半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及切斷其中存儲單元區(qū)塊連接的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及切斷其中存儲單元區(qū)塊連接的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體工藝的微小化以及復(fù)雜度的提高，半導(dǎo)體器件也變得更容易受各種缺陷或雜質(zhì)所影響，而單一金屬連線、二極管或晶體管等的失效往往即構(gòu)成整個芯片的缺陷。因此為了解決這個問題，現(xiàn)有技術(shù)便會在集成電路中形成一些可熔斷的連接線(fusiblelinks)，也就是熔絲(fuse)，以確保集成電路的可利用性。例如在集成電路中設(shè)計多個具有相同功能的電路模塊作為備份，當(dāng)發(fā)現(xiàn)其中的一個電路模塊有缺陷時，通過熔絲元件將其燒斷，而使用具有相同功能的另一個電路模塊取代，因此熔絲元件具有修復(fù)或取代有缺陷的電路的功能。
[0003]熔絲元件還具有多種用途，例如，設(shè)計一款通用的集成電路，根據(jù)不同用戶的需求，將不需要的電路模塊通過熔絲元件燒斷，這樣一款集成電路設(shè)計就可以以經(jīng)濟的方式制造并適用于不同客戶。如通過熔斷熔絲從500G的硬盤中劃分出160G的區(qū)域，而使另外340G處于休眠狀態(tài)。此外，熔絲還能夠提供程序化的功能，即先將電路、器件陣列以及程序化電路在芯片上加工好，再由外部進行數(shù)據(jù)輸入，通過程序化電路熔斷熔絲以完成電路的設(shè)計；例如，在可編程只讀存儲器(Programmable ReadOnly Memory, PROM)中，通過熔斷熔絲產(chǎn)生斷路，即為狀態(tài)“1”，而未斷開的熔絲保持連接狀態(tài)，即為狀態(tài)“O”。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，連接不同存儲單元區(qū)塊的連接結(jié)構(gòu)通常采用多晶硅制成，通過施加高壓脈沖使得多晶硅產(chǎn)生高熱并熔斷，從而斷開不同存儲單元區(qū)塊之間的連接。但是這種結(jié)構(gòu)并不可靠，熔斷的多晶硅可能會掉落，從而使得存儲單元區(qū)塊重新連接起來。
[0005]因此，提供一種新的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)以使存儲單元區(qū)塊之間能夠在一定條件下徹底切斷從而提高器件可靠性實屬必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及切斷其中存儲單元區(qū)塊連接的方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中熔斷結(jié)構(gòu)斷開不徹底，可靠性不高的問題。
[0007]為實現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，至少包括:半導(dǎo)體襯底及自左向右依次形成于所述半導(dǎo)體襯底上并通過隔離結(jié)構(gòu)相互隔離的第一存儲單元區(qū)塊、第一晶體管、第二晶體管及第二存儲單元區(qū)塊；所述第一存儲單元區(qū)塊與所述第一晶體管連接；所述第二存儲單元區(qū)塊與所述第二晶體管連接；所述第一晶體管與所述第二晶體管通過一金屬橋結(jié)構(gòu)連接；所述金屬橋結(jié)構(gòu)兩端上方連接有兩個焊墊。
[0008]可選地，所述第一晶體管的第一端與所述第一存儲單元區(qū)塊連接；所述第一晶體管的第二端與所述第二晶體管的第一端連接；所述第二晶體管的第二端與所述第二存儲單元區(qū)塊連接；所述第一晶體管的第一端及第二端分別為源極與漏極，或分別為漏極與源極；所述第二晶體管的第一端及第二端分別為源極與漏極，或分別為漏極與源極。
[0009]可選地，所述金屬橋結(jié)構(gòu)包括分別與所述第一晶體管及第二晶體管連接的兩個導(dǎo)電柱，及連接兩個導(dǎo)電柱的金屬線。
[0010]可選地，所述金屬線的長度范圍是200?800微米。
[0011]可選地，所述金屬線的材料為鋁。
[0012]可選地，所述金屬線在水平面上的投影為兩端大中間小的啞鈴型。
[0013]可選地，所述第一存儲單元區(qū)塊包括若干晶體管，其中一個晶體管一端與所述第一晶體管一端通過第一橋結(jié)構(gòu)連接；所述第二存儲單元區(qū)塊包括若干晶體管，其中一個晶體管一端與所述第二晶體管一端通過第二橋結(jié)構(gòu)連接。
[0014]可選地，所述第一橋結(jié)構(gòu)包括兩個導(dǎo)電柱及連接兩個導(dǎo)電柱的第一導(dǎo)電塊，所述第二橋結(jié)構(gòu)包括兩個導(dǎo)電柱及連接兩個導(dǎo)電柱的第二導(dǎo)電塊；所述第一導(dǎo)電塊為金屬或多晶硅，所述第二導(dǎo)電塊為金屬或多晶硅。
[0015]可選地，所述焊墊通過至少一層金屬互連層與所述金屬橋結(jié)構(gòu)連接。
[0016]本發(fā)明還提供一種切斷半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中存儲單元區(qū)塊連接的方法，至少包括以下步驟:在兩個焊墊之間通入預(yù)設(shè)電流并維持預(yù)設(shè)時間以使所述金屬橋結(jié)構(gòu)發(fā)生電遷移并推動金屬原子向所述金屬橋結(jié)構(gòu)一端聚集從而使所述金屬橋結(jié)構(gòu)另一端形成空洞以致所述金屬橋結(jié)構(gòu)斷開。
[0017]可選地,通入預(yù)設(shè)電流使流經(jīng)所述金屬橋結(jié)構(gòu)的電流密度是I?5mA/cm2。
[0018]可選地，所述預(yù)設(shè)時間范圍是10?300秒。
[0019]如上所述，本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及切斷其中存儲單元區(qū)塊連接的方法，具有以下有益效果:本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中，存儲單元區(qū)塊之間通過兩個晶體管及一個金屬橋結(jié)構(gòu)連接，該金屬橋結(jié)構(gòu)連接兩個晶體管的源/漏極，且金屬橋結(jié)構(gòu)兩端上方連接有兩個焊墊。本發(fā)明的切斷半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中存儲單元區(qū)塊連接的方法通過在兩個焊墊之間施加電流，使得金屬線發(fā)生電遷移現(xiàn)象，電遷移過程中，電子動量推動金屬線中的金屬原子向一端移動，在金屬線一端形成空洞，從而斷開存儲單元區(qū)塊之間的連接，并且該過程不會影響硅化物對電路的連接。本發(fā)明可以有效防止斷開的存儲單元區(qū)塊再次發(fā)生連接，斷開效率為100%，可以顯著提高器件的可靠性。
【附圖說明】
[0020]圖1顯示為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2?圖3顯示為金屬線電遷移的原理圖。
[0022]圖4顯示為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中金屬線在水平面上的投影示意圖。
[0023]圖5顯示為本發(fā)明的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)中金屬線一端形成空洞使金屬橋結(jié)構(gòu)斷開的示意圖。
[0024]元件標(biāo)號說明
[0025]I半導(dǎo)體襯底
[0026]2隔離結(jié)構(gòu)
[0027]3第一存儲單元區(qū)塊
[0028]4第一晶體管
[0029]5第二晶體管
[0030]6第二存儲單元區(qū)塊
[0031]7焊墊
[0032]8導(dǎo)電柱
[0033]9金屬線
[0034]10第一導(dǎo)電快
[0035]11第二導(dǎo)電塊
[0036]12孔洞
[0037]13聚集物
【具體實施方式】
[0038]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應(yīng)用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應(yīng)用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
[0039]請參閱圖1至圖5。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構(gòu)想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關(guān)的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0040]本發(fā)明提供一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)，請參閱圖1，顯示為該半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，至少包括:半導(dǎo)體襯底I及自左向右依次形成于所述半導(dǎo)體襯底I上并通過隔離結(jié)構(gòu)2相互隔離的第一存儲單元區(qū)塊3、第一晶體管4、第二晶體管5及第二存儲單元區(qū)塊6 ;所述第一存儲單元區(qū)塊3與所述第一晶體管連接4 ;所述第二存儲單元區(qū)塊6與所述第二晶體管5連接；所述第一晶體管4與所述第二晶體管5通過一金屬橋結(jié)構(gòu)連接；所述金屬橋結(jié)構(gòu)兩端上方連接有兩個焊墊7。
[0041]具體的，所述半導(dǎo)體襯底I為常規(guī)半導(dǎo)體襯底，如硅、鍺、鍺硅、SOI等，其中可以包括外圍電路、其它存儲單元區(qū)塊等。所述隔離結(jié)構(gòu)2為場氧化層(Fox)，其用途是將各個器件隔離起來。所述第一晶體管4與所述第二晶體管5位于所述第一存儲單元區(qū)塊3與所述第二存儲單元區(qū)塊6之間，用于連接所述第一存儲單元區(qū)塊3與所述第二存儲單元區(qū)塊6。
[0042]具體的，所述第一晶體管4的第一端與所述第一存儲單元區(qū)塊3連接；所述第一晶體管4的第二端與所述第二晶體管5的第一端連接；所述第二晶體管5的第二端與所述第二存儲單元區(qū)塊6連接。
[0043]作為示例，所述第一晶體管4與所述第二晶體管5均包括源極漏極、源極及柵極，所述第一晶體管4的第一端及第二端分別為源極與漏極，或分別為漏極與源極；所述第二晶體5的第一端及第二端分別為源極與漏極，或分別為漏極與源極。
[0044]特別的，所述第一晶體管4與所述第二晶體管5通過一金屬橋結(jié)構(gòu)連接，該金屬橋結(jié)構(gòu)包括分別與所述第一晶體管4及第二晶體管5連接的兩個導(dǎo)電柱8，及連接兩個導(dǎo)電柱8的金屬線9。其中，所述導(dǎo)電柱8形成于所述第一晶體管4與所述第二晶體管5的源極或漏極上，所述導(dǎo)電柱8的材料為鎢、銅、鋁等金屬。所述