RU2579166C2 - Method of forming switching jumper - Google Patents

Method of forming switching jumper Download PDF

Info

Publication number
RU2579166C2
RU2579166C2 RU2014130420/28A RU2014130420A RU2579166C2 RU 2579166 C2 RU2579166 C2 RU 2579166C2 RU 2014130420/28 A RU2014130420/28 A RU 2014130420/28A RU 2014130420 A RU2014130420 A RU 2014130420A RU 2579166 C2 RU2579166 C2 RU 2579166C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
jumper
level
layers
metallization
metal coating
Prior art date
Application number
RU2014130420/28A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2014130420A (en
Inventor
Сергей Иванович Бабкин
Святослав Игоревич Волков
Original Assignee
Федеральное государственное учреждение "Федеральный научный центр Научно-исследовательский институт системных исследований Российской академии наук" (ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное учреждение "Федеральный научный центр Научно-исследовательский институт системных исследований Российской академии наук" (ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН) filed Critical Федеральное государственное учреждение "Федеральный научный центр Научно-исследовательский институт системных исследований Российской академии наук" (ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН)
Priority to RU2014130420/28A priority Critical patent/RU2579166C2/en
Publication of RU2014130420A publication Critical patent/RU2014130420A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2579166C2 publication Critical patent/RU2579166C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: in a method of forming a switching jumper between buses of two metal coating levels, which includes processes of forming a via-hole in inter-level insulation to the bus of the first metal coating level, depositing jumper layers and metal coating of the second level into the via-hole and forming a jumper and a bus for the metal coating of the second level, according to the invention, formation of the jumper is carried out simultaneously with formation of an intermediate inter-level connection via consecutive deposition of jumper layers and layers of the intermediate inter-level connection based on tungsten and titanium nitride films into the via-hole with diameter d, in an intermediate insulating layer of thickness h to the bus of the metal coating of the first level with the ratio h/d, which provides uniform deposition of jumper layers, and subsequent chemical-mechanical polishing of the deposited layers, and connection of the jumper with buses of the metal coating of the second level is carried out through the contact pad of the jumper based on titanium and titanium nitride films and additional inter-level connection to the contact pad based on titanium, tungsten and titanium nitride films.
EFFECT: high reliability of the jumper and metal coating overall by preventing diffusion of aluminium atoms into the jumper structure and preserving the technique of forming metal coating buses on a planar surface, reduced feature size of the jumper and high uniformity of layers thereof on the thickness, high resistance of the jumper in an off state and high reproducibility of breakdown voltage of the jumper.
10 dwg

Description

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при изготовлении больших интегральных схем (БИС), в том числе БИС на основе комплементарных транзисторов со структурой металл-окисел-полупроводник (КМОП БИС), программируемых матричных БИС, программируемых логических интегральных схем (ПЛИС), однократно программируемых постоянных запоминающих устройств (ППЗУ).The invention relates to the field of computer technology and can be used in the manufacture of large integrated circuits (LSI), including LSI based on complementary transistors with a metal-oxide-semiconductor structure (CMOS LSI), programmable matrix LSI, programmable logic integrated circuits (FPGA) , one-time programmable read-only memory devices (EEPROM).

Общим для этих устройств является наличие программируемого элемента - коммутирующей перемычки («антипережигаемой» перемычки от англ. antifuse типа Me to Me) - далее перемычка, которая формируется на этапе изготовления металлизации БИС между двумя соседними уровнями многоуровневой металлизации. Перемычка должна характеризоваться большим сопротивлением в выключенном состоянии Rвыкл>109 Ом и малым сопротивлением в включенном состоянии после программирования Rвкл<100 Ом.Common to these devices is the presence of a programmable element - a switching jumper (an “anti-burnable” jumper from the English antifuse type Me to Me) - then a jumper that is formed at the stage of manufacturing LSI metallization between two adjacent levels of multilevel metallization. The jumper must be characterized by a large resistance in the off state R off > 10 9 Ohms and a small resistance in the on state after programming R on <100 Ohms.

Программирование осуществляется за счет подачи импульса напряжения определенной величины, что приводит к пробою тонкопленочной структуры перемычки и протеканию тока большой плотности, который создает низкоомное сопротивление перемычки между выбранными шинами металлизации.Programming is carried out by supplying a voltage pulse of a certain magnitude, which leads to the breakdown of the thin-film structure of the jumper and the flow of high-density current, which creates a low-resistance jumper resistance between the selected metallization buses.

Сопротивление Rвыкл зависит от свойств материалов тонкопленочной структуры, на основе которых формируется перемычка, а также ее площади. Чем больше площадь, тем меньше Rвыкл. Величина Rвкл не зависит от площади и определяется сопротивлением проводящего канала (filament) образованного в результате пробоя.Resistance roff depends on the properties of the materials of the thin-film structure, on the basis of which the jumper is formed, as well as its area. The larger the area, the less Roff. R valueon does not depend on the area and is determined by the resistance of the conductive channel (filament) formed as a result of breakdown.

Необходимыми требованиями к параметрам перемычки являются: воспроизводимость напряжения пробоя перемычки в режиме программирования, совместимость с используемой технологией многоуровневой металлизации, обеспечивающей надежность металлизации в целом.The necessary requirements for the jumper parameters are: reproducibility of the breakdown voltage of the jumper in programming mode, compatibility with the multilevel metallization technology used, which ensures the reliability of metallization in general.

Известны способы создания перемычек, интегрированные в многоуровневую металлизацию, в которых электродами перемычки являются межуровневое соединение (VIA) на основе вольфрама и шина металлизации МЕТ1.Known methods for creating jumpers integrated into multi-level metallization, in which the jumper electrodes are inter-level connection (VIA) based on tungsten and metallization bus MET1.

Так, известен способ формирования элемента металл-перемычка-металл, в котором перемычка формируется непосредственно на первом уровне металлизации МЕТ1, включая процессы осаждения многослойной структуры перемычки и ее плазмохимического травления (ПХТ) через фоторезистивную маску (ФРМ). Затем посредством межуровневых вольфрамовых соединений VIA перемычка соединяется с металлом второго уровня (Патент US 5780323, кл. Н01L 21/82, опубл. 14.07.1998).So, there is a known method of forming a metal-jumper-metal element in which the jumper is formed directly at the first metallization level MET1, including the deposition of the multilayer structure of the jumper and its plasma-chemical etching (PCT) through a photoresist mask (PRM). Then, through the inter-level tungsten compounds VIA, the jumper is connected to the metal of the second level (Patent US 5780323, class Н01L 21/82, publ. 14.07.1998).

Описанная конструкция имеет следующие недостатки:The described construction has the following disadvantages:

Низкая надежность металлизации и самой перемычки, обусловленное необходимостью использования процесса плазмохимического травления структуры перемычки до металла, что может привести к повреждению поверхности шин металлизации, которые формируются на его основе, а также появлению заряда в структуре перемычки в результате воздействия плазмы.The low reliability of metallization and the jumper itself, due to the need to use the plasma-chemical etching of the jumper structure to metal, which can lead to damage to the surface of the metallization tires that are formed on its basis, as well as the appearance of a charge in the jumper structure as a result of plasma exposure.

Сложность получения перемычки малой площади, что связано с трудностью обеспечения необходимой адгезии многослойной структуры перемычки (аморфный кремний, двуокись кремния, нитрид кремния) к планарной поверхности металла.The difficulty of obtaining a small jumper is due to the difficulty in providing the necessary adhesion of the multilayer structure of the jumper (amorphous silicon, silicon dioxide, silicon nitride) to the planar surface of the metal.

Наиболее близким по технической сути и достигаемому результату способ формирования коммутирующей перемычки, в котором перемычка формируется на шине металлизации в переходном отверстии в межуровневой изоляции в результате одновременного осаждения структуры перемычки и структуры металлизации с последующим процессом плазмохимического травления этих структур (Патент US 5753528, кл. Н01L 21/70, опубл. 19.05.1998).The closest in technical essence and the achieved result is a method of forming a switching jumper, in which the jumper is formed on the metallization bus in the vias in the inter-level isolation as a result of simultaneous deposition of the jumper structure and metallization structure with the subsequent plasma-chemical etching of these structures (US Patent 5753528, class H01L 21/70, published on 05/19/1998).

Описанный способ имеет следующие недостатки:The described method has the following disadvantages:

Сложность получения малого размера перемычки при сохранении ее характеристик, что связано с условием обеспечения конформного (однородного) осаждения структуры перемычки в переходном отверстии в межуровневой изоляции (IMD) при толщинах IMD~1 мкм, сложность обеспечения надежности перемычки, связанное с диффузией атомов алюминия из МЕТ2 в структуру перемычки, которая сдерживается барьерным слоем ограниченной толщины, а также зарядом, наведенным в структуре перемычки при использовании процессов плазмохимического травления структуры перемычки и структуры МЕТ2, невозможность обеспечения надежности шин металлизации МЕТ2, связанное с уменьшением толщины металла и наличием механических напряжений в пленке при ее осаждении на ступеньке переходного отверстия высотой ~1 мкм.The difficulty of obtaining a small size of the jumper while maintaining its characteristics, which is associated with the condition of ensuring conformal (uniform) deposition of the structure of the jumper in the vias in the inter-level insulation (IMD) at IMD thicknesses of ~ 1 μm, the difficulty of ensuring the reliability of the jumper associated with diffusion of aluminum atoms from MET2 into the jumper structure, which is restrained by a barrier layer of limited thickness, as well as by the charge induced in the jumper structure when using plasma-chemical etching of the jumper structure ki and structures of MET2, the impossibility of ensuring the reliability of MET2 metallization tires, associated with a decrease in the thickness of the metal and the presence of mechanical stresses in the film during its deposition on the step of the transition hole with a height of ~ 1 μm.

Задачей изобретения является улучшение параметров перемычки и повышение надежности перемычки и шин металлизации.The objective of the invention is to improve the parameters of the jumper and increase the reliability of the jumper and metallization tires.

Технический результат от использования изобретения заключается: в повышении надежности перемычки и металлизации в целом путем предотвращения диффузии атомов алюминия в структуру перемычки и сохранения технологии формирования шин металлизации на планарной поверхности, уменьшения топологического размера перемычки и повышения однородности ее слоев по толщине, увеличения сопротивления перемычки в выключенном состоянии и повышения воспроизводимости напряжения пробоя перемычки.The technical result from the use of the invention is: to increase the reliability of the jumper and metallization in general by preventing diffusion of aluminum atoms into the structure of the jumper and maintaining the technology of forming metallization tires on a planar surface, reducing the topological size of the jumper and increasing the uniformity of its layers in thickness, increasing the resistance of the jumper when it is turned off condition and increase the reproducibility of the breakdown voltage of the jumper.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе формирования коммутирующей перемычки между шинами двух уровней металлизации, включающем процессы формирования переходного отверстия в межуровневой изоляции к шине первого уровня металлизации, осаждения слоев перемычки и металлизации второго уровня в переходное отверстие и формирование перемычки и шины металлизации второго уровня, согласно изобретению формирование перемычки производят одновременно с формированием промежуточного межуровневого соединения посредством последовательного осаждения слоев перемычки и слоев промежуточного межуровневого соединения на основе пленок нитрида титана и вольфрама в переходное отверстие диаметром d, в промежуточном изолирующем слое толщиной h к шине металлизации первого уровня с отношением h/d, обеспечивающим однородное осаждение слоев перемычки, и последующей химико-механической полировкой осажденных слоев, а соединение перемычки с шинами металлизации второго уровня осуществляют за счет контактной площадки перемычки на основе пленок титана и нитрида титана и дополнительного межуровневого соединения к контактной площадке на основе пленок титана, нитрида титана и вольфрама.The specified technical result is achieved by the fact that in the method of forming a switching jumper between the tires of two levels of metallization, including the processes of forming a vias in the inter-level insulation to the bus of the first metallization layer, deposition of layers of the vias and metallization of the second level into the vias and forming a jumper and metallization bus of the second level , according to the invention, the formation of a jumper is carried out simultaneously with the formation of an intermediate inter-level connection by subsequent deposition of the bridge layers and layers of the intermediate inter-level compound based on films of titanium nitride and tungsten into a transition hole with a diameter of d, in an intermediate insulating layer of thickness h to the first level metallization bus with an h / d ratio that ensures uniform deposition of the bridge layers, and the subsequent chemical-mechanical polishing of the deposited layers, and the jumper is connected to the metallization buses of the second level due to the contact pad of the jumper based on titanium and titanium nitride films and Modes interlevel connections to pad based on a titanium film, titanium nitride and tungsten.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг. 1-10 изображены основные этапы заявляемого способа формирования перемычки:The invention is illustrated by drawings, where in FIG. 1-10 depict the main stages of the proposed method of forming a jumper:

На фиг. 1 изображена структура на подложке со слоем SiO2; На фиг. 2 изображена структура после формирования в промежуточной межуровневой изоляции; На фиг. 3 изображена структура после последовательного осаждения слоев перемычки и слоев промежуточного межуровневого соединения; На фиг. 4 изображена структура после химико-механической полировки слоев перемычки и слоев первого промежуточного межуровневого соединения; На фиг. 5 изображена структура после формирования контактной площадки; На фиг. 6 изображена структура после формирования межуровневой изоляции и переходных отверстий; На фиг. 7 изображена структура после заполнения переходных отверстий пленками структурой Ti-TiN-W; На фиг. 8 изображена структура после химико-механической полировки Ti-TiN-W и формирования межуровневых соединений между шинами металлизации и между контактной площадкой, и шиной металлизации; На фиг. 9 изображена структура после формирования шин металлизации. На фиг. 10 представлена гистограмма распределения напряжения программирования перемычки на пластинеIn FIG. 1 shows a structure on a substrate with a layer of SiO 2 ; In FIG. 2 shows the structure after formation in the intermediate inter-level isolation; In FIG. 3 shows the structure after successive deposition of the bridge layers and the layers of the intermediate inter-level connection; In FIG. 4 shows the structure after chemical-mechanical polishing of the bridge layers and the layers of the first intermediate inter-level connection; In FIG. 5 shows the structure after the formation of the contact pad; In FIG. 6 shows the structure after the formation of inter-level insulation and vias; In FIG. 7 shows the structure after filling the vias with films with a Ti-TiN-W structure; In FIG. 8 shows the structure after chemical-mechanical polishing of Ti-TiN-W and the formation of inter-level connections between metallization tires and between the contact pad and the metallization bus; In FIG. 9 shows the structure after the formation of metallization tires. In FIG. Figure 10 shows a histogram of the voltage distribution for programming a jumper on a plate.

Способ формирования коммутирующей перемычки осуществляется следующим образом:The method of forming a switching jumper is as follows:

На планарную поверхность кремниевой подложки 1 с пленкой SiO2 методами физического осаждения (PVD) наносят слои Ti (100-300Å) - АL (4000-6000Å) - Ti (100-300Å) - TiN (600-1000Å). После формирования фоторезистивной маски (ФРМ) в результате плазмохимического травления (ПХТ) слоев металлов и последующего удаления фоторезистивной маски (ФРМ) и химической обработки формируют шины металлизации МЕТ1 2. Затем проводят процесс осаждения пленки SiO2 толщиной 1,0-1,2 мкм с использованием методов осаждения из газовой фазы при субатмосферном давлении (subatmospheric pressure chemical vapor deposition SACVD) и плазмохимического осаждения с использованием реагентов кислорода и тетраэтоксисилана (plasma enhanced chemical vapor deposition tetraethylorthosilicate PETEOS). При последующей химико-механической полировке (chemical mechanical polish сокр. CMP) окисла получают промежуточную межуровневую изоляцию (IMD1-1) 3 толщиной h=0,3-0,4 мкм. Толщина IMD1-1 выбирается таким образом, чтобы при последующем формировании в нем переходного отверстия диаметром d, определяемом технологическим уровнем и соответственно правилами проектирования, достигалась необходимая величина отношения h/d, обеспечивающее однородное осаждение слоев перемычки в этом отверстии. Для разброса напряжения программирования менее 10% необходимо обеспечить неоднородность осаждения слоев структуры перемычки также менее 10%. В нашем случае при использовании процессов плазмохимического осаждения слоев перемычки величина h/d не должна превышать 1,2.The layers of Ti (100-300Å) - AL (4000-6000Å) - Ti (100-300Å) - TiN (600-1000Å) are deposited on the planar surface of a silicon substrate 1 with a SiO 2 film by physical deposition (PVD). After the formation of the photoresist mask (PRM) as a result of plasma chemical etching (PCT) of the metal layers and the subsequent removal of the photoresist mask (PRM) and chemical treatment, metallization buses MET1 2 are formed. Then, the process of deposition of the SiO 2 film with a thickness of 1.0-1.2 μm s is carried out using methods of deposition from the gas phase at subatmospheric pressure (subatmospheric pressure chemical vapor deposition SACVD) and plasma-chemical deposition using reagents of oxygen and tetraethoxysilane (plasma enhanced chemical vapor deposition tetraethylorthosilicate PETEOS). Subsequent chemical-mechanical polishing (chemical mechanical polish abbr. CMP) of the oxide gives an intermediate inter-level isolation (IMD1-1) 3 with a thickness of h = 0.3-0.4 μm. The thickness IMD1-1 is selected in such a way that, upon the subsequent formation of a vias in it with a diameter d determined by the technological level and, accordingly, the design rules, the required ratio h / d is achieved, which ensures uniform deposition of the bridge layers in this aperture. For spreading the programming voltage of less than 10%, it is necessary to ensure the heterogeneity of the deposition of layers of the bridge structure also less than 10%. In our case, when using the processes of plasma-chemical deposition of the bridge layers, the h / d value should not exceed 1.2.

Затем формируют фоторезистивную маску (ФРМ) и с последующим процессом плазмохимического травления (ПХТ) окисла через фоторезистивную маску (ФРМ) плазмохимическим удалением фоторезистивной маски (ФРМ) формируют промежуточное переходное отверстие (VIA1-1) 4 диаметром d=0,36 мкм в промежуточной межуровневой изоляции (IMD1-)1 3.Then a photoresistive mask (PRM) is formed and, followed by plasma-chemical etching (PCT) of the oxide, an intermediate transition hole (VIA1-1) 4 of diameter d = 0.36 μm is formed in the intermediate inter-level through a photoresistive mask (PRM) by plasma-chemical removal of the photoresist mask (PRM). insulation (IMD1-) 1 3.

После химической обработки в переходное отверстие (VIA1-1) 4 последовательно методами плазмохимического осаждения из газовой фазы и физического осаждения осаждают структуру перемычки 5 на основе пленок аморфный кремний - окись кремния - аморфный кремний суммарной толщиной 250-350Å и структуру промежуточного межуровневого соединения на основе пленок нитрид титана 6 толщиной 250-500Å и вольфрама 7 толщиной 4000-5000Å.After chemical treatment, a vias 5 based on films of amorphous silicon – silicon oxide – amorphous silicon with a total thickness of 250–350 Å and a structure of an intermediate inter-level compound based on films are deposited in series through the methods of plasma-chemical vapor deposition and physical deposition into the vias hole (VIA1-1) 4 titanium nitride 6 with a thickness of 250-500Å and tungsten 7 with a thickness of 4000-5000Å.

Методами химико-механической полировки осажденные слои удаляют с поверхности промежуточной межуровневой изоляции (IMD1-1) 3, оставляя их в переходном отверстии (VIA1-1) 4, таким образом формируя промежуточное межуровневое соединение (VIA1-1) 4.By methods of chemical-mechanical polishing, the deposited layers are removed from the surface of the intermediate inter-level insulation (IMD1-1) 3, leaving them in the vias (VIA1-1) 4, thus forming an intermediate inter-level compound (VIA1-1) 4.

Затем на поверхность промежуточной межуровневой изоляции(IMD1-1) 3 методами физического осаждения наносят слои титана-нитрида титана (Ti-TiN) толщиной 100-200Å и 700-1000Å соответственно. На поверхности осажденных слоев формируют фоторезистивную маску (ФРМ), а затем производят травление слоев Ti-TiN через (ФРМ) с последующим ее удалением. В результате получают контактную площадку (PAD) 8, размещенную над промежуточном межуровневом соединением VIA1-1 4.Then, layers of titanium titanium nitride (Ti-TiN) 100–200 Å and 700–1000 Å thick are applied onto the surface of the intermediate inter-level insulation (IMD1-1) 3 by physical deposition methods. A photoresistive mask (PRF) is formed on the surface of the deposited layers, and then Ti-TiN layers are etched through (PRF) with its subsequent removal. The result is a contact pad (PAD) 8 located above the intermediate inter-level connection VIA1-1 4.

На поверхность промежуточной межуровневой изоляции (IMD1-1) 3 и контактной площадки (PAD) 8 методами осаждения из газовой фазы при субатмосферном давлении (SACVD) и плазмохимического осаждения с использованием реагентов кислорода и тетраэтоксисилана (PETEOS) проводят процессы осаждения пленки SiO2 толщиной 1,0-1,2 мкм и процесс химико-механической полировки (СМР) окисла для получения межуровневой изоляции IMD 3 между над шинами металлизации МЕТ1 2 толщиной 1,0 мкм. Создают дополнительные переходные отверстия VIA1-2 10 над контактной площадкой PAD 8 и переходные отверстия VIA0 9 над шинами металлизации МЕТ1 2 диаметром d=0,5 мкм посредством формирования фоторезистивной маски (ФРМ) с последующим плазмохимическим травлением (ПХТ) окисла межуровневой изоляции (IMD) через фоторезистивную маску (ФРМ) и удалением фоторезистивной маски (ФРМ). Контактная площадка (PAD) 8 играет роль «стоп слоя» при плазмохимическом травлении (ПХТ) дополнительного переходного отверстия VIA1-2 10.On the surface of the intermediate inter-level insulation (IMD1-1) 3 and the contact pad (PAD) 8, the methods of deposition from the gas phase at subatmospheric pressure (SACVD) and plasma-chemical deposition using reagents of oxygen and tetraethoxysilane (PETEOS) carry out the processes of deposition of a SiO 2 film with a thickness of 1, 0-1.2 μm and the process of chemical-mechanical polishing (СМР) of the oxide to obtain inter-level insulation IMD 3 between the metallization buses MET1 2 with a thickness of 1.0 μm. Create additional vias VIA1-2 10 above the pad PAD 8 and vias VIA0 9 over metallization buses MET1 2 with a diameter of d = 0.5 μm by forming a photoresist mask (PRM) followed by plasma chemical etching (PCT) of interlevel isolation oxide (IMD) through a photoresist mask (FRM) and by removing the photoresist mask (FRM). The contact pad (PAD) 8 plays the role of a “stop layer” during plasma-chemical etching (PCT) of the additional vias VIA1-2 10.

После химической обработки и ионной очистки в переходные отверстия VIA1-2 и VIA0 последовательно осаждают слои Ti, TiN, W 11 толщиной 200Å, 700 Å, 5000Å соответственно.After chemical treatment and ion cleaning, layers of Ti, TiN, W 11 with a thickness of 200 Å, 700 Å, and 5000 Å are sequentially deposited into vias VIA1-2 and VIA0, respectively.

Методами химико-механической полировки осажденные слои удаляются с поверхности межуровневой изоляции (IMD) 3 и остаются в переходных отверстиях VIA1-2 10 и VIА0 9.By methods of chemical-mechanical polishing, the deposited layers are removed from the surface of inter-level insulation (IMD) 3 and remain in vias VIA1-2 10 and VIА0 9.

На планарную поверхность IMD 3 методами физического осаждения наносят слои Ti-AL-Ti-TiN толщиной 200-5000-200-800Å соответственно. Методами фотолитографии формируют фоторезистивную маску (ФРМ), а затем проводят процесс плазмохимического травления (ПХТ) слоев Ti-AL-Ti-TiN с последующим удалением ФРМ. В результате получают шины металлизации МЕТ2 12.Layers of Ti-AL-Ti-TiN with a thickness of 200-5000-200-800Å, respectively, are applied to the planar surface of IMD 3 by physical deposition methods. A photoresistive mask (PRM) is formed by photolithography methods, and then a plasma-chemical etching (PCT) process of Ti-AL-Ti-TiN layers is carried out, followed by removal of the PRM. The result is metallization tires MET2 12.

В выключенном состоянии перемычки сопротивление Rвыкл~109 Ом определяют сопротивлением структуры перемычки, непосредственно примыкающей к шине металлизации МЕТ1. Слои TiN-W суммарной толщиной ~1 мкм являются надежным барьером для предотвращения диффузии атомов алюминия из шины металлизации МЕТ2 12.In the off state of the jumper, the resistance R off ~ 10 9 Ohms is determined by the resistance of the structure of the jumper directly adjacent to the metallization bus MET1. TiN-W layers with a total thickness of ~ 1 μm are a reliable barrier to prevent diffusion of aluminum atoms from the metallization bus MET2 12.

При подаче напряжения программирования в диапазоне 5,65-6,25 В между шинами металлизации МЕТ2 12 и МЕТ1 2 происходит пробой структуры перемычки 5 и протекание тока через межуровневое соединение VIA1-2 10, контактную площадку PAD 8 и межуровневое соединение VIA1-1 4 величиной 10 мА, который переводит перемычку в включенное состояние с сопротивлением Rвкл~40 Oм. На гистограмме распределения напряжения программирования перемычки на пластине ⌀150 мм. показано, что разброс напряжения программирования не превышает 0,6 В, что составляет менее 10% от среднестатистического значения.When the programming voltage is applied in the range of 5.65-6.25 V between the metallization buses MET2 12 and MET1 2, a breakdown of the jumper structure 5 occurs and current flows through the inter-level connection VIA1-2 10, the contact pad PAD 8 and the inter-level connection VIA1-1 4 with the value 10 mA, which transfers the jumper to the on state with a resistance of R on ~ 40 Ohm. On the histogram of the voltage distribution of programming the jumpers on the ⌀150 mm plate. It is shown that the spread of the programming voltage does not exceed 0.6 V, which is less than 10% of the average value.

Таким образом, при использовании описанного выше способа могут быть улучшены следующие показатели перемычки:Thus, when using the method described above, the following jumper performance can be improved:

- уменьшается топологический размер перемычки;- the topological size of the bridge is reduced;

- уменьшается разброс по пластине напряжения программирования перемычки;- the spread across the plate of the jumper programming voltage decreases;

- увеличивается сопротивление перемычки в выключенном состоянии;- increases the resistance of the jumper in the off state;

- повышается надежность перемычки;- increases the reliability of the jumper;

- повышается надежность шин металлизации.- increases the reliability of metallization tires.

Claims (1)

Способ формирования коммутирующей перемычки между шинами двух уровней металлизации, включающий процессы формирования переходного отверстия в межуровневой изоляции к шине первого уровня металлизации, осаждения слоев перемычки и металлизации второго уровня в переходное отверстие и формирование перемычки и шины металлизации второго уровня, отличающийся тем, что формирование перемычки производят одновременно с формированием промежуточного межуровневого соединения посредством последовательного осаждения слоев перемычки и слоев промежуточного межуровневого соединения на основе пленок нитрида титана и вольфрама в переходное отверстие диаметром d, в промежуточном изолирующем слое толщиной h к шине металлизации первого уровня с отношением h/d, обеспечивающим однородное осаждение слоев перемычки, и последующей химико-механической полировкой осажденных слоев, а соединение перемычки с шинами металлизации второго уровня осуществляют за счет контактной площадки перемычки на основе пленок титана и нитрида титана и дополнительного межуровневого соединения к контактной площадке на основе пленок титана, нитрида титана и вольфрама. The method of forming a switching jumper between the tires of two metallization levels, including the processes of forming a vias in the inter-level insulation to the bus of the first metallization level, deposition of the layers of the vias and metallization of the second level into the vias and forming a jumper and metallization bus of the second level, characterized in that the formation of the jumper produce simultaneously with the formation of an intermediate inter-level connection by sequential deposition of the bridge layers and the layers of daily interlayer connection based on films of titanium and tungsten nitride into a transition hole with a diameter of d, in an intermediate insulating layer of thickness h to the first level metallization bus with an h / d ratio that provides uniform deposition of the bridge layers and subsequent chemical-mechanical polishing of the deposited layers, and the connection jumpers with metallization buses of the second level are carried out due to the contact area of the bridge on the basis of films of titanium and titanium nitride and an additional inter-level connection to the contact point a platform based on films of titanium, titanium nitride and tungsten.
RU2014130420/28A 2014-07-24 2014-07-24 Method of forming switching jumper RU2579166C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014130420/28A RU2579166C2 (en) 2014-07-24 2014-07-24 Method of forming switching jumper

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014130420/28A RU2579166C2 (en) 2014-07-24 2014-07-24 Method of forming switching jumper

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2014130420A RU2014130420A (en) 2016-02-10
RU2579166C2 true RU2579166C2 (en) 2016-04-10

Family

ID=55313213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014130420/28A RU2579166C2 (en) 2014-07-24 2014-07-24 Method of forming switching jumper

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2579166C2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5248632A (en) * 1992-09-29 1993-09-28 Texas Instruments Incorporated Method of forming an antifuse
US5753528A (en) * 1992-02-26 1998-05-19 Actel Corporation Method of fabricating metal-to-metal antifuse with improved diffusion barrier layer
US5780323A (en) * 1990-04-12 1998-07-14 Actel Corporation Fabrication method for metal-to-metal antifuses incorporating a tungsten via plug
US6767768B2 (en) * 2002-07-19 2004-07-27 United Microelectronics, Corp. Method for forming antifuse via structure
RU2439866C2 (en) * 2009-12-29 2012-01-10 Закрытое акционерное общество "Конструкторское бюро Технотроник" Interfacial connection for integrated circuits and method of its manufacturing
US8367484B2 (en) * 2009-10-07 2013-02-05 International Business Machines Corporation Antifuse structure for in line circuit modification

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5780323A (en) * 1990-04-12 1998-07-14 Actel Corporation Fabrication method for metal-to-metal antifuses incorporating a tungsten via plug
US5753528A (en) * 1992-02-26 1998-05-19 Actel Corporation Method of fabricating metal-to-metal antifuse with improved diffusion barrier layer
US5248632A (en) * 1992-09-29 1993-09-28 Texas Instruments Incorporated Method of forming an antifuse
US6767768B2 (en) * 2002-07-19 2004-07-27 United Microelectronics, Corp. Method for forming antifuse via structure
US8367484B2 (en) * 2009-10-07 2013-02-05 International Business Machines Corporation Antifuse structure for in line circuit modification
RU2439866C2 (en) * 2009-12-29 2012-01-10 Закрытое акционерное общество "Конструкторское бюро Технотроник" Interfacial connection for integrated circuits and method of its manufacturing

Also Published As

Publication number Publication date
RU2014130420A (en) 2016-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10256186B2 (en) Interconnect structure having subtractive etch feature and damascene feature
US7723226B2 (en) Interconnects containing bilayer porous low-k dielectrics using different porogen to structure former ratio
JP6029802B2 (en) Method for manufacturing interconnect structure for integrated circuit
US6479380B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US6943111B2 (en) Barrier free copper interconnect by multi-layer copper seed
US20080157380A1 (en) Method for forming metal interconnection of semiconductor device
JP4364258B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device
JP2003520448A (en) Dielectric formation to seal holes in etched low dielectric constant materials
US9059259B2 (en) Hard mask for back-end-of-line (BEOL) interconnect structure
US7439151B2 (en) Method and structure for integrating MIM capacitors within dual damascene processing techniques
JP2005136301A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
WO2007091574A1 (en) Multilayer wiring structure, and method for fabricating multilayer wiring
US20060216925A1 (en) Semiconductor integrated circuit device and a method of manufacturing the same
US6680542B1 (en) Damascene structure having a metal-oxide-metal capacitor associated therewith
JP2007294625A (en) Manufacturing method of semiconductor device
RU2579166C2 (en) Method of forming switching jumper
US6894364B2 (en) Capacitor in an interconnect system and method of manufacturing thereof
US6200890B1 (en) Method of fabricating copper damascene
JP2010165760A (en) Semiconductor device and method for manufacturing the semiconductor device
JP4447433B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
US6841471B2 (en) Fabrication method of semiconductor device
KR100476707B1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
US20230170293A1 (en) Beol top via wirings with dual damascene via and super via redundancy
KR100408182B1 (en) Copper barrier layer for copper layer
JP4648284B2 (en) Manufacturing method of semiconductor integrated circuit device