Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
РАЗЪЕДИНЯЕМЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ МОСТИК (РАЗРУШАЕМАЯ ПЕРЕМЫЧКА) И СОЕДИНЯЕМЫЙ РАЗРЫВ ПРОВОДНИКА (ВОССТАНАВЛИВАЕМАЯ ПЕРЕМЫЧКА), А ТАКЖЕ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И АКТИВИРОВАНИЯ РАЗРУШАЕМОЙ ПЕРЕМЫЧКИ И ВОССТАНАВЛИВАЕМОЙ ПЕРЕМЫЧКИ
РАЗЪЕДИНЯЕМЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ МОСТИК (РАЗРУШАЕМАЯ ПЕРЕМЫЧКА) И СОЕДИНЯЕМЫЙ РАЗРЫВ ПРОВОДНИКА (ВОССТАНАВЛИВАЕМАЯ ПЕРЕМЫЧКА), А ТАКЖЕ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И АКТИВИРОВАНИЯ РАЗРУШАЕМОЙ ПЕРЕМЫЧКИ И ВОССТАНАВЛИВАЕМОЙ ПЕРЕМЫЧКИ

РАЗЪЕДИНЯЕМЫЙ СОЕДИНИТЕЛЬНЫЙ МОСТИК (РАЗРУШАЕМАЯ ПЕРЕМЫЧКА) И СОЕДИНЯЕМЫЙ РАЗРЫВ ПРОВОДНИКА (ВОССТАНАВЛИВАЕМАЯ ПЕРЕМЫЧКА), А ТАКЖЕ СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И АКТИВИРОВАНИЯ РАЗРУШАЕМОЙ ПЕРЕМЫЧКИ И ВОССТАНАВЛИВАЕМОЙ ПЕРЕМЫЧКИ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к разъединяемому соединительному мостику и соединяемому разрыву проводника, а также к способу изготовления и активирования соединительного мостика и соединяемого разрыва проводника, используемых в интегральных схемах. Разъединяемый соединительный мостик (разрушаемая перемычка) содержит выполненный в подложке, состоящей из полупроводникового материала первого типа проводимости, электрически проводящий, непрерывный в продольном направлении, имеющий поперек продольного направления заданную ширину токопровод второго типа проводимости, который противоположен полупроводниковому материалу первого типа проводимости, имеющему такую концентрацию по сравнению с материалом токопровода, что при заданной температуре активирования, которая превышает рабочую температуру соединительного мостика, на всей ширине токопровода происходит разъединение за счет диффузии полупроводникового материала первого типа проводимости и/или материала токопровода второго типа проводимости. В результате упрощается способ изготовления перемычек при сохранении качества, повышается надежность, обеспечивается безопасность интегральных схем на более высоком уровне по сравнению с аналогами. 4 с. и 17 з.п.ф-лы, 11 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2172539
Класс(ы) патента: H01L23/535
Номер заявки: 98116790/28
Дата подачи заявки: 06.02.1997
Дата публикации: 20.08.2001
Заявитель(и): СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)
Автор(ы): ЦЕТТЛЕР Томас (DE); ВИННЕРЛ Йозеф (DE); ГЕОРГАКОС Георг (DE); ПОКРАНДТ Вольфганг (DE)
Патентообладатель(и): СИМЕНС АКЦИЕНГЕЗЕЛЛЬШАФТ (DE)
Описание изобретения: Изобретение относится к разъединяемому соединительному мостику и соединяемому разрыву проводника, а также к способу изготовления и активирования соединительного мостика и соединяемого разрыва проводника.
Разрушаемые перемычки используют в интегральных схемах для того, чтобы после собственно процесса изготовления разъединить электрически проводящие соединения ("разрушаемая перемычка") или создать вновь ("восстанавливаемая перемычка"). Применение таких разрушаемых перемычек весьма многообразно. Так, например, разрушаемые перемычки используют для настройки аналоговых схем. Кроме того, разрушаемые перемычки используют для активирования избыточных частей схемы и для отключения неисправных частей. В программируемых логических матрицах с помощью разрушаемых перемычек программируют логические связи. В критических для безопасности схемах с помощью разрушаемых перемычек препятствуют доступу посторонних лиц к режимам тестирования схемы.
Существенными критериями для разрушаемых перемычек и восстанавливаемых перемычек являются срок службы и надежность, т.е. насколько надежно и в течение какого времени разрушаемая перемычка, соответственно восстанавливаемая перемычка, сохраняет оба состояния выключено/включено, а именно независимо от плотности тока и температуры. Другим критерием является стоимость активирования схемы разрушаемой перемычки, соответственно восстанавливаемой перемычки, например при тестировании разрушаемой перемычки. Кроме того, для критичных для безопасности применений является важным защита от перепрограммирования и внешнего контактирования.
До настоящего времени схемы разрушаемых перемычек изготовляли, в основном, из металла, поликремния или из диэлектрика.
В названных первыми схемах разрушаемых перемычек широко распространены разрушаемые перемычки, изготовленные из материала поверхностей металлизации (например, AlSiCu) для использования в настройке и для защиты. В зависимости от вида активирования различают лазерные разрушаемые перемычки и электрические разрушаемые перемычки. В лазерных разрушаемых перемычках за счет энергии импульсного лазера (например, неодимного АИГ лазера) локально, т.е. на типичной ширине от 2 до, примерно, 5 мкм плавится металлическая полоска разрушаемой перемычки и тем самым прерывается. Недостатком схемы лазерных разрушаемых перемычек является относительно продолжительная общая обработка платы при высокой стоимости тестирования с помощью лазерного модуля. В противоположность этому электрические разрушаемые перемычки разъединяют достаточно сильным импульсом тока. При более высоких рабочих температурах для всех металлических разрушаемых перемычек существует опасность повторного срастания. Кроме того, металлические разрушаемые перемычки относительно легко можно обнаружить снаружи с помощью оптических средств и манипулировать ими посредством внешнего контактирования. Это является весомым недостатком, в частности, при относящихся к безопасности применениях.
Относящиеся к другому классу разрушаемые поли-перемычки выполнены так же, как и металлические разрушаемые перемычки в виде лазерных разрушаемых перемычек и электрических разрушаемых перемычек. При использовании в качестве электрических разрушаемых перемычек проводящий материал из поликремния имеет по сравнению с металлическими разрушаемыми перемычками недостатки, так как за счет относительно хорошей связи с подложкой и лучшей миграционной прочности термическое разрушение и тем самым активирование становятся более трудными.
Относящиеся к третьему классу восстанавливаемые перемычки с диэлектриком (например, из материала SiN, смотри М. Т. Такаги, И. Йоши, Н. Икеда, X. Ясуда, К. Хама, Ргос. IEDM, 1993, страницы 31 - 34) или с высокоомным полупроводником (например, из аморфного кремния, смотри К. Е. Гордон, Р. Д. Вонг, Pгос. IEDM, 1993, страницы 27 - 30) в качестве разрушаемого изолятора используют обычно в программируемых логических матрицах. Их активируют с помощью достаточно высокого напряжения. Защита от манипулирования по сравнению с металлическими разрушаемыми перемычками и разрушаемыми поли-перемычками улучшается. Однако за счет локально высоких плотностей тока в программируемых (проводящих) восстанавливаемых перемычках существует опасность восстановления изоляции. Другой существенный недостаток таких восстанавливаемых перемычек заключается в более высоких затратах на процесс изготовления дополнительных изолирующих и электродных слоев.
Кроме того, из ЕР 655783 A1 известна схема восстанавливаемой перемычки с выполненной внутри N-ванны P+-дотированной диффузионной областью и приданным диффузионной области печатным проводником. Такая восстанавливаемая перемычка активируется посредством нагрузки печатного проводника достаточно высоким током, так что алюминий из печатного проводника переходит вниз в диффузионную область и за счет разрушения pn-перехода диффузионной области создается необратимый проводник. Такая восстанавливаемая перемычка представляет собой, во-первых, только одностороннюю, т.е. работающую только в одном направлении восстанавливаемую перемычку: т.е. она действует как включенный в направлении запирания диод. Кроме того, для активирования восстанавливаемой перемычки, как и для обычных металлических разрушаемых перемычек, необходим металлический проводник, который относительно просто найти и которым можно манипулировать посредством внешнего контактирования, так что такую восстанавливаемую перемычку нельзя применять в случаях, связанных с безопасностью. Наконец, с помощью известного из EP 655783 A1 устройства принципиально невозможно выполнять разрушаемые перемычки.
В основе изобретения лежит задача создать изготавливаемые простым способом разрушаемые и восстанавливаемые перемычки, которые можно применять в относящихся к обеспечению безопасности интегральных схемах.
Эта задача решается с помощью разъединяемого соединительного мостика (разрушаемой перемычки) согласно пункту 1 формулы изобретения, соединяемого разрыва проводника (восстанавливаемой перемычки) согласно пункту 8 формулы изобретения, а также способа изготовления и активирования разрушаемой перемычки, соответственно восстанавливаемой перемычки, согласно пунктам 16 и 17 формулы изобретения.
Изобретение предусматривает создание нового класса, соответственно нового типа, разрушаемой и восстанавливаемой перемычки, в которых вместо наносимого на подложку и потому без труда распознаваемого металлического печатного проводника создают выполняемую внутри поверхности полупроводниковой подложки, снаружи не распознаваемую проводящую диффузионную полосу, которую для активирования разъединяют либо образуют. Полупроводниковый материал подложки представляет первый тип проводимости, в то время как материал диффузионного соединения имеет проводимость второго типа, который имеет противоположный знак по отношению к первому типу проводимости. В последующем описании разрушаемых и восстанавливаемых перемычек первый тип проводимости обозначается как p, а второй тип проводимости - как n, однако рамки изобретения включают возможность замены обоих типов проводимости. Согласно идее изобретения возможно выполнять разрушаемые и восстанавливаемые перемычки только с помощью диффузионных областей; никакие металлические проводники не требуются. Благодаря этому разрушаемые и восстанавливаемые перемычки согласно изобретению нельзя обнаружить снаружи, внешнее контактирование является крайне сложным, перепрограммирование невозможно, так что разрушаемые и восстанавливаемые перемычки являются чрезвычайно пригодными для защитных схем. Разрушаемые и восстанавливаемые перемычки имеют им внутренне присущую высокую надежность, так как необходимый для проведения активирования разрушаемой перемычки, соответственно восстанавливаемой перемычки, диффузионный процесс является термодинамически необратимым, так что однажды активированная разрушаемая перемычка, соответственно восстанавливаемая перемычка, принципиально не может вернуться в прежнее состояние.
Для активирования разрушаемой перемычки, соответственно восстанавливаемой перемычки, согласно изобретению можно использовать, предпочтительно, лазерный луч для локального нагрева активируемого участка, за счет чего происходит необратимая, обоюдная диффузия друг в друга n и p примесей из диффузионных областей. Наряду с нагреванием активируемого участка с использованием лазера принципиально возможно проводить нагрев с помощью прохождения тока по диффузионной полосе. Также возможны другие варианты нагрева, например в виде резистивного нагревания с помощью изготавливаемого, предпочтительно, из поликремния сопротивления в форме меандра, который выполняют в непосредственной близости от активируемого участка на полупроводниковой подложке.
Разъединяемый соединительный мостик (разрушаемая перемычка) согласно изобретению имеет выполненную в подложке, состоящей из полупроводникового материала первого типа проводимости, электрически проводящую, непрерывную в продольном направлении, имеющую поперек продольного направления заданную ширину диффузионную полосу, соответственно токопровод второго типа проводимости, противоположного первому типу проводимости, при этом полупроводниковый материал первого типа проводимости имеет такую концентрацию по сравнению с токопроводом, что при заданной температуре активирования, которая превышает рабочую температуру соединительного мостика, на всей ширине токопровода происходит размыкание за счет диффузии полупроводникового материала первого типа проводимости и/или материала токопровода второго типа проводимости.
При этом может быть предусмотрено, что токопровод снабжается выполненной из полупроводникового материала подложки диффузионной областью, которая образована посредством легирования примесью первого типа проводимости.
В предпочтительном варианте выполнения соединительного мостика согласно изобретению (разрушаемой перемычки) может быть предусмотрено, что выполненная посредством легирования примесью диффузионная область первого типа проводимости выполнена по обеим сторонам токопровода, имеющего по сравнению с размерами диффузионной области меньшую ширину. При этом, предпочтительно, предусмотрено, что токопровод второго типа проводимости выполнен посредством легирования элементом примеси, концентрация которого по величине меньше, чем концентрация примеси диффузионной области первого типа проводимости.
Соединяемый разрыв проводника согласно изобретению (восстанавливаемая перемычка) имеет выполненную в подложке, состоящей из полупроводникового материала, электрически проводящую, образованную посредством легирования примесью диффузионную полосу, соответственно токопровод, с образующими в продольном направлении разрыв заданного размера отрезками токопровода первого типа проводимости и, по меньшей мере, заполняющую область разрыва отрезков токопровода диффузионную область второго типа проводимости, противоположной первому типу проводимости, при этом примесь отрезков токопровода при заданной постоянной диффузии имеет такую концентрацию по сравнению с полупроводниковым материалом подложки, что при заданной температуре активирования, которая превосходит рабочую температуру разрыва проводника, на всем протяжении разрыва токопровода происходит диффузия примеси отрезков токопровода.
При этом может быть предусмотрено, что диффузионная область второго типа проводимости образована посредством легирования элементом примеси, концентрация которого по величине меньше, чем концентрация примеси отрезков токопровода первого типа проводимости.
Разрыв проводника согласно изобретению (восстанавливаемая перемычка) отличается тем, что с помощью отрезков токопровода и заполняющей разрыв отрезков токопровода диффузионной области образуется участок активирования с, по меньшей мере, двукратным переходом p-n. Тем самым восстанавливаемая перемычка согласно изобретению представляет двустороннюю, настоящую восстанавливаемую в обоих направлениях перемычку.
В случаях применения для защиты преимуществом является практическая невозможность анализа и тем самым едва возможное внешнее контактирование соединительного мостика согласно изобретению, который остается защищенным пассивированными слоями. При этом может быть предусмотрено, что, по меньшей мере, состоящий из части токопровода и полупроводникового материала и/или диффузионной области участок активирования покрыт выполненным на главной поверхности подложки, электрически изолирующим покрывным слоем, который является прозрачным или, по меньшей мере, пропускает излучение заданной длины волны для локального нагрева участка активирования. Типичные лазеры для перемычек (например, неодимные АИГ лазеры) пронизывают в основном беспрепятственно этот прозрачный или, по меньшей мере, пропускающий покрывной слой, выполненный, например, из оксида или Si3N4, и переносят энергию излучения в основном в кремний, т.е. в материал диффузионной области или подложки.
В качестве дальнейшего преимущества для применений с целью защиты изобретение позволяет предусматривать даже скрытую систему разрушаемых перемычек, соответственно восстанавливаемых перемычек, внутри полупроводниковой подложки, так что их обнаружение извне и внешнее контактирование становятся еще более трудными. Для этого предусмотрено, что диффузионная полоса, соответственно токопровод, располагается, соответственно выполняется, полностью внутри подложки, состоящей из полупроводникового материала, на заданной глубине от главной поверхности подложки.
Наряду с латеральным расположением разрушаемой перемычки, соответственно восстанавливаемой перемычки, по отношению к главной поверхности подложки это выполнение изобретения позволяет, кроме того, производить вертикальное и тем самым экономящее место расположение разрушаемой перемычки и восстанавливаемой перемычки. Для этого предусмотрено, что выполненный внутри подложки токопровод в своем продольном направлении проходит поперек главной поверхности подложки.
Способ изготовления и активирования разъединяемого соединительного мостика (разрушаемой перемычки) согласно изобретению содержит следующие стадии:
- заготовка подложки, состоящей из полупроводникового материала первого типа проводимости,
- выполнение электрически проводящего, в продольном направлении непрерывного, поперек продольного направления имеющего заданную ширину токопровода второго типа проводимости, противоположного первому типу проводимости, в состоящей из полупроводникового материала подложке,
- нагревание участка активирования, охватывающего токопровод и, по меньшей мере, часть полупроводникового материала подложки, до заданной температуры активирования, которая превышает рабочую температуру соединительного мостика, для необратимого разъединения по всей ширине токопровода посредством диффузии полупроводникового материала первого типа проводимости и/или материала токопровода.
Способ изготовления и активирования соединяемого разрыва проводника (восстанавливаемой перемычки) согласно изобретению содержит следующие стадии:
- выполнение электрически проводящего токопровода посредством легирования примесью с образующими в продольном направлении разрыв заданного размера отрезками токопровода первого типа проводимости в подложке, состоящей из полупроводникового материала второго типа проводимости, противоположного первому типу проводимости, и
- нагрев участка активирования, охватывающего разрыв отрезков токопровода, до заданной температуры активирования, которая превышает рабочую температуру разрыва проводника, для необратимой диффузии примеси отрезков токопровода по всему разрыву токопровода.
В особенно предпочтительном варианте выполнения способа согласно изобретению может быть предусмотрено, что для локального нагрева участка активирования используют излучение заданной длины волны. При этом для локального нагрева активируемого участка предпочтительно использовать излучение источника лазерного света.
Кроме того, возможно, что для нагрева активируемого участка нагружают нагревательным током выполненный с помощью подходящего легирования в качестве резистивного отрезка токопровод. В качестве альтернативного решения возможно, что для нагрева участка активирования используют нагревательный элемент, находящийся в термическом контакте с токопроводом.
Дальнейшие признаки, преимущества и целесообразности изобретения следуют из описания примеров выполнения с помощью чертежей, на которых изображено:
фиг. 1 - схематичный вид разъединяемого соединительного мостика (разрушаемой перемычки) согласно примеру выполнения изобретения;
фиг. 2 - схематичный вид сверху разрушаемой перемычки согласно примеру выполнения по фиг. 1;
фиг. 3 - схематичный вид разъединяемого соединительного мостика (разрушаемой перемычки) согласно другому примеру выполнения изобретения;
фиг. 4 - схематичный вид сверху разрушаемой перемычки согласно другому примеру выполнения по фиг. 1;
фиг. 5 - схематичный вид вертикальной диффузионной разрушаемой перемычки согласно другому примеру выполнения изобретения;
фиг. 6 - схематичный вид диффузионной восстанавливаемой перемычки согласно примеру выполнения изобретения;
фиг. 7 - схематичный вид сверху восстанавливаемой перемычки согласно примеру выполнения по фиг. 6;
фиг. 8 - схематичный вид вертикальной диффузионной восстанавливаемой перемычки согласно другому примеру выполнения изобретения;
фиг. 9 - схематичный вид соединительного поля с вертикальными диффузионными восстанавливаемыми перемычками согласно другому примеру выполнения изобретения;
фиг. 10А и 10В - схемы программируемого вентиля НЕ-И и вентиля НЕ-ИЛИ с восстанавливаемыми перемычками согласно другому примеру выполнения изобретения; и
фиг. 11А и 11В - схематичный вид сверху примера размещения для примера выполнения по фиг. 10А и 10В.
На фиг. 1 и 2 показана основная структура латеральной диффузионной разрушаемой перемычки согласно примеру выполнения изобретения с низко n легированной, узкой плоской диффузионной полосой с шириной m около 0,5 - 1 мкм, которая окружена большой p легированной областью 2. Область 2 может представлять подложку пластины с основным материалом кремнием, который уже легирован основной примесью, например бором в концентрации около 3 • 1015 см-3. Диффузионную полосу изготавливают посредством имплантации мышьяка с энергией 120 КэВ и дозой около 5,0 • 1014 см-2. Для этого самим по себе известным образом главную поверхность 31 подложки покрывают фотолаком толщиной около 1,5 мкм, экспонируют с помощью подходящей маски и проявляют. После имплантации лак удаляют, например, в содержащем кислород плазменном окружении. После имплантации диффузионной полосы следует стадия восстановления при температуре около 900oC длительностью 20 минут. Затем на главную поверхность 31 можно нанести прозрачный или, по меньшей мере, пропускающий излучение определенной длины волны покрывной слой 4. Для активирования разъемного соединительного мостика, соответственно разрушаемой перемычки 5, локально нагревают выделенный пунктирными линиями участок 6 активирования, например посредством кратковременного облучения лазерным светом подходящей длины волны, так что в области участка 6 активирования происходит обоюдная диффузия n примесей из диффузионной полосы и p примесей из p легированной области 2. При достаточно высокой концентрации p легирования области 2 область участка 6 активирования становится высокоомной, соответственно нелегированной, что приводит к размыканию n легированной диффузионной полосы.
На фиг. 3 и 4 показана разрушаемая перемычка согласно другому примеру выполнения изобретения. При этом позициями 1 и 3-6 обозначены те же составные части, что и в примере выполнения по фиг. 1 и 2. Дополнительно диффузионной полосе придаются по обеим сторонам выполненные в подложке, состоящей из полупроводникового материала, например кремния, p+ легированные диффузионные области 7, 8, которые образованы, например, с помощью имплантации бора с энергией 20 КэВ и дозой около 5,0 • 1015 см-2 и которые имеют по сравнению с шириной m диффузионной полосы большие размеры s, t. Обе диффузионные области 7 и 8 расположены на расстоянии r друг от друга. Можно выбрать следующие размеры: m = 0,6 мкм, r = 1 мкм, s = 8 мкм, t = 10 мкм. Диффузионные области 7 и 8 выполнены в p ванне 9 в кремниевой подложке, которая может быть образована после структурирования с помощью обычных стадий фотолитографического процесса с помощью маски 10 и последующей имплантации бора с энергией около 230 КэВ и дозой 1,0 • 1013 см-2.
На фиг. 5 показан другой пример выполнения разрушаемой перемычки 5 согласно изобретению с двумя расположенными рядом внутри подложки, соответственно внутри ванны 11, и выполненными по отношению к главной поверхности 31 вертикально соединительными мостиками 12 и 13 с n легированными диффузионными полосами 14. Для этого две n легированные области 15 и 16 соединены друг с другом с помощью тонких, проходящих вертикально n легированных каналов 17 и 18. Для контактирования главной поверхности 31 предусмотрены две n+ легированные и таким образом низкоомные контактные области 19 и 20, которые изготавливают с помощью подходящей стадии фотолитографического процесса и подходящей стадии имплантации. Другая выполненная в главной поверхности 31 p+ легированная контактная область 21 позволяет контактирование расположенной полностью внутри подложки, соответственно n ванны 11, p+ легированной диффузионной области 22. Для активирования вертикально расположенных соединительных мостиков 12 и 13 пригодны способы нагревания, описанные уже применительно к латеральной диффузионной разрушаемой перемычке.
На фиг. 6 и 7 показаны в схематичном виде латеральная диффузионная восстанавливаемая перемычка согласно другому примеру выполнения изобретения. Предпочтительно, высоко p+ легированная, широкая, глубокая диффузионная полоса 23 с двумя отрезками 24 и 25 токопровода с шириной около 10 мкм и длиной около 15 мкм каждый, которые выполнены на расстоянии друг от друга и образуют разрыв 26 шириной около 1 - 1,2 мкм, окружена большой низко n легированной областью 27, которая выполнена в виде n ванны 28 внутри состоящей из полупроводникового материала подложки. Подложка имеет в качестве основного материала кремний с основным легированием типа p бором, составляющим, например, 3 • 1015 см-3.
Выполненная в ней n ванна 28 может быть образована с помощью обычных стадий фотолитографического процесса и последующей имплантации фосфора с энергией около 460 КэВ и дозой 6,0 • 1012 см-2, при этом по выбору может быть затем проведена противопробойная имплантация мышьяка с энергией 320 КэВ и дозой около 8,0 • 1012 см-2. Выполненные внутри n ванны 28 отрезки 24 и 25 токопровода изготавливают после структурирования с помощью обычной стадии фотолитографического процесса, в которой наносят фотолак толщиной около 1,5 мкм, экспонируют с помощью подходящей маски и проявляют, посредством последующей имплантации бора с энергией около 20 КэВ и дозой около 5,0 • 1015 см-2. После удаления маски из фотолака посредством снятия в содержащем кислород плазменном окружении отрезки 24 и 25 токопровода восстанавливают при температуре около 900oC в течение 20 минут. Размеры и концентрации примесей отрезков 24, 25 токопровода, разрыва 26 и окружающей диффузионной области 27 выбирают так, что при достаточно высокой температуре активирования, которая превышает нормальную рабочую температуру разрыва проводника, соответственно остальных, выполненных на подложке интегральных схем, по всему расстоянию разрыва 26 отрезков 24 и 25 токопровода происходит термодинамически необратимая диффузия примесей отрезков 24, 25, 32, 33 токопровода. Посредством местного нагрева участка 30 активирования до заданной температуры активирования, например с помощью направленного на участок 30 активирования лазерного луча, происходит обоюдная взаимная диффузия n и p примесей. При достаточно высокой концентрации p+ легирования происходит p легирование участка 30 активирования и тем самым разрыва 26, что приводит к устойчивому электрическому соединению p+ легированных отрезков 24 и 25 токопровода. Также как и для разрушаемой перемычки этот процесс является необратимым; восстанавливаемая перемычка также трудно поддается контактированию. В противоположность к разрушаемой перемычке согласно фиг. 1 - 5 прямой нагрев с помощью электрического тока невозможен, однако можно использовать способы опосредованного нагревания, например резистивный нагрев с помощью размещенного поблизости проводникового меандра из поликремния (на фигурах не изображен).
На фиг. 8 показан другой пример выполнения изобретения с вертикально расположенной диффузионной восстанавливаемой перемычкой 31 с двумя высоко p+ легированными слоями 32 и 33, которые изолированы друг от друга тонким n легированным слоем 34. Образующие оба отрезка токопровода восстанавливаемой перемычки 31 p+ легированные слои 32 и 33 с расположенным между ними, представляющим разрыв между отрезками токопровода n легированным слоем 34 могут быть изготовлены с помощью стадий имплантации или стадий эпитаксии.
На фиг. 9 показано в качестве примера для многостороннего применения разрушаемых перемычек, соответственно восстанавливаемых перемычек, соединительное поле с множеством интегрально выполненных схемных групп 35, которые выполнены с возможность соединения посредством изображенных лишь схематично двойными стрелками диффузионных восстанавливаемых перемычек 36. В качестве примера показаны два возможных пути 37 и 38 соединения.
На фиг. 10А и 10В показан другой предпочтительный пример использования в виде программируемого вентиля 39 НЕ-И и программируемого вентиля 40 НЕ-ИЛИ со схематично изображенными пунктирными линиями диффузионными восстанавливаемыми перемычками а, b, с, d, e и f. Этот пример выполнения особенно пригоден для последующих модификаций испытываемых схем, в которых с помощью активирования восстанавливаемых перемычек а, b, с, соответственно d, e, f, и соответствующего переключения МОП транзисторов T, соответственно подключения к питающему напряжению Vdd и массе Vss, можно реализовать функцию НЕ-И или НЕ-ИЛИ с входами E1, E2 и выходом Aus.
На фиг. 11А показан схематично вид сверху размещения таких программируемых вентилей 39 и 40 НЕ-И и НЕ-ИЛИ, при этом на фиг. 11В приведено пояснение символов отдельных слоев.
Формула изобретения: 1. Разъединяемый соединительный мостик (разрушаемая перемычка), содержащий выполненный в подложке, состоящей из полупроводникового материала первого типа проводимости, электрически проводящий, непрерывный в продольном направлении, имеющий поперек продольного направления заданную ширину (m) токопровод второго типа проводимости, противоположного первому типу проводимости, при этом полупроводниковый материал первого типа проводимости имеет достаточно высокую концентрацию по сравнению с материалом токопровода, так что при заданной температуре активирования, которая превышает рабочую температуру соединительного мостика, на всей ширине (m) токопровода происходит разъединение за счет диффузии полупроводникового материала первого типа проводимости и/или материала токопровода второго типа проводимости.
2. Соединительный мостик по п.1, отличающийся тем, что токопровод снабжен выполненной из полупроводникового материала подложки диффузионной областью (7, 8), которая образована посредством легирования примесью первого типа проводимости.
3. Соединительный мостик по п. 2, отличающийся тем, что выполненная посредством легирования примесью диффузионная область первого типа проводимости (7, 8) выполнена по обеим сторонам токопровода второго типа проводимости, имеющего по сравнению с размерами диффузионной области меньшую ширину (m).
4. Соединительный мостик по одному из пп.1 - 3, отличающийся тем, что токопровод второго типа проводимости выполнен посредством легирования элементом примеси, концентрация которого по величине меньше, чем концентрация примеси диффузионной области (7, 8) первого типа проводимости.
5. Соединительный мостик по одному из пп.1 - 4, отличающийся тем, что состоящий из части токопровода и полупроводникового материала и/или диффузионной области (7, 8) участок (30) активирования покрыт выполненным на главной поверхности (31) подложки, электрически изолирующим покрывным слоем (4), который является прозрачным или, по меньшей мере, пропускает излучение заданной длины волны.
6. Соединительный мостик по одному из пп.1 - 5, отличающийся тем, что токопровод (14) второго типа проводимости расположен, соответственно, выполнен полностью внутри подложки, состоящей из полупроводникового материала, на заданной глубине от главной поверхности (31) подложки.
7. Соединительный мостик по п. 6, отличающийся тем, что выполненный внутри подложки токопровод в своем продольном направлении проходит, в основном, поперек главной поверхности (31) подложки.
8. Соединительный мостик по одному из пп.1 - 7, отличающийся тем, что токопровод посредством подходящего легирования выполнен как элемент резистора, который выполнен с возможностью нагревания для активирования соединительного мостика при пропускании по нему электрического тока.
9. Соединяемый разрыв проводника (восстанавливаемая перемычка), содержащая выполненный в подложке, состоящей из полупроводникового материала, электрически проводящий, образованный посредством легирования примесью токопровод с образующими в продольном направлении разрыв (26) заданного размера отрезками (24, 25, 32, 33) токопровода первого типа проводимости и, по меньшей мере, заполняющую область разрыва (26) отрезков (24, 25, 32, 33) токопровода диффузионную область (28) второго типа проводимости, противоположной первому типу проводимости, при этом примесь отрезков (24, 25, 32, 33) токопровода при заданной постоянной диффузии имеет достаточно высокую концентрацию по сравнению с полупроводниковым материалом подложки (29), так что при заданной температуре активирования, которая превосходит рабочую температуру разрыва проводника, на всем протяжении разрыва токопровода происходит диффузия примеси отрезков (24, 25, 32, 33) токопровода.
10. Соединяемый разрыв проводника по п.9, отличающийся тем, что диффузионная область (28) второго типа проводимости образована посредством легирования элементом примеси, концентрация которого по величине меньше, чем концентрация примеси отрезков (24, 25, 32, 33) токопровода первого типа проводимости.
11. Соединяемый разрыв проводника по п.9 или 10, отличающийся тем, что с помощью отрезков (24, 25, 32, 33) токопровода и заполняющей разрыв (26) отрезков (24, 25, 32, 33) токопровода диффузионной области (28) образован участок (30) активирования с, по меньшей мере, двукратным переходом р-n-типа.
12. Соединяемый разрыв проводника по п.11, отличающийся тем, что отрезки (24, 25, 32, 33) токопровода и диффузионная область (28) покрыты выполненным на главной поверхности (31) подложки (29), электрически изолирующим покрывным слоем (4), который является прозрачным или, по меньшей мере, пропускает излучение заданной длины волны для локального нагрева участка (30) активирования.
13. Соединяемый разрыв проводника по п.12, отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть отрезков (24, 25, 32, 33) токопровода расположена, соответственно, выполнена полностью внутри подложки, состоящей из полупроводникового материала, на заданной глубине от главной поверхности (31) подложки.
14. Соединяемый разрыв проводника по п.11, отличающийся тем, что, по меньшей мере, часть отрезков (24, 25, 32, 33) токопровода, выполненная внутри подложки, в своем продольном направлении проходит, в основном, поперек главной поверхности (31) подложки.
15. Соединительный мостик, соответственно, разрыв проводника по одному из пп.1 - 14, отличающиеся тем, что токопровод (23) находится в термическом контакте с нагревательным элементом.
16. Способ изготовления и активирования разъединяемого соединительного мостика (разрушаемой перемычки), содержащий следующие стадии:
- заготовка подложки, состоящей из полупроводникового материала первого типа проводимости;
- выполнение электрически проводящего, в продольном направлении непрерывного, поперек продольного направления имеющего заданную ширину токопровода второго типа проводимости, противоположного первому типу проводимости, в состоящей их полупроводникового материала подложке;
- нагревание участка (30) активирования, охватывающего токопровод и, по меньшей мере, часть полупроводникового материала подложки, до заданной температуры активирования, которая превышает рабочую температуру соединительного мостика (1, 12, 13), для необратимого разъединения по всей ширине токопровода посредством диффузии полупроводникового материала первого типа проводимости и/или материала токопровода.
17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что для нагрева активируемого участка (30) нагружают нагревательным током выполненный с помощью подходящего легирования в качестве резистивного отрезка токопровод.
18. Способ изготовления и активирования соединяемого разрыва проводника (восстанавливаемой перемычки), содержащий следующие стадии:
- выполнение электрически проводящего токопровода (23) посредством легирования примесью образующих в продольном направлении разрыв заданного размера отрезков (24, 25, 32, 33) токопровода первого типа проводимости в подложке, состоящей из полупроводникового материала второго типа проводимости, противоположного первому типу проводимости, и
- нагревание участка (30) активирования, охватывающего разрыв (26) отрезков (24, 25, 32, 33) токопровода, до заданной температуры активирования, которая превышает рабочую температуру разрыва проводника, для необратимой диффузии примеси отрезков (24, 25, 32, 33) токопровода по всему разрыву (26) токопровода (23).
19. Способ по одному из пп.16 - 18, отличающийся тем, что для локального нагрева участка (30) активирования используют излучение заданной длины волны.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что для локального нагрева участка (30) активирования используют излучение источника лазерного света.
21. Способ по одному из пп.16 - 20, отличающийся тем, что для нагрева участка (30) активирования используют нагревательный элемент, находящийся в термическом контакте с токопроводом.