圖案325a、第二導(dǎo)電圖案325b和虛設(shè)金屬圖案325d可以與存儲單元區(qū)域A的第一互連線325同時(shí)形成。
[0163]根據(jù)圖25B中的實(shí)施例，熔絲區(qū)域B的電熔絲結(jié)構(gòu)可以與存儲單元區(qū)域A的第一互連線325同時(shí)形成。電熔絲結(jié)構(gòu)的熔斷體325f可以形成在第一層間絕緣層320上并且可以與半導(dǎo)體基板300的頂表面分開。第一互連線325和熔斷體325f可以由第一金屬材料形成，熔斷體325f的頂表面可以利用覆蓋電介質(zhì)327覆蓋。
[0164]在熔絲區(qū)域B中，第一接觸塞331a、第二接觸塞331b和虛設(shè)金屬塞331d可以穿過第二層間絕緣層330和覆蓋電介質(zhì)327連接到熔斷體310f。虛設(shè)金屬塞331d可以包括阻擋金屬層和金屬層。阻擋金屬層可以由與第一金屬材料不同的第二金屬材料形成。金屬層由第三金屬材料形成。
[0165]第一導(dǎo)電圖案335a、第二導(dǎo)電圖案335b和虛設(shè)金屬圖案335d可以設(shè)置在熔絲區(qū)域B的第二層間絕緣層330上。第一導(dǎo)電圖案335a可以電連接到第一接觸塞331a，第二導(dǎo)電圖案335b可以電連接到第二接觸塞331b。
[0166]根據(jù)圖25C中的實(shí)施例，熔絲區(qū)域B的電熔絲結(jié)構(gòu)可以與存儲單元區(qū)域A的第三互連線345同時(shí)形成。電熔絲結(jié)構(gòu)可以包括與半導(dǎo)體基板300的頂表面分開的熔斷體345f。第三互連線345和熔斷體345f可以由第一金屬材料形成，熔斷體345f的頂表面可以利用覆蓋電介質(zhì)347覆蓋。
[0167]在熔絲區(qū)域B中，第一接觸塞351a、第二接觸塞351b和虛設(shè)金屬塞351d可以穿過第三層間絕緣層340和覆蓋電介質(zhì)347連接到熔斷體345f。虛設(shè)金屬塞351d可以包括由與第一金屬材料不同的第二金屬材料形成的阻擋金屬層和由第三金屬材料形成的金屬層。
[0168]第一導(dǎo)電圖案353a、第二導(dǎo)電圖案353b和虛設(shè)金屬圖案353d可以設(shè)置在熔絲區(qū)域B的第三層間絕緣層340上。第一導(dǎo)電圖案353a可以電連接到第一接觸塞351a，第二導(dǎo)電圖案353b可以電連接到第二接觸塞351b。
[0169]圖26示出包括根據(jù)前述實(shí)施例中的任意一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的存儲系統(tǒng)1100的實(shí)施例。參照圖26，存儲系統(tǒng)1100可以應(yīng)用于例如PDA (個(gè)人數(shù)字助理)、便攜式計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)平板、無線電話、移動(dòng)電話、數(shù)字音樂播放器、存儲卡和/或可以在無線通信環(huán)境中發(fā)送和/或接收數(shù)據(jù)的所有裝置。
[0170]存儲系統(tǒng)1100包括控制器1110、輸入/輸出裝置1120(例如，鍵盤和/或顯示設(shè)備)、存儲器1130、接口 1140和總線1150。存儲器1130和接口 1140可以通過總線1150彼此通信。
[0171]控制器1110可以包括微處理器、數(shù)字信號處理器、微控制器和/或與微處理器、數(shù)字信號處理器、微控制器相似的其它處理裝置。存儲器1130可以用于存儲由控制器1110執(zhí)行的指令。輸入/輸出裝置1120可以接收來自系統(tǒng)1100的外部的數(shù)據(jù)和/或信號和/或向系統(tǒng)1100的外部發(fā)送數(shù)據(jù)和/或信號。例如，輸入/輸出裝置1120可以包括鍵盤、鍵板和/或顯示器。
[0172]存儲器1130可以包括根據(jù)前述實(shí)施例中的任意一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置。存儲器1130還可以包括不同類型的存儲器，例如，諸如隨機(jī)存取存儲器的易失性存儲裝置和/或其它類型的存儲器。接口 1140可以向通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)和/或可以從通信網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)。
[0173]圖27示出包括根據(jù)前述實(shí)施例中的任意一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的存儲卡1200的實(shí)施例。參照圖27，存儲卡1200可以具有大容量或其它預(yù)定容量的存儲能力并且可以包括根據(jù)前述實(shí)施例中的任意一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體存儲裝置1210。存儲卡1200包括可以控制主機(jī)和半導(dǎo)體存儲裝置1210之間的數(shù)據(jù)交換的存儲控制器1220。
[0174]靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM) 1221可以用作例如中央處理單元(CPU) 1222的操作存儲器。主機(jī)接口 1223可以包括可以連接到存儲卡1200的主機(jī)的數(shù)據(jù)交換協(xié)議。錯(cuò)誤校正塊1224可以檢測和/或校正從多位半導(dǎo)體存儲裝置1210讀出的數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤。
[0175]存儲器接口 1225可以與半導(dǎo)體存儲裝置1210接口連接。處理單元1222可以執(zhí)行用于交換存儲控制器1220的數(shù)據(jù)的控制操作。存儲卡1200可以包括例如用于存儲代碼、指令或用于與主機(jī)連接的其它信息的ROM。
[0176]圖28示出包括根據(jù)前述實(shí)施例中的任意一個(gè)實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的信息處理系統(tǒng)1300的實(shí)施例。參照圖28，信息處理系統(tǒng)1300包括具有半導(dǎo)體裝置的存儲系統(tǒng)1310。
[0177]存儲系統(tǒng)1310可以安裝到例如可以為移動(dòng)裝置和/或桌上型計(jì)算機(jī)的信息處理系統(tǒng)。信息處理系統(tǒng)1300可以包括電連接到系統(tǒng)總線1360的調(diào)制解調(diào)器1320、中央處理單元(CPU) 1330、RAM 1340和用戶接口 1350。存儲系統(tǒng)1310可以以與圖20相似的方式被構(gòu)造，并且可以包括半導(dǎo)體裝置(例如，閃速存儲器)1311和存儲控制器1312。
[0178]存儲系統(tǒng)1310可以是例如固態(tài)驅(qū)動(dòng)器SSD，并且可以存儲將被CPU 1330處理或者已經(jīng)被CPU 1330處理的數(shù)據(jù)和/或從外源輸入的數(shù)據(jù)。信息處理系統(tǒng)1300可以將大量的數(shù)據(jù)或預(yù)定的數(shù)量的數(shù)據(jù)可靠地存儲在存儲系統(tǒng)1310中。存儲系統(tǒng)1310可以保存用于錯(cuò)誤校正的資源，并且還可以提供高速數(shù)據(jù)交換功能。在一個(gè)實(shí)施例中，信息處理系統(tǒng)1300可以包括應(yīng)用芯片組、相機(jī)圖像處理器(CIS)和/或輸入/輸出裝置。
[0179]根據(jù)前述實(shí)施例中的一個(gè)或更多個(gè)，電熔絲結(jié)構(gòu)包括附著到熔斷體的虛設(shè)金屬塞。熔斷體可以由第一金屬材料形成，虛設(shè)金屬塞可以包括第二金屬材料。因此，在對電熔絲結(jié)構(gòu)編程工藝期間，可以控制由電遷移導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)力和熔斷體的溫度梯度，以增大施加到熔斷體的總驅(qū)動(dòng)力。結(jié)果，可以通過減小了的操作電壓來對電熔絲結(jié)構(gòu)編程。
[0180]根據(jù)前述實(shí)施例中的一個(gè)或更多個(gè)，可以通過調(diào)節(jié)虛設(shè)金屬塞的體積或接觸面積和/或虛設(shè)金屬塞的數(shù)量來控制施加到熔斷體的總驅(qū)動(dòng)力。此外，可以調(diào)整虛設(shè)金屬塞的位置以控制將形成在電熔絲結(jié)構(gòu)的編程工藝中的空隙的位置。
[0181]這里已經(jīng)公開了示例實(shí)施例，盡管已經(jīng)采用了特定的術(shù)語，但是僅以普通的和描述性的含義而不是出于限制的目的來使用和解釋這些術(shù)語。在某些情況下，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將清楚的，自提交本申請之時(shí)起，除非另外指出，否則結(jié)合具體實(shí)施例描述的特征、特性和/或元件可以單獨(dú)地使用或者與結(jié)合其它實(shí)施例描述的特征、特性和/或元件組合使用。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解的是，在不脫離如權(quán)利要求所闡述的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行形式和細(xì)節(jié)上的各種改變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種半導(dǎo)體裝置的電熔絲結(jié)構(gòu)，所述電熔絲結(jié)構(gòu)包括: 第一金屬材料的熔斷體，連接陰極與陽極； 覆蓋電介質(zhì)，覆蓋熔斷體的頂表面；以及 虛設(shè)金屬塞，貫穿覆蓋電介質(zhì)并接觸熔斷體，虛設(shè)金屬塞包括金屬層與位于金屬層和熔斷體之間的阻擋金屬層，其中，阻擋金屬層包括與第一金屬材料不同的第二金屬材料。
2.如權(quán)利要求1中所述的電熔絲結(jié)構(gòu)，其中，第一金屬材料的導(dǎo)電率大于第二金屬材料的導(dǎo)電率。
3.如權(quán)利要求1中所述的電熔絲結(jié)構(gòu)，其中: 第一金屬材料包括鎢、鋁、銅和銅合金中的至少一種， 第二金屬材料包括Ta、TaN, TaSiN, T1、TiN, TiSiN, W、WN和它們的組合中的至少一種。
4.如權(quán)利要求1中所述的電熔絲結(jié)構(gòu)，其中: 熔斷體將傳導(dǎo)編程電流， 在已編程狀態(tài)下，熔斷體在陽極和虛設(shè)金屬塞之間具有空隙。
5.如權(quán)利要求4中所述的電熔絲結(jié)構(gòu)，其中，空隙與虛設(shè)金屬塞之間的距離小于空隙與陽極之間的距離。
6.如權(quán)利要求1中所述的電熔絲結(jié)構(gòu)，其中，虛設(shè)金屬塞的下部寬度小于熔斷體的上部覽度。
7.如權(quán)利要求1中所述的電熔絲結(jié)構(gòu)，其中: 虛設(shè)金屬塞的下部寬度大于熔斷體的上部寬度， 虛設(shè)金屬塞接觸熔斷體的頂表面和側(cè)表面。
8.如權(quán)利要求1中所述的電熔絲結(jié)構(gòu)，其中，阻擋金屬層覆蓋金屬層的底表面和側(cè)表面。
9.如權(quán)利要求8中所述的電熔絲結(jié)構(gòu)，其中，在金屬層的底表面上的阻擋金屬層比在金屬層的一個(gè)側(cè)表面或兩個(gè)側(cè)表面上的阻擋金屬層厚。
10.如權(quán)利要求1中所述的電熔絲結(jié)構(gòu)，其中，虛設(shè)金屬塞的底表面位于熔斷體的頂表面和底表面之間。
11.如權(quán)利要求1中所述的電熔絲結(jié)構(gòu)，其中，金屬層包括具有第一寬度的接觸部分和具有比第一寬度大的第二寬度的互連部分。
12.如權(quán)利要求1中所述的電熔絲結(jié)構(gòu)，所述電熔絲結(jié)構(gòu)還包括: 虛設(shè)金屬圖案，位于虛設(shè)金屬塞的頂表面上， 其中，虛設(shè)金屬圖案的厚度大于熔斷體的厚度。
13.如權(quán)利要求1中所述的電熔絲結(jié)構(gòu)，其中: 陽極和陰極處于不同的水平面， 熔斷體和虛設(shè)金屬塞位于陽極和陰極之間。
14.如權(quán)利要求1中所述的電熔絲結(jié)構(gòu)，其中: 陽極和陰極相對于下伏層的頂表面處于第一水平面， 熔斷體相對于下伏層的頂表面處于第二水平面， 第二水平面高于第一水平面。
15.一種半導(dǎo)體裝置的電熔絲結(jié)構(gòu)，所述電熔絲結(jié)構(gòu)包括: 第一金屬材料的熔斷體，連接陰極與陽極； 層間絕緣層，覆蓋陽極、陰極和熔斷體； 覆蓋電介質(zhì)，位于熔斷體的頂表面和層間絕緣層之間，覆蓋電介質(zhì)包括與層間絕緣層不同的絕緣材料；以及 虛設(shè)金屬塞，貫穿層間絕緣層和覆蓋電介質(zhì)并接觸熔斷體，虛設(shè)金屬塞包括位于金屬層和熔斷體之間的阻擋金屬層，其中，阻擋金屬層包括與第一金屬材料不同的第二金屬材料。
16.如權(quán)利要求15中所述的電熔絲結(jié)構(gòu)，其中，第一金屬材料的導(dǎo)電率大于第二金屬材料的導(dǎo)電率。
17.一種半導(dǎo)體裝置的電熔絲結(jié)構(gòu)，所述電熔絲結(jié)構(gòu)包括: 第一金屬材料的熔斷體，連接陰極與陽極； 覆蓋電介質(zhì)，覆蓋熔斷體的頂表面；以及 虛設(shè)金屬塞，貫穿覆蓋電介質(zhì)并接觸熔斷體，其中，熔斷體將傳導(dǎo)編程電流，并且其中，在熔斷體傳導(dǎo)編程電流時(shí)虛設(shè)金屬塞將改變?nèi)蹟囿w中的溫度梯度。
18.如權(quán)利要求17中所述的電熔絲結(jié)構(gòu)，其中: 虛設(shè)金屬塞包括金屬層與位于金屬層和熔斷體之間的阻擋金屬層， 阻擋金屬層包括與第一金屬材料不同的第二金屬材料。
19.如權(quán)利要求17中所述的電熔絲結(jié)構(gòu)，其中: 熔斷體包括與虛設(shè)金屬塞接觸的第一區(qū)域和與覆蓋電介質(zhì)接觸的第二區(qū)域， 當(dāng)熔斷體傳導(dǎo)編程電流時(shí)，熔斷體的溫度在第二區(qū)域處具有最大值。
20.如權(quán)利要求17中所述的電熔絲結(jié)構(gòu)，其中，在已編程狀態(tài)下，熔斷體在陽極和虛設(shè)金屬塞之間具有空隙。
【專利摘要】提供了一種半導(dǎo)體裝置的電熔絲結(jié)構(gòu)。所述電熔絲結(jié)構(gòu)可以包括：由第一金屬材料形成的熔斷體，連接陰極與陽極；覆蓋電介質(zhì)，覆蓋熔斷體的頂表面；虛設(shè)金屬塞，貫穿覆蓋電介質(zhì)并與熔斷體的一部分接觸。虛設(shè)金屬塞可以包括金屬層以及設(shè)置在金屬層和熔斷體之間的阻擋金屬層。阻擋金屬層可以由與第一金屬材料不同的第二金屬材料形成。
【IPC分類】H01L23-525
【公開號】CN104576604
【申請?zhí)枴緾N201410528528
【發(fā)明人】崔賢民, 前田茂伸
【申請人】三星電子株式會(huì)社
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年10月9日