熔丝结构及其制备方法、半导体集成电路及其制备方法与流程

本发明涉及半导体，特别涉及一种熔丝结构及其制备方法、半导体集成电路及其制备方法。

背景技术：

1、在半导体集成电路中通常会设置熔丝结构，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，可以把熔丝结构分为电熔丝（electrical fuse）和激光熔丝（laser fuse），其中激光熔丝一般采用一定能量的激光束照射金属熔丝，进而使该金属熔丝熔断。

2、图4为现有的一种熔丝结构，其具体包括金属熔丝20和覆盖该金属熔丝20的介质材料层10，在进行激光修调时，通过激光束照射以使激光熔丝20发生熔断。一般来说，需要采用厚度较薄的激光熔丝20，以确保在进行激光修调时，利用激光束照射可以使激光熔丝20容易发生熔断。

3、现有技术中，通常会将熔丝结构中的金属熔丝设置在互连结构中的顶层金属层（tm）的下方，例如图4中将金属熔丝20设置在顶层金属层30的下方。具体来说，互连结构的顶层金属层（tm）可用于实现与外部电路连接，例如利用顶层金属层形成焊垫（pad），进而可通过焊垫进行后段封装工艺，基于此，即要求顶层金属层的厚度应当足够大，以满足封装打线的要求。因此，在制备顶层金属层之前，需要优先形成厚度较薄的金属熔丝，这一方面会导致熔丝结构在电路中的连线比较复杂，另一方面也需要更多的工艺步骤来制备该熔丝结构。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种熔丝结构的制备方法，以简化熔丝结构的制备工艺。

2、为此，本发明提供一种熔丝结构的制备方法，包括：在一衬底上形成顶层金属层；减薄所述顶层金属层中位于熔丝区域内的部分，用于形成金属熔丝；以及，在所述顶层金属层上形成钝化层，所述钝化层中位于所述金属熔丝上方的厚度小于所述钝化层中位于熔丝区域之外的厚度。

3、可选的，在形成所述钝化层之前，还包括：图形化所述顶层金属层，以将所述顶层金属层中位于所述熔丝区域内的部分图形化形成熔丝图案。

4、可选的，图形化所述顶层金属层时，还用于将所述顶层金属层中位于熔丝区域之外的部分图形化形成至少一焊垫。

5、可选的，所述熔丝区域内形成有至少一条金属熔丝，所述金属熔丝的宽度小于等于0.6μm。

6、可选的，形成所述钝化层的方法包括：基于目标厚度执行hdp沉积工艺，以在熔丝区域之外的顶层金属层上形成目标厚度的钝化材料层，并在所述熔丝区域内的金属熔丝上形成厚度小于所述目标厚度的钝化材料层。

7、可选的，所述顶层金属层中在熔丝区域之外的厚度大于等于0.9μm；和/或，所述顶层金属层中在熔丝区域之内的厚度小于等于0.6μm。

8、可选的，所述钝化层中覆盖熔丝区域之外的顶层金属层的厚度大于等于1μm；和/或，所述钝化层中覆盖熔丝区域内的金属熔丝的厚度小于等于0.4μm。

9、本发明还提供了一种熔丝结构，包括：顶层金属层，所述顶层金属层中在熔丝区域内的厚度小于所述顶层金属层中位于熔丝区域之外的厚度； 金属熔丝，由所述顶层金属层中位于所述熔丝区域内的部分形成；以及，钝化层，形成在所述顶层金属层上，并且所述钝化层中位于所述金属熔丝上方的厚度小于所述钝化层中位于熔丝区域之外的厚度。

10、可选的，所述顶层金属层中位于所述熔丝区域之外的部分用于形成至少一个焊垫。

11、可选的，所述熔丝区域内形成有至少一条金属熔丝，所述金属熔丝的宽度小于等于0.6μm。

12、可选的，所述顶层金属层中在熔丝区域之外的厚度大于等于0.9μm；和/或，所述顶层金属层中在熔丝区域之内的厚度小于等于0.6μm。

13、可选的，所述钝化层中覆盖熔丝区域之外的顶层金属层的厚度大于等于1μm；和/或，所述钝化层中覆盖熔丝区域内的金属熔丝的厚度小于等于0.4μm。

14、本发明还提供了一种半导体集成电路的制备方法，包括：采用如上所述的方法在一衬底上形成熔丝结构。

15、本发明还提供了一种半导体集成电路，包括：如上所述的熔丝结构。

16、在本发明提供的熔丝结构的制备方法中，基于顶层金属层的厚度需求形成足够厚度的顶层金属层，接着可对顶层金属层中位于熔丝区域内的部分进行减薄处理，以满足金属熔丝的厚度需求，如此即可利用顶层金属层的部分区域形成金属熔丝，从而可实现工艺简化，并可节省成本。此外，正是由于金属熔丝是利用部分顶层金属层制备形成，即，金属熔丝直接连接在顶层金属层中，而无需再利用导电插塞对金属熔丝进行连接，降低了金属熔丝在电路中的连续复杂性。

技术特征：

1.一种熔丝结构的制备方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的熔丝结构的制备方法，其特征在于，在形成所述钝化层之前，还包括：图形化所述顶层金属层，以将所述顶层金属层中位于所述熔丝区域内的部分图形化形成熔丝图案。

3.如权利要求2所述的熔丝结构的制备方法，其特征在于，图形化所述顶层金属层时，还用于将所述顶层金属层中位于熔丝区域之外的部分图形化形成至少一焊垫。

4.如权利要求1所述的熔丝结构的制备方法，其特征在于，所述熔丝区域内形成有至少一条金属熔丝，所述金属熔丝的宽度小于等于0.6μm。

5.如权利要求4所述的熔丝结构的制备方法，其特征在于，形成所述钝化层的方法包括：

6.如权利要求1所述的熔丝结构的制备方法，其特征在于，所述顶层金属层中在熔丝区域之外的厚度大于等于0.9μm；和/或，所述顶层金属层中在熔丝区域之内的厚度小于等于0.6μm。

7.如权利要求1所述的熔丝结构的制备方法，其特征在于，所述钝化层中覆盖熔丝区域之外的顶层金属层的厚度大于等于1μm；和/或，所述钝化层中覆盖熔丝区域内的金属熔丝的厚度小于等于0.4μm。

8.一种熔丝结构，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的熔丝结构，其特征在于，所述顶层金属层中位于所述熔丝区域之外的部分用于形成至少一个焊垫。

10.如权利要求8所述的熔丝结构，其特征在于，所述熔丝区域内形成有至少一条金属熔丝，所述金属熔丝的宽度小于等于0.6μm。

11.如权利要求8所述的熔丝结构，其特征在于，所述顶层金属层中在熔丝区域之外的厚度大于等于0.9μm；和/或，所述顶层金属层中在熔丝区域之内的厚度小于等于0.6μm。

12.如权利要求8所述的熔丝结构，其特征在于，所述钝化层中覆盖熔丝区域之外的顶层金属层的厚度大于等于1μm；和/或，所述钝化层中覆盖熔丝区域内的金属熔丝的厚度小于等于0.4μm。

13.一种半导体集成电路的制备方法，其特征在于，包括：采用如权利要求1-7任一项所述的方法在一衬底上形成熔丝结构。

14.一种半导体集成电路，其特征在于，包括：如权利要求8-12任一项所述的熔丝结构。

技术总结
本发明提供了一种熔丝结构及其制备方法、半导体集成电路及其制备方法。该制备方法中，可基于顶层金属层的厚度需求形成足够厚度的顶层金属层，接着对顶层金属层中位于熔丝区域内的部分进行减薄处理，以满足金属熔丝的厚度需求，如此即可利用顶层金属层同时制备形成金属熔丝，实现了工艺简化，并可节省成本。此外，由于金属熔丝是利用部分顶层金属层制备形成，使得金属熔丝直接连接在顶层金属层中，而无需再利用导电插塞对金属熔丝进行连接，从而可降低金属熔丝在电路中的连续复杂性。

技术研发人员：钟鹏,赵晓燕,黄艳
受保护的技术使用者：芯联集成电路制造股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27