形成接觸立柱24的相同材料，除作為普通的接觸立柱材料的鎢以外，鎢通常不用作互聯(lián)材料。典型地，鈍化層26’具有從大約2000到大約4000埃的厚度。
最后圖4示出設(shè)置在鈍化層26”上的電阻器30和30’，其中電阻器30根據(jù)本發(fā)明意在作為電阻器結(jié)構(gòu)中的元件。鈍化層26”包括與26’類似的材料。電阻器30和30’可以包括若干電阻器材料中的任何一種，其經(jīng)得起高電流密度。這種電阻器材料的非限制性示例包括鈦、氮化鈦、鉭、氮化鉭、鎢和氮化鎢電阻材料。典型地，電阻器30和30’具有從大約200到大約800埃的厚度，通路到通路的線寬從大約0.5到大約50微米，且旁路(即平面中和平面外的)線寬從大約0.5到大約50微米。使用若干方法中的任何一種可以形成電阻器30和30’。非限制性示例包括電鍍方法、化學(xué)汽相沉積方法(包括原子層化學(xué)汽相沉積方法)和物理汽相沉積方法(包括濺射方法)。典型地，電阻器30和30’包括從上述電阻材料組中選擇的氮化物電阻材料。
圖5示出設(shè)置在圖4的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)上的鈍化層32。鈍化層32可以包括與用于形成鈍化層22’和26’的材料相似、等價(jià)或相同的鈍化材料，并使用與用于形成鈍化層22’和26’的方法相似、等價(jià)或相同的方法而形成。典型地，鈍化層32具有從大約4000到大約7000埃的厚度。
圖6示出設(shè)置在鈍化層32’中的雙鑲嵌孔33。可以使用半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域中的傳統(tǒng)方法形成該雙鑲嵌孔33。典型地，該雙鑲嵌孔33意在提供導(dǎo)體立柱層和鄰接的導(dǎo)體互聯(lián)層。因此，該雙鑲嵌孔33包括連接至位于上部的槽部分的、位于下部的通路部分。圖6中還示出名義上的單鑲嵌孔33’，其暴露電阻器30之一的中心部分(并根據(jù)下面的描述希望由熱吸收層提供電阻器的接觸)?？梢允褂冒雽?dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域中的傳統(tǒng)方法形成雙鑲嵌孔33和單鑲嵌孔33’。方法的選擇可以包括先形成通路然后形成槽，以及先形成槽然后形成通路。
圖7示出被設(shè)置以填充圖6所示的雙鑲嵌孔33的立柱/互聯(lián)層34。所述立柱/互聯(lián)層34(及本實(shí)施例和其它實(shí)施例中的其它立柱/互聯(lián)層34)意在作為所要求保護(hù)的發(fā)明的背景中關(guān)于電阻器30的導(dǎo)體接觸層。圖7還示出了設(shè)置在單鑲嵌孔33’中的熱吸收層34’。所述立柱/互聯(lián)層34和所述熱吸收層34’包括導(dǎo)體材料。合適的導(dǎo)體材料的非限制性示例包括銅導(dǎo)體材料、鋁導(dǎo)體材料和鎢導(dǎo)體材料。典型地，所述立柱/互聯(lián)層34和所述熱吸收層34’使用再生層沉積和隨后的平坦化方法而形成，其中所述平坦化方法提供設(shè)置在雙鑲嵌孔33中的立柱/互聯(lián)層34和設(shè)置在單鑲嵌孔33’中的熱吸收層34’。
在本實(shí)施例中，選擇雙鑲嵌孔33的尺寸(并因此是立柱/互聯(lián)層34的尺寸)使得當(dāng)電流經(jīng)過(guò)立柱/互聯(lián)層34并接著經(jīng)過(guò)電阻器30時(shí)利用Blech效應(yīng)(即對(duì)于電遷移抑制的短長(zhǎng)度效應(yīng))的優(yōu)點(diǎn)。在特殊導(dǎo)體材料的Blech常數(shù)C的背景下限定Blech效應(yīng)(即所述Blech常數(shù)是低于它就不發(fā)生電遷移的導(dǎo)體材料特定常數(shù))。為了利用電遷移抑制考慮中的Blech常數(shù)，確定J×L的乘積，其中J等于經(jīng)過(guò)所關(guān)心的導(dǎo)體材料的電流密度而L等于所關(guān)心的導(dǎo)體材料的互聯(lián)長(zhǎng)度。當(dāng)J×L的乘積超過(guò)所關(guān)心材料的Blech常數(shù)C時(shí)，發(fā)生導(dǎo)體材料的電遷移。對(duì)于銅，Blech常數(shù)C典型地是大約300mA/μm。Blech常數(shù)將隨著材料性質(zhì)(導(dǎo)體自身及周圍的絕緣體)而變化。
因此，在本實(shí)施例的上下文中，為了利用立柱/互聯(lián)層34的Blech效應(yīng)(即電遷移效應(yīng))，當(dāng)立柱部分(或立柱部分的聚集)具有大約15mA/μm2的電流承載容量(或需要)時(shí)，如圖7所示的立柱/互聯(lián)層34中的立柱長(zhǎng)度L優(yōu)選地在小于大約20微米的范圍中。立柱/互聯(lián)層34的位于上部的互聯(lián)部分(即第二立柱/互聯(lián)層)通常具有與立柱部分相比更大的俯視圖面積，并因此可以不必受本實(shí)施例中的電流密度的約束條件限制。
而且，在本實(shí)施例中，熱吸收層34’意在減少電阻器30的過(guò)熱，并因此提供電阻器30的不變且較低的溫度配置。典型地，所述不變且較低的溫度配置有助于向電阻器30提供穩(wěn)定的電阻。所述唯一且較低的溫度配置還有助于向立柱/互聯(lián)層34提供更高的電流承載容量。例如，對(duì)于包括銅的立柱/互聯(lián)層34，立柱/互聯(lián)層的最大標(biāo)準(zhǔn)化電流密度在溫度從大約90℃增加至110℃時(shí)降低了大約4倍。
圖8示出說(shuō)明進(jìn)一步處理圖7的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的結(jié)果的示意剖面圖。
圖8示出設(shè)置在鈍化層32’上的鈍化層36’。圖8還示出了被設(shè)置與立柱/互聯(lián)層34接觸的立柱/互聯(lián)層38。
鈍化層36’可以包括與在下面的鈍化層32’、26’和22’的背景中使用的材料相似、等價(jià)或相同的材料，具有與在下面的鈍化層32’、26’和22’的背景中使用的尺寸相似、等價(jià)或相同的尺寸，并使用與在下面的鈍化層32’、26’和22’的背景中使用的方法相似、等價(jià)或相同的方法而形成。類似地，立柱/互聯(lián)層38也可以包括與立柱/互聯(lián)層34的背景中使用的材料相似、等價(jià)或相同的材料，具有與立柱/互聯(lián)層34的背景中使用的尺寸相似、等價(jià)或相同的尺寸，并使用與立柱/互聯(lián)層34的背景中使用的方法相似、等價(jià)或相同的方法而形成。
圖9示出說(shuō)明進(jìn)一步處理圖8所示的示意剖面圖中的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的結(jié)果的示意剖面圖。
圖9示出設(shè)置在鈍化層36’上的鈍化層40’。圖9還示出了被設(shè)置與立柱/互聯(lián)層38接觸的立柱/互聯(lián)層42。
鈍化層40’可以包括與在下面的鈍化層36’、32’、26’和22’的背景中使用的材料相似、等價(jià)或相同的材料，具有與在下面的鈍化層36’、32’、26’和22’的背景中使用的尺寸相似、等價(jià)或相同的尺寸，并使用與在下面的鈍化層36’、32’、26’和22’的背景中使用的方法相似、等價(jià)或相同的方法而形成。類似地，立柱/互聯(lián)層42也可以包括與立柱/互聯(lián)層38和34的背景中使用的材料相似、等價(jià)或相同的材料，具有與立柱/互聯(lián)層38和34的背景中使用的尺寸相似、等價(jià)或相同的尺寸，并使用與立柱/互聯(lián)層38和34的背景中使用的方法相似、等價(jià)或相同的方法而形成。
圖10示出說(shuō)明進(jìn)一步處理圖9的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的結(jié)果的剖面示意圖。
圖10示出設(shè)置在鈍化層36’上的鈍化層44’。圖10還示出了被設(shè)置與立柱/互聯(lián)層42接觸的立柱/互聯(lián)層46。
鈍化層44’可以包括與在下面的鈍化層40’、36’、32’、26’和22’的背景中使用的材料相似、等價(jià)或相同的材料，具有與在下面的鈍化層40’、36’、32’、26’和22’的背景中使用的尺寸相似、等價(jià)或相同的尺寸，并使用與在下面的鈍化層40’、36’、32’、26’和22’的背景中使用的方法相似、等價(jià)或相同的方法而形成。類似地，立柱/互聯(lián)層46也可以包括與立柱/互聯(lián)層42、38和34的背景中使用的材料相似、等價(jià)或相同的材料，具有與立柱/互聯(lián)層42、38和34的背景中使用的尺寸相似、等價(jià)或相同的尺寸，并使用與立柱/互聯(lián)層42、38和34的背景中使用的方法相似、等價(jià)或相同的方法而形成。
在本實(shí)施例的背景下，與立柱/互聯(lián)層34類似，設(shè)計(jì)每個(gè)立柱/互聯(lián)層38、42和46的尺寸，使得當(dāng)向電阻器30提供電源時(shí)立柱/互聯(lián)層46、42和38中的Blech效應(yīng)(即電遷移效應(yīng))可以避免。此外，在本實(shí)施例的上下文中，垂直地對(duì)準(zhǔn)立柱/互聯(lián)層46、42、38和34，使得電流流動(dòng)只是垂直的，直到達(dá)到上層布線平面(其通常較大并具有從大約0.3到大約1微米的線寬)。立柱/互聯(lián)層46、42、38和34的垂直對(duì)準(zhǔn)還提供了從電阻器30的提高了的熱發(fā)散。
圖10示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)包括設(shè)置在包括半導(dǎo)體襯底10的襯底上的電阻器30。希望電阻器30是高電流密度電阻器。使用立柱/互聯(lián)層34、38、42和46將電阻器30的兩端與其它電路元件連接。垂直地對(duì)準(zhǔn)立柱/互聯(lián)層34、38、42和46，以提供垂直的電流路徑。也設(shè)計(jì)立柱/互聯(lián)層34、38、42和46的尺寸，以當(dāng)電路中使用電阻器時(shí)利用Blech效應(yīng)(即電遷移效應(yīng))。立柱/互聯(lián)層34、38、42和46的垂直對(duì)準(zhǔn)還提供了半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中提高了的熱發(fā)散。
本實(shí)施例還說(shuō)明了被設(shè)置與高電流密度電阻器30接觸的熱吸收層34’。所述熱吸收層34’還有助于提供高電流密度電阻器30中的熱發(fā)散。
圖11示出根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。該本發(fā)明的另一實(shí)施例包括本發(fā)明的第二實(shí)施例。
圖11示出與圖10的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)大體上相似的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面示意圖，但是其中電阻器30設(shè)置在鈍化層26’的下面而非其上面。通過(guò)互聯(lián)層28實(shí)現(xiàn)與電阻器30的接觸，所述互聯(lián)層28再接觸立柱/互聯(lián)層34，而不是直接通過(guò)立柱/互聯(lián)層34實(shí)現(xiàn)與電阻器30的接觸。因此，圖11所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)起的作用與圖10所示的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)不同。
本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明的說(shuō)明，而不是對(duì)本發(fā)明的限制。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例可以對(duì)微電子結(jié)構(gòu)的方法、材料、結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行修改和變化，根據(jù)本發(fā)明并進(jìn)一步根據(jù)權(quán)利要求提供微電子結(jié)構(gòu)。
權(quán)利要求
1.一種微電子結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在襯底上的電阻器；和接觸所述電阻器的導(dǎo)體接觸層，其中使用Blech常數(shù)確定所述導(dǎo)體接觸層的最大長(zhǎng)度，以避免包括所述導(dǎo)體接觸層的導(dǎo)體材料的電遷移。
2.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，還包括至少一個(gè)接觸所述導(dǎo)體接觸層的其它導(dǎo)體接觸層，其中至少一個(gè)其它導(dǎo)體接觸層和所述所述導(dǎo)體接觸層被垂直地對(duì)準(zhǔn)。
3.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，還包括被設(shè)置與所述電阻器接觸的熱吸收層。
4.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述電阻器包括從包括鈦、鎢、鉭、以及鈦、鎢和鉭的氮化物組成的組中選擇的材料。
5.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述電阻器具有從大約200到大約800埃的厚度。
6.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述電阻器具有從大約0.5到大約50微米的長(zhǎng)度。
7.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述電阻器具有從大約0.5到大約50微米的寬度。
8.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述襯底包括半導(dǎo)體襯底。
9.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)體接觸層包括銅材料。
10.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)體接觸層包括鎢材料。
11.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)體接觸層包括鋁材料。
12.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)體接觸層包括在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的互聯(lián)層。
13.如權(quán)利要求1所述的結(jié)構(gòu)，其中所述導(dǎo)體接觸層包括在半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中的立柱/互聯(lián)層。
14.一種用于制造微電子結(jié)構(gòu)的方法，包括形成設(shè)置在襯底上的電阻器；和形成接觸所述電阻器的導(dǎo)體接觸層，其中在形成導(dǎo)體接觸層時(shí)使用Blech常數(shù)確定所述導(dǎo)體接觸層的最大長(zhǎng)度，以避免包括所述導(dǎo)體接觸層的導(dǎo)體材料的電遷移。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括形成與所述電阻器接觸的熱吸收層。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括形成與所述導(dǎo)體接觸層垂直對(duì)準(zhǔn)的另一導(dǎo)體接觸層。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其中形成所述電阻器使用從包括鈦、鎢、鉭、以及鈦、鎢和鉭的氮化物組成的組中選擇的材料。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其中形成所述導(dǎo)體接觸層使用銅導(dǎo)體材料。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，其中形成所述導(dǎo)體接觸層使用鎢導(dǎo)體材料。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，其中形成所述導(dǎo)體接觸層使用鋁導(dǎo)體材料。
全文摘要
本發(fā)明公開一種微電子結(jié)構(gòu)和制造微電子結(jié)構(gòu)的方法，包括在襯底上設(shè)置和形成電阻器。導(dǎo)體接觸層接觸所述電阻器。使用Blech常數(shù)確定所述導(dǎo)體接觸層的最大長(zhǎng)度，以避免構(gòu)成所述導(dǎo)體接觸層的導(dǎo)體材料的電遷移。
文檔編號(hào)H01L21/768GK101086989SQ20071008934
公開日2007年12月12日 申請(qǐng)日期2007年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月9日
發(fā)明者阿尼爾·K.·欽特哈吉迪, 杰拉德·馬圖西耶維茨, 李保振 申請(qǐng)人:國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司