[發明專利]用于連接電路元件的多維垂直開關連接

有效

• 申請號: 202080036071.0
• 申請日: 2020-03-31
• 公開（公告）號: CN113826192B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 馬克·加德納;H·吉姆·富爾福德;安東·德維利耶
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: H01L21/8234
• 分類號: H01L21/8234;H01L21/283;H01L21/768
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李德山;馬驍

1.一種半導體器件，包括：

第一層級，該第一層級具有多個晶體管器件；以及

定位在該第一層級上的第一布線層級，該第一布線層級包括平行于該第一層級延伸的多條導電線、垂直于該第一層級延伸的多個導電垂直互連、以及垂直于該第一層級延伸并且包括具有可變電阻率的可編程材料的一個或多個可編程垂直互連，具有可變電阻率是在于該一個或多個可編程垂直互連在導電與非導電之間改變，其中：

該多個導電垂直互連包括第一導電垂直互連并且該一個或多個可編程垂直互連包括第一可編程垂直互連，

該第一導電垂直互連與該多條導電線中的第一導電線接觸，并且

該第一可編程垂直互連與該第一導電垂直互連間隔開而與該多條導電線中的第二導電線接觸。

2.如權利要求1所述的半導體器件，其中，該多個導電垂直互連中的每一個導電垂直互連連接到該第一布線層級中的相應導電線，并且該一個或多個可編程垂直互連中的每一個可編程垂直互連連接到該第一布線層級中的相應導電線。

3.如權利要求1所述的半導體器件，其中，該一個或多個可編程垂直互連中的每一個可編程垂直互連進一步連接到第二布線層級中的導電線、晶體管、電容器、電阻器或電感器中的至少一個。

4.如權利要求1所述的半導體器件，其中，該可編程材料是相變材料，該相變材料根據輸送到該一個或多個可編程垂直互連的電流模式在導電與非導電之間改變。

5.如權利要求4所述的半導體器件，其中，該電流模式包括使該相變材料變為非晶態的第一電流模式、以及使該相變材料變為結晶態的第二電流模式。

6.如權利要求1所述的半導體器件，其中，該可編程材料定位在該一個或多個可編程垂直互連中的每一個可編程垂直互連的底部部分，并且導電材料定位在該可編程材料上以填充該一個或多個可編程垂直互連中的每一個可編程垂直互連。

7.如權利要求1所述的半導體器件，其中，該可編程材料填滿該一個或多個可編程垂直互連中的每一個可編程垂直互連。

8.如權利要求1所述的半導體器件，其中，導電材料定位在該一個或多個可編程垂直互連中的每一個可編程垂直互連的底部部分，并且該可編程材料定位在該導電材料上以填充該一個或多個可編程垂直互連中的每一個可編程垂直互連。

9.如權利要求1所述的半導體器件，其中，該一個或多個可編程垂直互連進一步包括第二可編程垂直互連，該第一可編程垂直互連是基于響應于第三電流模式改變電阻率的第一材料形成的，并且該第二可編程垂直互連是基于響應于第四電流模式改變電阻率的第二材料形成的。

10.如權利要求1所述的半導體器件，其中，該一個或多個可編程垂直互連中的每一個可編程垂直互連定位在相應的位置以切換對應集成電路的預定功能。

11.一種用于形成半導體器件的方法，包括：

形成多條導電線作為該半導體器件的第一布線層級的一部分，該第一布線層定位在具有多個晶體管器件的第一層級上，該多條導電線平行于該第一層級延伸；

形成可編程垂直橋，該可編程垂直橋定位在該多條導電線下方并且垂直于該第一層級延伸，該可編程垂直橋物理地連接該第一布線層中的多條導電線中的第一導電線，基于第一材料形成該可編程垂直橋，該第一材料根據輸送到該可編程垂直橋的電流模式在導電狀態與非導電狀態之間變相；以及

形成第一導電垂直橋，該第一導電垂直橋定位在該多條導電線下方并且垂直于該第一層級延伸，該第一導電垂直橋與該可編程垂直橋間隔開并且物理地連接該多條導電線中的第二導電線。