專利名稱：熔絲的熔斷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，特別涉及一種熔絲的熔斷方法。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體存儲器主要由若干個存儲單元構(gòu)成，在若干個存儲單元中，即使有一個存 儲單元發(fā)生故障，半導(dǎo)體存儲器也被視為不合格產(chǎn)品。但是，隨著半導(dǎo)體集成度的提高，存 儲單元發(fā)生故障的概率也越來越大，因此，隨著半導(dǎo)體存儲器的生產(chǎn)，不可避免地會降低半 導(dǎo)體存儲器的成品率，為了提高成品率，一般會在半導(dǎo)體存儲器出貨之前，對所生產(chǎn)的半導(dǎo) 體存儲器進行測試，以對不合格的半導(dǎo)體存儲器進行修復(fù)。為了便于對不合格的半導(dǎo)體存儲器進行修復(fù)，在進行半導(dǎo)體存儲器的電路設(shè)計 時，半導(dǎo)體存儲器不僅包括常規(guī)存儲單元陣列，其中，常規(guī)存儲單元陣列包括若干個常規(guī)存 儲單元，半導(dǎo)體存儲器還包括冗余(redundancy)存儲單元陣列，冗余存儲單元陣列又被稱 為備用(spare)存儲單元陣列，其包含有若干個備用存儲單元。當(dāng)常規(guī)存儲單元陣列中的 一個或幾個常規(guī)存儲單元發(fā)生故障時，冗余存儲單元中相應(yīng)的備用存儲單元可替換常規(guī)存 儲單元陣列中的故障存儲單元，從而對不合格的半導(dǎo)體存儲器進行修復(fù)，當(dāng)然，當(dāng)故障存儲 單元的數(shù)量超過冗余存儲單元中的備用存儲單元的數(shù)量時，此半導(dǎo)體存儲器無法進行修 復(fù)，則直接將此半導(dǎo)體存儲器報廢。為了對備用存儲單元替換故障存儲單元的原理進行清楚地說明，下面通過圖1進 行更加詳細地介紹。圖1為備用存儲單元替換故障存儲單元的原理示意圖，如圖1所示，常 規(guī)存儲陣列包括若干個常規(guī)存儲單元，其以M行N列的矩陣結(jié)構(gòu)配置，其中，M和N均為大 于等于2的正整數(shù)，也就是說，常規(guī)存儲單元陣列包括第一至第M行，每一行均配置有N個 常規(guī)存儲單元，換言之，常規(guī)存儲單元包括第一至第N列，每一列均配置有M個常規(guī)存儲單 元；冗余存儲單元包括若干個備用存儲單元，其以M行P列的矩陣結(jié)構(gòu)配置，其中，P為小于 等于N的正整數(shù)，且視具體情況而定，也就是說，冗余存儲單元陣列包括第一至第M行，每一 行均配置有P個備用存儲單元，換言之，常規(guī)存儲單元包括第一至第P列，每一列均配置有 M個備用存儲單元；行熔絲排包括M個行熔絲，每個行熔絲分別與冗余存儲單元陣列中每一 行的備用存儲單元相連，一般來說，M個行熔絲中的每個行熔絲只要與冗余存儲單元陣列的 每一行中距離其最近的備用存儲單元連接即可，因為每一行的備用存儲也是彼此相連的， 例如，按照從上到下的順序，假設(shè)行熔絲排中的每個行熔絲分別被稱為第一行熔絲、第二 行熔絲....第M行熔絲，則第一行熔絲與冗余存儲單元陣列的第一行中最外端的備用存儲 單元相連；列熔絲排包括P個列熔絲，每個列熔絲分別與冗余存儲單元陣列中的每一列的 備用存儲單元相連，一般來說，P個列熔絲中的每個列熔絲只要與冗余存儲單元陣列的每一 行中距離其最近的備用存儲單元連接即可。行熔絲排和列熔絲排中的每個熔絲均是激光易熔的，當(dāng)通過測試發(fā)現(xiàn)常規(guī)存儲單 元陣列中的某一行或列含有故障存儲單元時，用激光熔斷相應(yīng)的行熔絲和列熔絲，這就激 活了相應(yīng)的備用存儲單元，完成了替換了過程，需要說明的是，熔絲的熔斷相當(dāng)于將備用存儲單元的地址寫入熔絲中，例如，若第一行熔絲被熔斷，且第一列熔絲被熔斷，則表示當(dāng)前 激活的為備用存儲單元(1，1)，若第一行熔絲被熔斷，且第二列熔絲被熔斷，則表示當(dāng)前激 活的為備用存儲單元(1，2)。圖1所示僅以3X3的常規(guī)存儲單元陣列和3X3的冗余存儲單元陣列為例，在實 際應(yīng)用中，若冗余存儲單元陣列的和常規(guī)存儲單元陣列的大小一致，當(dāng)常規(guī)存儲單元中的 某一行或某一列包含故障存儲單元時，也可激活冗余存儲單元陣列中相應(yīng)的行或列，而完 成整個行的替換或整個列的替換。需要說明的是，圖1所示僅為備用存儲單元替換故障存儲單元的原理示意圖，在 實際應(yīng)用中，根據(jù)電路設(shè)計的不同，可能還包括其它器件，由于與本發(fā)明所述方案無直接關(guān) 系，故不再一一介紹；而且，利用熔絲的熔斷來進行備用存儲單元的激活已是一種成熟的工 藝，已廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體存儲器的制造工藝中，圖1所示僅進行原理的說明，根據(jù)電路設(shè)計 的不同，可能行熔絲排、列熔絲排、常規(guī)存儲單元陣列和冗余存儲單元陣列還有其他不同的 位置關(guān)系，由于與本發(fā)明所述方案無直接關(guān)系，也不再一一介紹。在半導(dǎo)體存儲器中，熔絲的表現(xiàn)形式為較細的金屬線，金屬線的形成方法采用通 用的方法，具體包括沉積金屬層，然后采用蝕刻工藝形成金屬線。一般來說，在半導(dǎo)體存儲 器中，作為熔絲的金屬線的長度為6微米至30微米，金屬線的寬度為0. 2微米至2微米，熔 絲的材料可為銅或鋁，在熔絲之上還沉積有介質(zhì)層，當(dāng)需要對熔絲進行熔斷時，采用蝕刻工 藝將熔絲上方的介質(zhì)層全部蝕刻掉，然后采用激光將熔絲熔斷。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中熔絲的 熔斷示意圖，現(xiàn)有技術(shù)中熔絲的熔斷方法包括以下步驟第一，采用蝕刻工藝將熔絲上方的介質(zhì)層全部蝕刻掉。第二，采用激光將熔絲中的任一部位熔斷。其中，激光的波長為1.34微米，能量為0.5微焦左右，持續(xù)時間為17納秒。然而，當(dāng)采用激光將熔絲中的任一部位熔斷時，熔斷后的金屬會立即濺開，當(dāng)濺開 的金屬重新落回到熔斷部位時，有可能使得熔絲的熔斷部位重新發(fā)生連接，這就降低了熔 絲的熔斷概率，從而降低了備用存儲單元激活的準(zhǔn)確率。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種熔絲的熔斷方法，能夠提高備用存儲單元激活的準(zhǔn)確率。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案具體是這樣實現(xiàn)的一種熔絲的熔斷方法，所述熔絲與半導(dǎo)體存儲器中的冗余存儲單元相連，用于通 過熔絲的熔斷來激活冗余存儲單元，在熔絲之上還覆蓋有一層介質(zhì)層，其特征在于，該方法 包括采用蝕刻工藝對熔絲上方的介質(zhì)層進行蝕刻，并保留介質(zhì)層中的N個長方體部 分，每個長方體部分的高等于介質(zhì)層的厚度，每個長方體部分的長等于熔絲的寬度，其中，N 為正整數(shù)；采用激光將介質(zhì)層中的長方體部分所隔離開的N-I段熔絲分別熔斷。N 為 2。所述長方體部分的寬為1微米至10微米。
可見，在本發(fā)明所提供的一種熔絲的熔斷方法中，首先采用蝕刻工藝對熔絲上方 的介質(zhì)層進行蝕刻，并保留介質(zhì)層中的N個長方體部分，每個長方體部分的高等于介質(zhì)層 的厚度，每個長方體部分的長等于熔絲的寬度，然后采用激光將介質(zhì)層中的長方體部分所 隔離開的N-I段熔絲分別熔斷，這樣可提高熔絲的熔斷概率，提高了備用存儲單元激活的 準(zhǔn)確率。


圖1為備用存儲單元替換故障存儲單元的原理示意圖。圖2為現(xiàn)有技術(shù)中熔絲的熔斷示意圖。圖3為本發(fā)明所提供的熔絲的熔斷方法的流程圖。圖如為本發(fā)明所提供的一種熔絲的熔斷方法的實施例中步驟401的剖面示意圖。圖4b為本發(fā)明所提供的一種熔絲的熔斷方法的實施例中步驟402的剖面示意圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對 本發(fā)明進一步詳細說明。本發(fā)明的核心思想為首先采用蝕刻工藝對熔絲上方的介質(zhì)層進行蝕刻，并保留 介質(zhì)層中的N個長方體部分，然后采用激光將介質(zhì)層中的長方體部分所隔離開的N-I段熔 絲分別熔斷，能夠提高熔絲的熔斷概率，提高備用存儲單元激活的準(zhǔn)確率。圖3為本發(fā)明所提供的熔絲的熔斷方法的流程圖，如圖3所示，該方法包括步驟301，采用蝕刻工藝對熔絲上方的介質(zhì)層進行蝕刻，并保留介質(zhì)層中的N個長 方體部分，每個長方體部分的高等于介質(zhì)層的厚度，每個長方體部分的長等于熔絲的寬度， 其中，N為正整數(shù)。步驟302，采用激光將介質(zhì)層中的長方體部分所隔離開的N-I段熔絲分別熔斷。至此，本流程結(jié)束。下面通過一個實施例對本發(fā)明所提供的熔絲的熔斷方法進行詳細介紹，該方法包 括步驟401，圖如為本發(fā)明所提供的一種熔絲的熔斷方法的實施例中步驟401的剖 面示意圖，如圖如所示，采用蝕刻工藝對熔絲上方的介質(zhì)層進行蝕刻，并在熔絲的中點處 保留介質(zhì)層中的一長方體部分，長方體部分的高等于介質(zhì)層的厚度，長方體部分的長等于 熔絲的寬度。在實際應(yīng)用中，長方體部分的寬一般為1微米至10微米，較佳地，長方體部分的寬 為1微米至3微米。步驟402，圖4b為本發(fā)明所提供的一種熔絲的熔斷方法的實施例中步驟402的 剖面示意圖，如圖4b所示，采用激光將介質(zhì)層中的長方體部分所隔離開的兩段熔絲分別熔 斷。激光的波長為1.34微米，能量為0.5微焦左右，持續(xù)時間為17納秒，這與現(xiàn)有技 術(shù)相同。較佳地，保留介質(zhì)層中的1個長方體部分，并采用激光將介質(zhì)層中的長方體部分所隔離開的2段熔絲分別熔斷即可滿足發(fā)明目的，介質(zhì)層中的長方體部分相當(dāng)于一個隔 板，可將兩段熔絲隔離開，這樣做主要有兩個優(yōu)點第一，采用激光對所隔離開的兩段熔絲 分別熔斷，大大提高了整段熔絲的熔斷概率；第二，由于介質(zhì)層中的長方體部分相當(dāng)于一個 隔板將兩段熔絲隔離開，當(dāng)采用激光對所隔離開的兩段熔絲分別熔斷時，可減少濺開的金 屬重新落回到熔斷部位的概率，同時，避免一段熔絲熔斷時濺落的金屬落到另一段熔絲的 熔斷部位，基于上述優(yōu)點，可提高熔絲的熔斷概率，從而提高備用存儲單元激活的準(zhǔn)確率。至此，本流程結(jié)束。可見，在本發(fā)明所提供的一種熔絲的熔斷方法中，采用蝕刻工藝對熔絲上方的介 質(zhì)層進行蝕刻，并保留介質(zhì)層中的N個長方體部分，每個長方體部分的高等于介質(zhì)層的厚 度，每個長方體部分的長等于熔絲的寬度，然后采用激光將介質(zhì)層中的長方體部分所隔離 開的N-I段熔絲分別熔斷，這樣可提高熔絲的熔斷概率，從而提高備用存儲單元激活的準(zhǔn)確率。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護范圍。凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換以及改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保 護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種熔絲的熔斷方法，所述熔絲與半導(dǎo)體存儲器中的冗余存儲單元相連，用于通過 熔絲的熔斷來激活冗余存儲單元，在熔絲之上還覆蓋有一層介質(zhì)層，其特征在于，該方法包 括采用蝕刻工藝對熔絲上方的介質(zhì)層進行蝕刻，并保留介質(zhì)層中的N個長方體部分，每 個長方體部分的高等于介質(zhì)層的厚度，每個長方體部分的長等于熔絲的寬度，其中，N為正 整數(shù)；采用激光將介質(zhì)層中的長方體部分所隔離開的N-I段熔絲分別熔斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，N為2。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述長方體部分的寬為1微米至10微米。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種熔絲的熔斷方法，所述熔絲與半導(dǎo)體存儲器中的冗余存儲單元相連，用于通過熔絲的熔斷來激活冗余存儲單元，在熔絲之上還覆蓋有一層介質(zhì)層，該方法包括采用蝕刻工藝對熔絲上方的介質(zhì)層進行蝕刻，并保留介質(zhì)層中的N個長方體部分，每個長方體部分的高等于介質(zhì)層的厚度，每個長方體部分的長等于熔絲的寬度，其中，N為正整數(shù)；采用激光將介質(zhì)層中的長方體部分所隔離開的N-1段熔絲分別熔斷。采用該方法能夠提高備用存儲單元激活的準(zhǔn)確率。
文檔編號H01L23/525GK102054816SQ20091019845
公開日2011年5月11日 申請日期2009年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月3日
發(fā)明者寧先捷 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司