[发明专利]有源区键合兼容高电流的结构

说明书

本专利申请是申请日为2004年8月20日、申请号为200410095946.7、发明名称为“有源区键合兼容高电流的结构”的发明专利申请的分案申请，其在此全部引入作为参考。

该申请在35U.S.C§119(e)下要求于2003年8月21日提交的U.S.临时申请序列号No.60/496,881和于2003年9月30日提交的U.S.临时申请序列号No.60/507,539(律师案卷分别为No’s125.090USPR和125.090USP2)的优先权，这里将它们并入本文以作参考。

技术领域

本发明涉及半导体器件的构造，更为具体地，涉及在键合焊盘下的有源电路的形成。

背景技术

集成电路包括在半导体材料的衬底之中或之上形成的两个以上的电子器件。一般地，集成电路包括两层以上的用于形成选择器件和所述器件之间的互连的金属层。金属层还向集成电路的输入和输出连接提供电路径。通过键合焊盘来制作集成电路的输入和输出连接。键合焊盘形成在集成电路的顶部金属层上。键合工艺(即球键合布线至键合焊盘的键合)会损伤形成在要形成键合焊盘的金属层下的有源电路。因此，目前的电路布局标准不允许在键合焊盘下形成任何电路或仅允许必须要认真测试的限制结构。

键合焊盘下的损伤由很多种原因引起，但主要取决于在键合布线附着工艺期间发生的应力和随后在封装之后的应力。例如，在封装之后的温度偏移在整个结构上施加横向和垂直力。集成电路的金属层一般由通过较硬的氧化层彼此分离的软铝制成。软铝在压力下易于弯曲而较硬的氧化层不会。这最终导致氧化层中的裂缝。一旦氧化层裂缝，湿气会进入导致铝层的腐蚀并最终导致电路功能失灵。因此，键合工艺一般需要键合焊盘下的固定结构(real estate)仅用作防止在键合工艺期间发生损伤的缓冲层。然而，随着芯片设计师尽力减小芯片的尺寸，期望能够将键合焊盘下的固定结构用于有源电路或互连。

由于上述原因和下述其它原因，这些原因对于本领域技术人员通过阅读和理解本说明书将变得显而易见，在本领域中需要有效允许键合焊盘下的固定结构用于有源电路和互连的改善的集成电路。

发明内容

上述问题和其它问题由本发明来解决并通过阅读和研究下述说明书来理解。

在一个实施例中，公开了一种集成电路。该集成电路包括：衬底；顶部导电层；一层或多层中间导电层；绝缘材料层和器件。顶部导电层具有至少一个键合焊盘和相对坚硬材料的亚层。一层或多层中间导电层形成于顶部导电层和衬底之间。绝缘材料层分离导电层。而且，绝缘层中的一层相对较硬且位于顶部导电层与最接近顶部导电层的中间导电层之间。器件形成在集成电路中。另外，至少最接近于顶部导电层的中间导电层适合于键合焊盘下的选择器件的实用互连。

在另一个实施例中，公开了一种集成电路。该集成电路包括：衬底；器件区；顶部金属层；第二金属层和一层相对较厚的绝缘材料层。器件区形成于衬底上和衬底中。顶部金属层具有形成于其上的一个或多个键合焊盘。器件区位于衬底于顶部金属层之间。第二金属层位于顶部金属层和器件区之间。相对较厚的绝缘材料层将顶部金属层与第二金属层分离。相对较厚的绝缘层适合于抵抗裂缝。

在另一个实施例中，公开了另一种集成电路。该集成电路包括：衬底；多个器件；第二金属层和第一绝缘材料层。多个器件形成于衬底上和衬底中。顶部金属层具有至少一个形成在顶部金属层表面上的键合焊盘。第二金属层位于顶部金属层与衬底之间。而且，第二金属层具有适合于增强集成电路的间隙。第一绝缘材料层形成于顶部金属层和第二金属层之间。

在另一个实施例中，公开了一种形成具有在键合焊盘下的有源电路的集成电路的方法。该方法包括在衬底中和衬底上形成器件；形成第一金属层；形成覆盖第一金属层的第一相对较厚的绝缘材料层，其中绝缘材料的厚度增强集成电路；形成覆盖相对较厚的绝缘材料的顶部金属层和在顶层的表面上形成键合焊盘。

在另一实施例中，公开了一种形成集成电路的方法。该方法包括：在衬底中形成器件区；沉积覆盖器件区的第一金属层；构图第一金属层以形成间隙；其中间隙在电流流动的方向上延伸；形成覆盖第一金属层的绝缘层并填充间隙，其中间隙通过提供较硬绝缘材料的支柱来增强集成电路；沉积覆盖氧化层的金属层并在顶部金属层的表面上形成键合焊盘。