[发明专利]有源原子供应源和具有其的集成电路

说明书

集成电路(IC)包括第一导体，位于IC的一层中；第二导体，位于IC的另一层中；第一金属塞，连接第一导体和第二导体。IC还包括位于IC的一层中并接合至所述第一导体的原子源导体(ASC)以及将ASC连接至IC的电压源的第二金属塞。第一导体和ASC被配置为偏置连接至不同的电压，以建立从第二金属塞到第一金属塞的电子路径，使得ASC充当用于第一导体的有源原子源。本发明还提供了一种有源原子供应源和具有其的集成电路。

技术领域

本发明的实施例一般地涉及半导体技术领域，更具体地涉及集成电路。

背景技术

半导体集成电路(IC)使用金属化互连件来连接芯片上的单独器件。IC技术的持续按比例缩放的主要挑战是金属化互连件的电迁移失败。电迁移是指电流引起的金属自扩散的现象。简而言之，电迁移是由于电子电流(“电子风”力)之间动量交换所产生的导体材料的传输。电迁移引起的材料耗尽将导致拉伸应力的产生，同时材料累积会导致阻挡边界处的压缩应力的产生。回流通量源于应力梯度并且计算电迁移通量。如果应力超过空隙成核所需要的临界值时，线将发生故障。因为电路互连件具有的高电流密度，所以评估IC金属化可靠性是非常重要的。例如，薄膜IC互连件具有在10⁵至10⁶A/cm²的范围内的相对较高的电流密度，这会导致电子流的方向上的大原子通量。因此，需要设计和/或制造能承受电迁移冲击的IC，以在目标电流密度下具有目标产品寿命。

在一种方法中，伪通孔(或通孔塞)添加到导体中。伪通孔是非功能性的，它不形成信号线的一部分。伪通孔也是无源的，它不偏置连接到任何电压。伪通孔在一端连接于导体，而在另一端处保持浮置。伪通孔成为用于导体的无源原子供应源。因为导体的顶面不是主要的电迁移扩散路径，所以这种方法一般对电迁移具有较小影响。研究表明，通孔是原子通量发散的地方，使得通孔的主要电迁移可靠性受到关注。在另一种方法中，伪线通过在不同位置处延伸导体的宽度而被添加到导体中。这些伪线成为导体的无源原子供应源。这种方法具有其自身的缺点。当导体的电流改变方向时，先前的无源原子供应源可以成为无源原子接收器，从而使电迁移的寿命恶化。因此，需要在这些方面的改进。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种集成电路(IC)，包括：第一导体，位于所述集成电路的一层中；第二导体，位于所述集成电路的另一层中；第一金属塞，连接所述第一导体和所述第二导体；原子源导体(ASC)，位于所述集成电路的一层中且接合至所述第一导体；以及第二金属塞，将所述原子源导体连接至所述集成电路的电压源，其中，所述第一导体和所述原子源导体被配置为偏置连接至不同的电压，以建立从所述第二金属塞到所述第一金属塞的电子路径，使得所述原子源导体充当用于所述第一导体的有源原子源。

根据本发明的另一方面，提供了一种集成电路(IC)，包括：第一导体，位于所述集成电路的一层中；第一金属塞、第二金属塞和第三金属塞，将所述第一导体连接至所述集成电路的一个或多个其他导体；第一原子源导体(ASC)，位于所述集成电路的一层中，且在邻近所述第一金属塞处接合至所述第一导体；第四金属塞，将所述第一原子源导体连接至所述集成电路的电压源；第二原子源导体，位于所述集成电路的一层中，且在邻近所述第二金属塞处接合至所述第一导体；以及第五金属塞，将所述第二原子源导体连接至所述集成电路的电压源，其中，所述第一导体、所述第一原子源导体和所述第二原子源导体被配置为偏置连接至不同的电压，以建立从所述第四金属塞到所述第一金属塞以及从所述第五金属塞到所述第二金属塞的电子路径，使得所述第一原子源导体和所述第二原子源导体充当用于所述第一导体的有源原子源。