[發(fā)明專利]半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及其形成方法、激光熔絲的熔斷方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010174314.9
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN113394193B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳桐;徐亞超
• 申請（專利權(quán)）人: 長鑫存儲技術(shù)有限公司
• 主分類號: H01L23/525
• 分類號: H01L23/525;H01L23/528;H01L23/544;H01L21/768;H01L27/108
• 代理公司: 上海盈盛知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31294
• 代理人: 孫佳胤;董琳

1.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

半導(dǎo)體襯底；

位于所述半導(dǎo)體襯底上方的層間介質(zhì)層以及位于所述層間介質(zhì)層內(nèi)的至少兩層金屬互連層；

激光熔絲，位于底層金屬互連層上方的任一金屬互連層內(nèi)；

金屬島，位于所述激光熔絲下層的各金屬互連層內(nèi)，不同金屬互連層內(nèi)的金屬島之間通過導(dǎo)電接觸孔連接，形成兩條導(dǎo)電通路，所述激光熔絲通過導(dǎo)電接觸孔串聯(lián)所述兩條導(dǎo)電通路，自半導(dǎo)體襯底向上至所述激光熔絲方向上，每一導(dǎo)電通路內(nèi)，所述導(dǎo)電接觸孔及所述金屬島沿平行于所述半導(dǎo)體襯底表面方向上的橫截面的關(guān)鍵尺寸逐層增大；

對準(zhǔn)標(biāo)記，與所述激光熔絲位于同一金屬互連層內(nèi)，作為對所述激光熔絲進行熔斷時的激光對準(zhǔn)的標(biāo)記。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，任一層導(dǎo)電接觸孔/金屬島在半導(dǎo)體襯底上的投影位于上層的導(dǎo)電接觸孔/金屬島在半導(dǎo)體襯底上的投影內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述層間介質(zhì)層內(nèi)具有與所述金屬島的頂部表面齊平的第一阻擋層。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述層間介質(zhì)層內(nèi)還具有位于所述第一阻擋層表面環(huán)繞導(dǎo)電接觸孔底部的第二阻擋層。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述激光熔絲和所述對準(zhǔn)標(biāo)記表面覆蓋有保護層。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括：覆蓋所述層間介質(zhì)層的頂部介質(zhì)層，所述頂部介質(zhì)層內(nèi)形成有位于所述激光熔絲與所述對準(zhǔn)標(biāo)記上方的熔斷窗口，所述熔斷窗口底部與所述激光熔絲、所述對準(zhǔn)標(biāo)記表面之間具有部分厚度的介質(zhì)材料，作為所述激光熔絲和所述對準(zhǔn)標(biāo)記表面的所述保護層。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述保護層包括氧化硅層、氮化硅層或氮氧化硅層中的至少一層。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述保護層的厚度為20nm~200nm。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述激光熔絲與單個金屬島之間通過一個或兩個以上的導(dǎo)電接觸孔連接。

10.一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，包括：

提供半導(dǎo)體襯底；

在所述半導(dǎo)體襯底上方形成層間介質(zhì)層以及位于所述層間介質(zhì)層內(nèi)的至少兩層金屬互連層，包括：

在底層金屬互連層上方的任一金屬互連層內(nèi)形成激光熔絲，以及位于所述激光熔絲下層的各金屬互連層內(nèi)的金屬島，不同金屬互連層內(nèi)的金屬島之間通過導(dǎo)電接觸孔連接，形成兩條導(dǎo)電通路，所述激光熔絲通過導(dǎo)電接觸孔串聯(lián)所述兩條導(dǎo)電通路，自半導(dǎo)體襯底向上至所述激光熔絲方向上，每一導(dǎo)電通路內(nèi)，所述導(dǎo)電接觸孔及所述金屬島沿平行于所述半導(dǎo)體襯底表面方向上的橫截面的關(guān)鍵尺寸逐層增大；

還包括形成與所述激光熔絲位于同一金屬互連層內(nèi)的對準(zhǔn)標(biāo)記，所述對準(zhǔn)標(biāo)記作為對所述激光熔絲進行熔斷時的激光對準(zhǔn)的標(biāo)記。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，任一層導(dǎo)電接觸孔/金屬島在半導(dǎo)體襯底上的投影位于上層的導(dǎo)電接觸孔/金屬島在半導(dǎo)體襯底上的投影內(nèi)。

12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的形成方法，其特征在于，所述層間介質(zhì)層內(nèi)具有與所述金屬島的頂部表面齊平的第一阻擋層，作為形成位于上層的導(dǎo)電接觸孔的通孔的刻蝕停止層；所述層間介質(zhì)層內(nèi)還具有位于所述第一阻擋層表面環(huán)繞導(dǎo)電接觸孔底部設(shè)置的第二阻擋層。