[發明專利]芯片及其制造方法

在審

• 申請號: 201410260829.5
• 申請日: 2014-06-12
• 公開（公告）號: CN104022103A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 任萍萍;張瓊;曹薦;周潔
• 申請（專利權）人: 上海先進半導體制造股份有限公司
• 主分類號: H01L23/544
• 分類號: H01L23/544;H01L23/62
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及半導體領域，尤其涉及一種芯片及其制造方法。

背景技術

保險絲是一種保護電路的常用器件。當電路發生故障或異常時，伴隨著電流不斷升高，升高的電流可能損壞電路中的某些重要器件或貴重器件，也可能燒毀電路甚至造成火災。若電路中正確地安置了保險絲，那么保險絲就會在電流異常升高到一定的高度和熱度的時候，自身熔斷切斷電流，從而起到保護電路安全運行的作用。

在芯片中通常設置有過流保護系統，其實現方法是將芯片中的特定金屬層的一部分作為保險絲連接到一過流保護電路，當所述金屬層的電流超過一設定值時熔斷，使得整個芯片或其一部分停止工作，以起到保護芯片的作用。考慮到制造的方便，通常保險絲設置于頂層金屬中。然而，在實際制造中發現，現有的過流保護系統的效果不理想。經常出現的情況是，電流大到一定程度時保險絲仍不熔斷，導致芯片燒毀甚至造成火災。

發明內容

針對上述現有技術，本發明所解決的技術問題是提供一種芯片，具有過流保護系統，所述過流保護系統具有較小的熔斷電流，能夠對芯片起到有效保護的作用。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種芯片，包括基底、形成于所述基底上的多個金屬層以及過流保護系統，所述過流保護系統包括過流保護電路和連接于所述過流保護電路的檢測線，所述檢測線設置于所述多個金屬層中最薄的金屬層。

可選的，所述檢測線為熔斷體。

可選的，所述多個金屬層包括一底部金屬層，所述最薄的金屬層為所述底部金屬層。

本發明還提供了一種芯片的制造方法，包括：

提供一基底；

在所述基底上形成多個金屬層以及過流保護系統，所述過流保護系統包括過流保護電路和連接于所述過流保護電路的檢測線，所述檢測線設置于所述多個金屬層中最薄的金屬層；

刻蝕所述多個金屬層形成通孔，所述通孔露出所述檢測線的表面。

可選的，所述多個金屬層包括一底部金屬層，所述最薄的金屬層為所述底部金屬層。

可選的，在所述基底上形成所述多個金屬層和過流保護系統的步驟包括：

在所述基底上形成所述底部金屬層，所述過流保護系統位于所述底部金屬層中；

在所述基底和所述底部金屬層上形成金屬間介質層；

在所述金屬間介質層上形成上層金屬層。

可選的，在所述金屬間介質層上形成上層金屬層的步驟之后，還包括在所述上層金屬層和所述金屬間介質層上形成鈍化層的步驟。

可選的，所述多個金屬層的材料均為鋁。

可選的，所述基底為半導體襯底。

本發明提供的芯片包含基底、形成于所述基底上的多個金屬層以及過流保護系統，所述過流保護系統包括過流保護電路和連接于所述過流保護電路的檢測線，并將檢測線設置于多個金屬層中最薄的金屬層中，如此一來降低了檢測線的熔斷電流，能對芯片起到更好的保護作用。本發明提供的芯片的制造方法中，考慮到金屬的熔斷是靠金屬中電流產生熱量來熔斷，在熔斷時會引起金屬周圍物質的損壞，因此在最薄金屬層的檢測線上方開設通孔以露出檢測線的表面，如此防止了熔斷時可能造成的芯片損傷。

附圖說明

圖1為本發明一實施例所述芯片制造方法的流程圖。

圖2-圖6為本發明一實施例所述芯片制造方法各個步驟中器件的剖面示意圖。

具體實施方式

在背景技術中已經提及，目前通常以頂層金屬作為保險絲，但是效果不夠理想。經發明人研究發現，這是因為頂層金屬一般較厚，需要非常大的電流才能使其熔斷，導致電流較大時保險絲仍不熔斷。而頂層金屬之所以較厚，是因為在IC制造工藝中，為了保證產品可靠性，需要提高金屬的臺階覆蓋性，以避免由于金屬層或介質層的沉積不良導致金屬層連接出現問題。由于要考慮上下層電路的互連，非底層金屬(除底層金屬之外的其余金屬層)更應提高臺階覆蓋率，而提高臺階覆蓋率較為常用的方式就是增加金屬層的厚度。基于此，底層金屬由于下方沒有其他金屬層，因此其厚度通常比上層金屬薄。

根據保險絲的原理，細的保險絲需要的熔斷電流較小。而本發明的檢測線的原理同保險絲，薄的金屬層需要的熔斷電流也更小。因此本申請通過將過流保護電路連接至底部金屬層，來減小熔斷電流，達到更好地保護芯片的作用。

本發明提供的芯片包含基底、形成于所述基底上的多個金屬層以及過流保護系統，所述過流保護系統包含過流保護電路和連接于所述過流保護電路的檢測線。為實現減小熔斷電流的目的，所述檢測線設置于所述芯片中最薄的金屬層。如上所述，最薄的金屬層為芯片的底部金屬層。