[发明专利]半导体结构

说明书

本公开提供一种半导体结构。其包括一第一薄层、第二薄层及第三薄层，第一薄层包含第一介电层以及多个第一金属特征，其中第一金属特征包括第一区域中的第一组第一金属特征以及第二区域中的第二组第一金属特征，第一组第一金属特征具有第一图案密度，而第二组第一金属特征具有大于第一图案密度的第二图案密度。上述半导体结构还包括一第二薄层，被设置于第一薄层上，第二薄层包括接触第一组第一金属特征的多个第一通孔。上述半导体结构还包括一第三薄层，被设置于第二薄层上，第三薄层包括一熔丝元件，其中上述熔丝元件具有在第一区域中的第一厚度，第一厚度小于上述熔丝元件在第二区域中的第二厚度。

技术领域

本公开涉及熔丝结构及形成该熔丝结构的方法，尤其涉及半导体装置中的电子熔丝(electrical fuse)及形成该电子熔丝的方法。

背景技术

在半导体工业中，熔丝元件是出于各种目的而被广泛用于集成电路中的特征，例如用于存储器修复、模拟电阻修整(trimming)以及芯片识别。举例来说，通过以相同芯片上的冗余单元替换芯片上的缺陷存储器单元，存储器的制造良率可以得到显着的提升。通过激光束断开的熔丝被称为激光熔丝，而通过通过电流或熔断(blowing)而断开的熔丝则被称为电子熔丝(electrical fuse或e-fuse)。通过在具有多种潜在用途的集成电路中选择性地熔断熔丝，可经济地制造通用集成电路设计，并使其适用于各种特别用途。

电子熔丝可被导入集成电路的设计中，其中熔丝被选择性地熔断，例如通过足够大的电流以引起熔丝链的电子迁移或熔化，进而产生电阻更大的路径或开路断路(opencircuit)。在某些应用中，熔丝元件的截面积(即：熔丝元件的宽度)可被调整，以改变穿过熔丝元件的电流密度，进而改变熔断熔丝所需的电流。由于熔丝元件形成在装置的金属化层中，因此现行的电子熔丝设计缺乏对熔丝元件的厚度的调节。因此，需要用于电子熔丝结构的底层(underlayer)布局设计，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本公开的目的在于提供一种半导体结构，以解决上述至少一个问题。

本公开实施例提供一种半导体结构，包括一第一薄层，包括第一介电层以及多个第一金属特征，其中第一金属特征包括第一区域中的第一组第一金属特征，以及包括第二区域中的第二组第一金属特征，其中第一组第一金属特征具有第一图案密度，而第二组第一金属特征具有第二图案密度，第二图案密度大于第一图案密度。上述半导体结构还包括一第二薄层，被设置于上述第一薄层上，上述第二薄层包括接触第一组第一金属特征的多个第一通孔。上述半导体结构还包括一第三薄层，被设置于上述第二薄层上，上述第三薄层包括一熔丝元件，其中上述熔丝元件具有在第一区域中的第一厚度，第一厚度小于上述熔丝元件在第二区域中的第二厚度。

本公开实施例提供一种半导体结构的形成方法。上述形成方法包括提供一半导体基板；在上述半导体基板上形成第一薄层，包括：形成第一介电层；在第一区域中沉积具有第一图案密度的多个第一金属特征；在第二区域中沉积具有第二图案密度的多个虚拟图案金属特征，其中第二图案密度大于第一图案密度；以及对第一薄层执行化学机械研磨工艺，以掘入上一薄层在第二区域中的顶部表面，使得第一薄层在第一区域中的第一高度，大于第一薄层在第二区域中的第二高度；以及在第一薄层上形成一熔丝元件，上述熔丝元件包括在第一区域中的第一厚度，第一厚度小于在第二区域中的第二厚度。

本公开实施例提供一种半导体结构，包括一半导体基板；一熔丝区域，形成于上述半导体基板上，上述熔丝区域包括具有第一图案密度的多个虚拟图案金属特征；一接触区域，相邻于上述熔丝区域形成于上述半导体基板上，上述接触区域包括具有第二图案密度的多个金属特征，其中第二图案密度小于第一图案密度；以及一熔丝元件，形成于上述熔丝区域及上述接触区域中，其中上述熔丝元件在上述熔丝区域中的第一厚度，大于上述熔丝元件在上述接触区域中的第二厚度。

附图说明

为了更加全面地理解本公开实施例及其优点，现在参照结合附图的后续实施方式。

图1A是根据本公开实施例所示，电子熔丝结构的俯视图。