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Verwendung von Zener-Zapping in einem Metallisierungsschema mit Barrieren

IP.com Disclosure Number: IPCOM000017453D
Original Publication Date: 2001-Jan-01
Included in the Prior Art Database: 2003-Jul-22
Document File: 2 page(s) / 45K

Publishing Venue

Siemens

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Dr. Karsten Mosig: AUTHOR

Abstract

Zum Abgleich analoger Schaltungsteile ist es üblich, mit Hilfe des sogenanntes Zener-Zapping durch gezieltes Legieren eines p/n Überganges mit Aluminium mittels eines Strompulses eine Zenerdiode kurzzuschließen. Der Zustand der Diode (kurzgeschlossen oder nicht) kann mittels eines Auswertetransistors ausgelesen und das Verhalten des Schaltkreises in gewünschter Weise geregelt werden. Dieses Verfahren funktioniert so einfach allerdings nur bei Metallisierungsschemata ohne Barrieren, bei denen das Aluminium in direktem Kontakt mit dem einkristallinen Siliziumgrundmaterial ist. Bei dem Stand der Technik verwendeten Metallisierungsschemata mit einer Barriere, die üblicherweise aus Nitriden von Übergangsmetallen gebildet wird, funktioniert dieses Verfahren wegen der hohen Schmelzpunkte und niedrigen Diffusionsgeschwindigkeiten nicht mehr. Bei Metallisierungsschemata mit Barrieren wird im allgemeinen kein Zener-Zapping mehr angewendet. Statt dessen werden andere Möglichkeiten einmal programmierbarer Speicherzellen verwendet wie das Zerstören von Leitungen durch einen Strompuls bei einer Schmelzsicherung (fusen) oder durch Laserstrahlung (laserfusen) oder die gezielte Schädigung eines Oxides. Eine offensichtliche Lösungsmöglichkeit, auch bei Vorliegen einer Barriere Zener-Zapping durchführen zu können, ist die Einführung einer zusätzlichen Fototechnik, mit der im Bereich der Zenerdiode die Barriere vor der Aluminiumabscheidung entfernt wird. Dieses Verfahren ist teuer daher unattraktiv.

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Energie

Verwendung von Zener-Zapping in einem Metallisierungsschema mitBarrieren

Idee: Dr. Karsten Mosig, A - Villach

Zum Abgleich analoger Schaltungsteile ist es üblich, mit Hilfe des sogenanntes Zener-Zappingdurch gezieltes Legieren eines p/n Überganges mit Aluminium mittels eines Strompulses eineZenerdiode kurzzuschließen. Der Zustand der Diode (kurzgeschlossen oder nicht) kann mittelseines Auswertetransistors ausgelesen und das Verhalten des Schaltkreises in gewünschter Weisegeregelt werden. Dieses Verfahren funktioniert so einfach allerdings nur beiMetallisierungsschemata ohne Barrieren, bei denen das Aluminium in direktem Kontakt mit demeinkristallinen Siliziumgrundmaterial ist. Bei dem Stand der Technik verwendetenMetallisierungsschemata mit einer Barriere, die üblicherweise aus Nitriden von Übergangsmetallengebildet wird, funktioniert dieses Verfahren wegen der hohen Schmelzpunkte und niedrigenDiffusionsgeschwindigkeiten nicht mehr.

Bei Metallisierungsschemata mit Barrieren wird im allgemeinen kein Zener-Zapping mehrangewendet. Statt dessen werden andere Möglichkeiten einmal programmierbarer Speicherzellenverwendet wie das Zerstören von Leitungen durch einen Strompuls bei einer Schmelzsicherung(fusen) oder durch Laserstrahlung (laserfusen) oder die gezielte Schädigung eines Oxides. Eineoffensichtliche Lösungsmöglichkeit, auch bei Vorliegen einer Barriere Zener-Zapping durchführenzu können, ist die Einführung einer zusätzlichen Fototechnik, mit der im Bereich der Zenerdiodedie Barriere vor der Aluminiumabscheidung entfernt wird. Dieses Verfahren ist teuer daherunattraktiv.

Die Idee ist es, abweichend von der bisherigen Prozeßführung, die Zappingdiode nicht mit derersten Metallisierungsebene, Metall 1 genannt, sondern mit der zweiten Metallisierungsebene,Metall 2 genannt, auszuführen. Metall 2 kann durchaus ohne Barriere ausgeführt werden, da esüblicherweise nur in Kontakt mit Siliziumoxidflächen und Metall 1 steht. Durch die hoheSelektivität der Oxidätzung zu Aluminium ist es auch möglich, die Ätzung des Vias zwischenMetall 1 und Metall 2 so zu verlängern, daß es bis auf die Siliziumoberfläche reicht. Dazu müssenkeine zusätzlichen Prozeßschritte eingeführt werden. Es ist auch möglic...