具有激光熔丝的集成电路及其形成方法与流程

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种具有激光熔丝的集成电路及其形成方法。

背景技术：

在半导体集成电路中通常会设置一熔丝，通过熔断熔丝进而可达到对集成电路的功能或参数进行修调的目的。根据熔丝的熔断方法，可以把熔丝分为电熔丝(Electrical Fuse)和激光熔丝(Laser fuse)，其中，所述激光熔丝一般采用一定能量的激光束照射熔丝，进而使所述激光熔丝熔断。

图1为现有的一种具有激光熔丝的集成电路的结构示意图，如图1所示，所述具有激光熔丝的集成电路包括：衬底11；位于所述衬底11上的层间介质层12；形成于所述层间介质层12上的激光熔丝13；以及，覆盖所述层间介质层12和激光熔丝13的保护层14，所述保护层14中形成有一位于所述激光熔丝13上方的凹槽14a，使位于凹槽14a下方的保护层的厚度较薄。即，位于所述激光熔丝13上方的部分区域的保护层14的厚度较薄，从而在后续的激光修调时，激光束通过所述凹槽14a照射于所述保护层上，进而使激光熔丝13发生熔断。

然而，在激光修调的过程中，所述激光熔丝13会发生汽化膨胀，进而产生较高的机械应力和热应力，所产生的机械应力和热应力将直接作用于所述层间介质层12上，最终导致在所述层间介质层12中产生裂纹甚至发生断裂的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种具有激光熔丝的结构，以解决在激光修调的过程中，使位于激光熔丝下方的层间介质层产生裂纹甚至发生断裂的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种具有激光熔丝的集成电路，包括：

一衬底；

一层间介质层，所述层间介质层形成于所述衬底上；

一缓冲层，所述缓冲层位于所述层间介质层上；

一激光熔丝，所述激光熔丝形成于所述缓冲层上。

可选的，所述具有激光熔丝的集成电路还包括：

一导电层，所述导电层形成于所述衬底上；以及

多个导电插塞，所述导电插塞贯穿所述层间介质层，并分别连接所述导电层和所述激光熔丝。

可选的，所述激光熔丝覆盖所述缓冲层和部分层间介质层，一部分导电插塞直接连接所述激光熔丝的一端，另一部分导电插塞直接连接所述激光熔丝的另一端。

可选的，所述具有激光熔丝的集成电路还包括：

一保护层，所述保护层覆盖所述层间介质层和所述激光熔丝。

可选的，位于所述激光熔丝上方的部分区域的保护层的厚度小于

可选的，所述保护层包括：

一金属间电介质层，所述金属间电介质层覆盖所述层间介质层上和所述激光熔丝；

一金属层，所述金属层形成于所述金属间电介质层上；以及

一钝化层，所述钝化层形成于所述金属间电介质层和所述金属层上。

可选的，位于所述激光熔丝上方的部分区域的金属间电介质层的厚度小于

可选的，所述金属间电介质层中形成有一位于所述激光熔丝上方的凹槽，使所述激光熔丝上方的部分区域的金属间电介质层的厚度小于

可选的，在所述钝化层中形成有一位于所述激光熔丝的上方并贯穿所述钝化层的开口。

可选的，所述保护层包括：

一钝化层，所述钝化层覆盖所述层间介质层和所述激光熔丝。

可选的，所述钝化层中形成有一位于所述激光熔丝上方的凹槽，使所述激光熔丝上方的部分区域的钝化层的厚度小于

可选的，所述层间介质层的材质为氧化硅。

可选的，所述缓冲层的材质为硼硅玻璃、磷硅玻璃或硼磷硅玻璃。

可选的，所述激光熔丝的材质为铝。

本发明的又一目的在于，提供一种形成以上所述的具有激光熔丝的集成电路，包括：

提供一衬底，于所述衬底上形成一层间介质层和一位于所述层间介质层上的缓冲层；

于所述缓冲层上形成一激光熔丝。

可选的，所述层间介质层和所述缓冲层的形成方法包括：

先通过沉积工艺形成所述层间介质层；以及

再通过沉积工艺形成所述缓冲层。

可选的，所述层间介质层的材质为氧化硅；所述缓冲层的材质为硼硅玻璃、磷硅玻璃或硼磷硅玻璃。

可选的，所述层间介质层和所述缓冲层的形成方法包括：

通过沉积工艺形成一膜层；以及

通过光刻和蚀刻工艺去除部分膜层以形成所述层间介质层和位于所述层间介质层上的缓冲层。

可选的，所述层间介质层和缓冲层的材质均为氧化硅。

可选的，所述形成方法还包括：

于所述衬底上形成一导电层，所述层间介质层形成于具有所述导电层的衬底上；

于所述层间介质层中形成多个导电插塞，所述导电插塞分别连接所述导电层和所述激光熔丝。

可选的，所述形成方法还包括：于所述层间介质层和所述激光熔丝上形成一保护层。

可选的，位于所述激光熔丝上方的部分区域的保护层的厚度小于

可选的，所述保护层的形成方法包括：

于所述层间介质层上形成一金属间电介质层，所述金属间电介质层覆盖所述激光熔丝；

于所述金属间电介质层上形成一金属层；

于所述金属间电介质层及所述金属层上形成一钝化层。

可选的，所述保护层的形成方法还包括：在所述金属间电介质层中形成一位于所述激光熔丝上方的凹槽，使所述激光熔丝上方的部分区域的金属间电介质层的厚度小于

可选的，所述保护层的形成方法还包括：于所述钝化层中形成一位于所述激光熔丝上方并贯穿所述钝化层的开口。

可选的，所述保护层的形成方法包括：于所述层间介质层上形成一钝化层，所述钝化质层覆盖所述激光熔丝。

可选的，所述保护层的形成方法还包括：于所述钝化层中形成一位于所述激光熔丝上方的凹槽，使所述激光熔丝上方的部分区域的钝化层的厚度小于

本发明提供的具有激光熔丝的集成电路中，由于激光熔丝和层间介质层之间设置有一缓冲层，从而在执行激光修调工艺时，通过所述缓冲层可有效缓解所述激光熔丝所产生的机械应力和热应力。即，避免了所述激光熔丝所产生的机械应力和热应力直接作用于层间介质层上，从而可有效改善所述层间介质层中产生裂纹的问题。

优选的，缓冲层采用具有较强抗断裂性能的材质制成，例如，硼硅玻璃(PSG)、磷硅玻璃(BSG)或硼磷硅玻璃(BPSG)等，从而更为有效的隔离所述激光熔丝所产生的机械应力和热应力，以进一步提高对所述层间介质层的保护强度。

附图说明

图1为现有的一种具有激光熔丝的集成电路的结构的示意图；

图2为本发明实施例一中的具有激光熔丝的集成电路的结构示意图；

图3为本发明实施例一中的具有激光熔丝的集成电路中激光熔丝的版图；

图4为本发明实施例二中的具有激光熔丝的集成电路的结构示意图；

图5为本发明实施例三中的具有激光熔丝的集成电路的形成方法的流程示意图；

图6a～图6d为本发明实施例三中形成具有激光熔丝的集成电路的步骤示意图。

具体实施方式

如背景技术所述，现有的具有激光熔丝的集成电路中，激光熔丝形成于一层间介质层上。当对所述集成电路进行激光修调时，由于所述激光熔丝会发生汽化膨胀而产生较大的机械应力和热应力，进而会使位于所述激光熔丝下方的层间介质层发生断裂。

为此，本发明提供了一种具有激光熔丝的集成电路，包括：

一衬底；

一层间介质层，所述层间介质层形成于所述衬底上；

一缓冲层，所述缓冲层位于所述层间介质层上；

一激光熔丝，所述激光熔丝覆盖所述缓冲层。

本发明提供的具有激光熔丝的集成电路中，所述激光熔丝与层间介质层之间还形成有一缓冲层，从而在进行激光修调时，所述激光熔丝所产生的机械应力和热应力将作用于所述缓冲层上，从而可避免对所述层间介质层造成影响，改善所述层间介质层发生断裂的问题。进一步的，所述缓冲层可采用抗应力能力较强的材质，例如为硼磷硅玻璃，以提高其抗断裂的性能，更为有效的保障所述层间介质层的完整性。

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的具有激光熔丝的集成电路及其形成方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明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、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

<实施例一>

图2为本发明实施例一中的具有激光熔丝的集成电路的结构示意图，图3为本发明实施例一中的具有激光熔丝的集成电路中激光熔丝的版图，结合图2和图3所示，所述具有激光熔丝的集成电路包括：衬底110、层间介质层120、缓冲层150和激光熔丝130。其中，所述层间介质层120形成于所述衬底110上，所述缓冲层150位于所述层间介质层120上，所述激光熔丝130形成于所述缓冲层150上。

在以上所述的集成电路中，所述激光熔丝130与层间介质层120之间还具有一缓冲层150。即，通过所述缓冲层150缓解所述激光熔丝130施加于所述层间介质层120上的机械应力和热应力，以改善在执行激光修调时所述层间介质层120中产生裂纹甚至发生断裂的问题。

其中，所述层间介质层120与所述缓冲层150可采用不同的材质制成。具体的，所述层间介质层120的材质可以为氧化硅，以改善信号串扰的问题并可降低寄生电容；所述缓冲层150可以是硼硅玻璃(PSG)、磷硅玻璃(BSG)或硼磷硅玻璃(BPSG)。由于掺杂有硼和/或磷的氧化硅层具有较小的膜层应力，并且能够承受较高的温度，因此，其可有效提高缓冲层150的机械性能以及抗断裂性能。可见，通过采用具有高机械性能的缓冲层150可有效隔离激光熔丝130所产生的机械应力和热应力，从而避免在激光修调时对所述层间介质层120产生影响的问题，进一步保障膜层的完整性。

当然，所述层间介质层120与所述缓冲层150也可采用相同的材质制成，例如其均为氧化硅。当所述层间介质层120与缓冲层150的材质相同时，则可在同一工艺步骤中形成，简化工艺流程，节省成本。

进一步的，所述具有激光熔丝的集成电路还包括形成于所述衬底110上的导电层160，所述导电层160与外部电路连接(图中未示出)，并且，所述导电层160还与所述激光熔丝130连接，即，通过所述导电层160实现激光熔丝130与外部电路的电连接，当进行激光修调工艺以使所述激光熔丝130熔断时，则其与外部电路的连接断开。其中，所述导电层160与所述激光熔丝130通过一位于层间介质层120中的导电插塞170实现电连接，即，所述导电插塞170分别连接所述导电层160和所述激光熔丝130。本实施例中，一个所述激光熔丝130分别与两个外部电路连接，当执行激光修调工艺以使所述激光熔丝130熔断时，所述两个外部电路的连接断开。为此，在所述层间介质层120中相应的形成有多个导电插塞170，其中一部分导电插塞170用于连接其中一个外部电路，另一部分导电插塞170用于连接另一个外部电路，所述一部分导电插塞170与所述另一部分导电插塞170分别与所述激光熔丝130的两端接触，从而实现两个外部电路之间的电连接，当执行激光修调工艺时，则相应的使所述两个外部电路断开。此外，为使所述激光熔丝130具有较好的导电性能，所述激光熔丝130的材质可以为铝。

继续参考图3所示，本实施例中，所述具有激光熔丝的集成电路中包括多个导电层160，多个所述导电层160以阵列形式排列，横向的两个导电层160均与同一激光熔丝130连接。其中，每个导电层160与所述激光熔丝130之间通过两个导电插塞170连接，即，所述激光熔丝130的两端分别连接两个导电插塞170。

结合图2及图3所示，本实施例中，所述缓冲层150位于所述一分部导电插塞170和所述另一部分导电插塞170之间，如此，可提供一接触空间以实现激光熔丝130和导电插塞170的连接。即，所述激光熔丝覆盖所述缓冲层150以及部分层间介质层120，其中一部分导电插塞直接连接所述激光熔丝130的一端，另一部分导电插塞直接连接所述激光熔丝130的另一端。

当然，在其他实施例中，所述缓冲层也可不受到导电插塞的限制，而具有更大的截面积，即，所述缓冲层于衬底方向上的投影区域覆盖所述导电插塞于衬底方向上的投影区域，此时，可在所述层间介质层和缓冲层中均形成一相互连接的导电插塞，所述导电插塞由缓冲层引出并与激光熔丝连接，从而实现激光熔丝与导电层的电连接。也就是说，在其他实施例中，所述激光熔丝也可只形成于所述缓冲层上而不覆盖所述层间介质层，直接通过一贯穿所述层间介质层和缓冲层的导电插塞实现激光熔丝与导电层的电连接。

进一步的，所述具有激光熔丝的集成电路还包括一保护层140，所述保护层140覆盖所述层间介质层120和所述激光熔丝130，以保护位于保护层140下方的电路。其中，使位于所述激光熔丝130上方的部分区域的保护层140的厚度优选为小于其目的在于，所述部分区域为在激光修调时激光束的照射区域，因此，若位于该部分区域上的保护层140的厚度较薄，可有利于所述激光熔丝130更快的吸收能量并发生断裂。此外，在激光修调的过程中，所述激光熔丝130的上方覆盖有一厚度较薄的保护层140，可有效避免被激光束熔断的金属熔丝发生飞溅的现象。较佳的，所述激光熔丝130上方的部分区域的保护层140的厚度为

具体参考图2所示，所述保护层140包括一金属间电介质层141，所述金属间电介质层141形成于所述层间介质层120上并覆盖所述激光熔丝130。如上所述，为提高所述激光熔丝130的熔断效率并确保不会对保护层下方的集成电路造成影响，因此，可使位于所述激光熔丝130上方的部分区域(即，激光束的照射区域)的金属间电介质层141的厚度小于其中，当位于所述激光熔丝130上方的金属间电介质层141的厚度较大时，则可于所述金属间电介质层141中形成有一位于所述激光熔丝130上方的凹槽，即，通过形成一凹槽以减薄激光熔丝130上方的部分区域的金属间电介质层的厚度，从而使所述激光熔丝上方的部分区域的金属间电介质层的厚度小于进一步的，在所述金属间电介质层141上还形成有一金属层142，即，形成1P2M结构(1poly‐2metel)。

本实施例中，所述保护层140还包括一钝化层143，所述钝化层143形成于所述金属间电介质层141上。类似的，为避免所述钝化层覆盖激光束的照射区域而影响激光熔丝130的熔断效率，因此，在所述钝化层143中形成有一位于所述激光熔丝130的上方并贯穿所述钝化层143的开口143a，所述开口143a暴露出的区域即为激光束的照射区域。此外，本实施例中，所述钝化层143上还开设有暴露出所述金属层142的开口143b，从而可引出所述金属层142。需说明的是，在其他实施中，所述金属间电介质层141中形成有一位于所述激光熔丝130上方的凹槽时，即，所述凹槽对应的区域即为激光束的照射区域，则此时，所述钝化层142中位于所述激光熔丝上方的开口暴露出所述凹槽。

<实施例二>

图4为本发明实施例二的具有激光熔丝的集成电路的结构示意图，如图4所示，与实施例一的区别在于，本实施例中所述保护层包括一钝化层140，所述钝化层140形成于所述层间介质层120上并覆盖上所述激光熔丝130。即，于所述激光熔丝130的上方直接形成一钝化层140以对其下方的电路进行保护。

与实施例一类似的，为确保所述激光熔丝130的熔断效率并保护所述钝化层140下方的电路，位于所述激光熔丝130上方的部分区域(激光束的照射区域)的钝化层140的厚度优选为小于其中，当所述钝化层140的厚度较厚时，可于所述钝化层140中形成一位于所述激光熔丝130上方的凹槽140a，以使得位于所述激光熔丝130上方的部分钝化层的厚度小于较佳的，位于所述激光熔丝130上方的部分钝化层的厚度为

<实施例三>

基于以上所述的具有激光熔丝的集成电路，本发明还提供一种形成所述集成电路的方法，包括：于所述衬底上形成一导电层，所述层间介质层形成于具有所述导电层的衬底上；以及，于所述层间介质层中形成多个导电插塞，所述导电插塞分别连接所述导电层和所述激光熔丝。

图5为本发明实施例三中形成具有激光熔丝的集成电路的流程示意图，图6a～图6d为本发明实施例三中形成具有激光熔丝的集成电路的步骤示意图。下面结合图5和图6a～6d，以形成实施例一所述的具有激光熔丝的集成电路为例，进行详细说明。

首先，执行步骤S00，具体参考图6a所示，提供一衬底110，于所述衬底110上形成一导电层160。所述导电层160用于连接外部电路(图中未示出)。

接着，执行步骤S10，具体参考图6b所示，在具有所述导电层160的衬底110上形成一层间介质层120和一位于所述层间介质层120上的缓冲层150。

本实施例中，所述层间介质层120和缓冲层150可通过两次沉积工艺形成。即，首先，通过沉积工艺于所述衬底上形成层间介质层120；接着，再通过沉积工艺于所述层间介质层120上形成缓冲层150。其中，所述层间介质层120和缓冲层150可采用不同的材质形成，例如，所述层间介质层120的材质为氧化硅，所述缓冲层的材质为硼硅玻璃、磷硅玻璃或硼磷硅玻璃等。

当然，在其他实施例中，所述层间介质层120和所述缓冲层150也可通过一次沉积工艺形成。即，首先，通过沉积工艺于所述衬底110上形成一膜层，所述膜层的厚度为层间介质层120和缓冲层150的厚度之和；接着，采用光刻及蚀刻工艺去除部分膜层，进而可形成所述层间介质层120和缓冲层150。当所述层间介质层和所述缓冲层的材质相同时，例如其均为氧化硅等，则可采用这种一次沉积的方式，这种形成方法工艺较为简单，并可有效节省成本。

进一步的，在所述层间介质层120中还形成有多个导电插塞170，所述导电插塞170与接所述导电层160连接。

接着，执行步骤S20，具体参考图6c所示，于所述缓冲层150上形成一激光熔丝130，从而使激光熔丝130的部分区域(激光束的照射区域)不与层间介质层120接触，避免其所产生的机械应力和热应力直接作用于所述层间介质层120上。本实施例中，所述激光熔丝130与所述导电插塞170连接，即，通过所述导电插塞170实现激光熔丝与导电层160的电连接，进而使所述激光熔丝130与外部电路连接。优选的，所述激光熔丝130采用具有较高导电性能的铝制成。

接着，执行步骤S30，具体参考图6d所示，于所述层间介质层120和所述激光熔丝130上形成一保护层140，所述保护层140可用于保护其下方的电路。较佳的，在所形成的保护层140中，位于所述激光熔丝130上方的部分区域的保护层的厚度小于从而可提供所述激光熔丝的熔断效率并避免所述激光熔丝在熔断时发生飞溅，本实施例中，位于所述激光熔丝130上方的部分区域的保护层的厚度优选为

本实施例中，所述保护层140包括一金属间电介质层141、金属层142和钝化层143，其具体形成步骤包括：

步骤S31，于所述层间介质层120上形成一金属间电介质层141，所述金属间电介质层141覆盖所述激光熔丝130；

步骤S32，于所述金属间电介质层141上形成一金属层142；

步骤S33，于所述金属间电介质层141及所述金属层142上形成一钝化层143。

此外，为使所述激光熔丝130上方的部分区域的金属间电介质层141的厚度小于于步骤S31中还包括：在所述金属间电介质层141中形成一位于所述激光熔丝130上方的凹槽。当然，如果位于所述激光熔丝130上的金属间电介质层141的厚度足够小时，则也可不必在所述金属间电介质层141中开始所述凹槽。与之对应的，在步骤S33中还包括：于所述钝化层143中形成一位于所述激光熔丝130上方并贯穿所述钝化层143的开口143a。即，通过所述开口143a以暴露出激光束的照射区域，以利于后续执行激光修调工艺。此外，本实施例中，在所述金属层142上方的钝化层中也形成有一开口143b，通过所述开口143b以引出所述金属层142。

另外，在其他实施例中，所述保护层140仅包括一钝化层。即，所述保护层140的形成方法为：于所述层间介质层120上形成一钝化层，所述钝化质层覆盖所述激光熔丝130。此时，为使位于所述激光熔丝130上方的部分区域的钝化层的厚度小于则也可在所述钝化层中形成一位于所述激光熔丝上方的凹槽。

综上所述，本发明提供的具有激光熔丝的集成电路中，由于在激光熔丝和层间介质层之间设置一缓冲层，从而在执行激光修调工艺时，通过所述缓冲层可有效缓解所述激光熔丝所产生的机械应力和热应力，进而可改善所述层间介质层中产生裂纹的问题。

优选的，缓冲层采用具有较强抗断裂性能的材质制成，例如，硼硅玻璃(PSG)、磷硅玻璃(BSG)或硼磷硅玻璃(BPSG)等，从而更为有效的隔离所述激光熔丝所产生的机械应力和热应力，以进一步提高对所述层间介质层的保护强度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。