导电线之间的水平可编程导电桥

本申请要求于2019年5月16日提交的美国临时申请号62/848,657和于2019年8月08日提交的美国申请号16/535,225的权益，这些美国申请的全部内容通过援引并入本文。

技术领域

本披露内容涉及包括半导体器件、晶体管、和集成电路的微电子器件，包括微细加工的方法。

背景技术

微电子器件通常具有器件层或平面，比如晶体管，这些晶体管可以是场效应晶体管(FET)。这些晶体管通过使用形成在这些器件上方的几个布线层级连接在一起。布线层级中的层或平面通常具有水平延伸的线(又称为水平导线、水平导电线、导电线)。在水平导线的层之间存在竖直互连(例如，通孔)，这些竖直互连本质上是较短的线，用于将一个平面中的给定导电线连接到另一平面中的对应导电线或器件。通孔和导电线的特定几何形状和安置基于逻辑应用或存储器应用的电路设计。

发明内容

在常规电路中，在微细加工之后对电路元件的功能进行修改具有局限性。目前，为了启用新的电路元件，设计需要导通或关断晶体管以启用特定的数据路径。这意味着始终需要电力来使添加的电路元件保持(例如)导通或关断。当添加的电路元件通电时，导通或关断电路块的数据必须以硬代码或使用非易失性存储器短路。如果设计人员想要从一条金属线(或一条导电线)将单条路径连接到另一条金属线(或一条不同的导电线)，则需要新的光掩模形成这种连接。此外，如果设计人员想要去除电路，则需要新的金属掩模(金属层的光掩模)来切割特定的金属线以形成短接(或连接)。向微细加工流程中添加新的掩模和定制掩模是昂贵的并且会降低产量。

本文中的本披露内容增强了与逻辑电路、存储器元件、晶体管和(具有编程或可编程特征的)所有电路元件的2D连接和3D连接，而无需对光掩模不断进行修改。本文中的本披露内容包括在水平导电线之间形成连接，这些连接在微细加工之后可以导通或关断。

在一个实施例中，水平导电线包括一个或多个通过使用比如相变材料等可编程材料制成的连接。通过使用输送到相变材料的电流模式，相变材料可以在微细加工之后从导电变为非导电。因此，任何数量的电路元件都可以在微细加工之后短接或连接。因此，本文中的技术消除了制造新的光掩模的常规需要，并且将复杂的数据代码存储在管芯中以导通或关断电路区块。在将管芯放置在包装物或系统中之后，可以对金属线(或导电线)之间的水平连接进行编程。这种能力能够通过无限期地导通或无限期地关断电路区块来快速改变电路设计功能。无论给定器件被供电还是未被供电，都会保持这种功能变化。如可以理解的，可以使用这种技术实现许多好处。例如，可以降低用于运行的功率，因为每次启动和使用管芯都不需要有源电路元件来使新电路区块保持有效。

当然，本文所披露的制造步骤的顺序是为了清楚起见而呈现的。通常，这些制造步骤可以以任何合适的顺序执行。另外地，尽管可能在本披露的不同地方讨论了本文中的不同特征、技术、配置等中的每一个，但是应当注意，可以彼此独立地或彼此组合地执行每个构思。因此，可以以许多不同的方式来实施和查看本披露内容。

应当注意，本发明内容部分未指定本披露内容或所要求保护的发明的每个实施例和/或递增的新颖方面。相反，本发明内容仅提供了对不同实施例以及与常规技术相比的新颖性对应点的初步讨论。对于本发明和实施例的附加细节和/或可能的观点而言，读者应查阅如以下进一步讨论的本披露内容的具体实施方式部分和相应附图。

根据本披露内容的一方面，提供了一种半导体器件。半导体器件包括具有多个晶体管器件的第一层级以及定位在第一层级上的第一布线层级。第一布线层级包括平行于第一层级延伸的多条导电线、以及平行于第一层级延伸的一个或多个可编程水平桥。一个或多个可编程水平桥中的每一个可编程水平桥电连接第一布线层级中的多条导电线中的两条相应导电线。一个或多个可编程水平桥基于具有可变电阻率的可编程材料形成，具有可变电阻率是在于一个或多个可编程水平桥在导电与非导电之间改变。

在一些实施例中，一个或多个可编程水平桥中的一个可编程水平桥进一步连接到定位在一个或多个可编程水平桥中的一个可编程水平桥下方并且垂直于第一层级延伸的导电垂直互连。

一个或多个可编程水平桥可以根据输送到一个或多个可编程水平桥的电流模式在导电与非导电之间改变。在一些实施例中，可编程材料是相变材料，该相变材料根据输送到一个或多个可编程水平桥的电流模式在导电与非导电之间改变。电流模式可以包括使相变材料变为非晶态的第一电流模式、以及使相变材料变为结晶态的第二电流模式。

在所披露的半导体器件中，可编程材料填满一个或多个可编程水平桥中的每一个可编程水平桥。另外，一个或多个可编程水平桥中的一个可编程水平桥可以替换多条导电线中的一条导电线的一段。

在一些实施例中，一个或多个可编程水平桥包括基于响应于第三电流模式改变电阻率的第一可编程材料形成的第一可编程水平桥、以及基于响应于第四电流模式改变电阻率的第二可编程材料形成的第二可编程水平桥。

在所披露的半导体器件中，一个或多个可编程水平桥中的一个可编程水平桥的侧壁从连接到该一个或多个可编程水平桥中的这一个可编程水平桥的多条导线中的一条导电线的侧壁突出。

在所披露的半导体器件中，一个或多个可编程水平桥中的每一个可编程水平桥定位在相应的位置以切换对应的集成电路的预定功能。

根据本披露的另一方面，提供了一种用于形成半导体器件的方法。在所披露的方法中，形成多条导电线作为半导体器件的第一布线层级的一部分。第一布线层级定位在具有多个晶体管器件的第一层级上。多条导电线平行于第一层级延伸。另外，形成平行于第一层级延伸并且电连接第一布线层级中的多条导电线中的两条导电线的可编程水平桥。可编程水平桥基于可编程材料形成，该可编程材料根据输送到可编程水平桥的电流模式在导电状态与非导电状态之间变相。

在一些实施例中，在定位在衬底上的介电材料中形成浮雕图案。浮雕图案具有多个沟槽。进一步，沉积可编程材料以填充浮雕图案的多个沟槽中的一个沟槽。然后通过第一掩模覆盖可编程材料的一部分。随后去除可编程材料的未覆盖部分，从而在多个沟槽的那一个沟槽中形成一个或多个沟槽部段。然后去除第一掩模，并且用导电材料填充一个或多个沟槽部段。

在实施例中，可以以结晶状态沉积可编程材料。在另一个实施例中，可以以非晶状态沉积可编程材料。

在一些实施例中，在定位在衬底上的介电材料中形成浮雕图案。浮雕图案具有多个沟槽。用导电材料填充多个沟槽以形成多条导电线。进一步，在多条导电线中的两条导电线之间形成一个沟槽部段，并且用可编程材料填充这个沟槽部段以形成可编程水平桥，该可编程水平桥连接第一布线层级中的多条导电线中的两条导电线。

在所披露的方法中，在多个沟槽中沉积导电材料以形成多条导电线，并且可编程材料沉积在沟槽部段中以形成可编程水平桥从而物理地连接多条导电线中的两条导电线。在一些实施例中，在沟槽部段中沉积可编程材料包括去除填充沟槽部段的牺牲材料并且用可编程材料替换牺牲材料。

根据本披露内容的又一方面，提供了一种用于操作半导体器件的方法。在所披露的方法中，访问半导体器件。半导体器件具有包括多个晶体管器件的第一层级、以及定位在第一层级上的第一布线层级。第一布线层级包括平行于第一层级延伸的多条导电线，并且一个或多个可编程水平桥平行于第一层级延伸。一个或多个可编程水平桥中的每一个可编程水平桥电连接第一布线层级中的多条导电线中的两条相应导电线，其中一个或多个可编程水平桥包括具有可变电阻率的可编程材料，具有可变电阻率是在于一个或多个可编程水平桥在导电与非导电之间改变。

进一步，在所披露的方法中，识别特定电路功能以通过向一个或多个可编程水平桥传输电流模式来相应地操作一个或多个可编程水平桥。

在一些实施例中，识别第一特定电路功能以通过向一个或多个可编程水平桥传输第一电流模式来停用一个或多个可编程水平桥。第一电流模式使一个或多个可编程水平桥从导电变为非导电，使得停用特定电路功能。

在一些实施例中，识别第二特定电路功能以通过向一个或多个可编程水平桥传输第二电流模式来启动一个或多个可编程水平桥。第二电流模式使一个或多个可编程水平桥从导电变为非导电，使得启动特定电路功能。

在一些实施例中，识别第三特定电路功能以通过向一个或多个可编程水平桥传输第三电流模式来停用一个或多个可编程水平桥。第三电流模式使一个或多个可编程水平桥从非导电变为导电，使得停用特定电路功能。

在一些实施例中，识别第四特定电路功能以通过向一个或多个可编程水平桥传输第四电流模式来启动一个或多个可编程水平桥。第四电流模式使一个或多个可编程水平桥从非导电变为导电，使得启动特定电路功能。

附图说明

当与附图一起阅读时，从以下详细描述中最好地理解本披露内容的方面。注意，根据行业中的标准做法，各种特征未按比例绘制。事实上，为了讨论的清楚起见，各种特征的尺寸可以被任意增大或减小。

图1是根据一些实施例的包括导电线的示例性衬底部段的自上而下视图。

图2是根据一些实施例的包括导电线和可编程水平桥的示例性衬底部段的自上而下视图。

图3是根据一些实施例的包括可编程水平桥的示例性衬底部段的截面侧视图。

图4是根据一些实施例的包括可编程水平桥的示例性衬底部段的另一个截面侧视图。

图5是根据一些实施例的包括可编程水平桥的示例性衬底部段的截面视图。

图6至图10是根据一些实施例的制造包括可编程水平互连的半导体器件的各个中间步骤的截面视图。

图11至图15是根据一些实施例的制造包括可编程水平互连的另一个半导体器件的各个中间步骤的截面视图和自上而下视图。

具体实施方式

以下披露内容提供了用于实施所提供的主题的不同特征的许多不同的实施例或示例。以下描述了部件和布置的特定示例以简化本披露内容。当然，这些仅是示例，并且不旨在进行限制。另外，本披露内容可能会在各个示例中重复使用附图标记和/或字母。该重复是出于简单和清楚的目的，并且其本身并不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。

进一步地，为了便于描述，在本文中可以使用诸如“之下”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等空间相关的术语来描述如附图中所展示的一个元素或特征与一个或多个其他元素或特征的关系。除了在附图中所描绘的取向之外，空间相关的术语还旨在涵盖装置在使用或操作中的不同取向。可以以其他方式定向该装置(旋转90度或处于其他取向)，并且相应地可以以同样的方式解释本文使用的空间相关的描述符。

在整个本说明书中对“一个实施例”或“实施例”的提及意味着与实施例相结合描述的特定特征、结构、材料、或特性包括在至少一个实施例中，但是不表示它们存在于每个实施例中。因此，在整个本说明书中各处出现的短语“在一个实施例中”不一定指代同一个实施例。此外，在一个或多个实施例中，可以以任何合适的方式来组合特定特征、结构、材料或特性。

本文中的技术包括在水平导电线或导线之间形成在微细加工之后可以导通或关断的可编程连接(还称为可编程桥、可编程水平桥)。水平导电线通常在平行于电路的晶体管器件层或平面的平面中延伸。例如，微电子电路通常包括多层级或多平面的导电线，这些导电线互连并且包括竖直互连(例如，通孔)以将给定平面中的导电线连接到另一个平面中的导电线。这些通孔是竖直的，因为它们通常垂直于导电线平面(或金属层)以及晶体管器件层级延伸。在一个实施例中，可编程连接包括使用如相变材料等可编程材料制成的一个或多个连接。通过使用输送到可编程连接(相变材料)的电流模式，相变材料可以在微细加工之后从导电材料变为非导电材料。因此，任何数量的电路元件都可以在微细加工之后短接或电连接。

这样，本文中的技术消除了制造新的光掩模的常规需要，并且将复杂的数据代码存储在管芯中以使电路区块通电或断电。在将对应的管芯放置在包装物或系统中之后，可以对金属线(或导电线)之间的水平互连进行编程。这种能力能够通过无限期地导通电路区块或无限期地关断电路区块来快速改变电路设计功能。无论给定器件被供电还是未被供电，都会保持这种功能变化。如可以理解的，可以使用这种技术实现许多好处。例如，可以降低用于运行功率，因为每次启动和使用管芯时都不需要有源电路元件来使新电路块保持有效。

在导电线之间形成水平可编程导电桥(又称为可编程水平桥)的方法可以集成到常规的金属化工艺流程中。例如，在一个工艺流程中，形成金属层(或布线层级)。可以通过单镶嵌或双镶嵌的方式形成此金属层。可以沉积、掩蔽和蚀刻金属(或导电材料)。可以可选地添加导电衬垫。相变材料可以沉积在所有沟槽中，然后选择性地掩蔽以覆盖相变材料的需要保留的部分，同时去除相变材料的未覆盖部分。然后可以在未覆盖的沟槽中沉积导电材料。替代性地，首先形成金属线(或导电线)，然后将相变材料沉积在沟槽或开口中，这些沟槽或开口用可替换/牺牲材料来形成或被选择性掩蔽或填充。

相变材料是可以将其物理性质改变为导电或非导电(电阻或绝缘)的材料。示例材料包括InSe、SbSe、SbTe、InSbSe、InSbTe、GeSbSe、GeSbTeSe和AgIn InSe、SbSe、SbTe、InSbSe、InSbTe、GeSbSe、GeSbTeSe、AgIn、Ag2Se、Ge2Se3、GeSb、Ge2Sb2、GeSbTeN和Ge2Sb2Te5。这些材料是可相变的，因为分子结构可以响应于输送到这些材料的特定电流模式而在非晶态与结晶态之间改变。衬垫材料可以可选地用于保持或帮助容纳相变材料。示例衬垫材料包括TiN、TaN、Ta、TiW、Ti、Ru、Au、W、Cu、Pt、CoSi2、NiSi2、TiSi2、Mo、Al、CuAl和CuMn。

图1是包括多条导电线102-108的示例衬底部段100的自上而下视图。导电线可以定位在衬底101(参考图3)上并且可以由钨、铜、钌、钴、铝、或其他合适的导电材料制成。注意，导电线之间还存在间隙。例如，图1中包括三个间隙110-114。这些间隙可以是被设计为在这些位置没有沉积导电材料(通过掩蔽和/或使用虚设/牺牲材料)的线段或沟槽部段。可以形成介电层116以将导电线彼此隔开。介电层116可以是SiO、SiN或其他合适的介电材料。

图2是在添加可编程材料以形成一个或多个可编程水平桥之后的衬底部段100的自上而下视图。如图2中所示，在间隙110和112的位置处形成两个可编程水平桥118和120。可编程水平桥118连接导电线108和110，并且可编程水平桥120连接导电线104和108。为了形成可编程水平桥118和120，可以通过光掩模(未示出)和蚀刻工艺形成间隙(线段或沟槽部段)110-112。光掩模可以进一步用于用作对可编程材料到特定区域(例如，间隙110-112)的沉积进行限制的保持掩模，以形成分别物理地连接或桥接两条导电线的可编程水平桥118-120。注意，可编程水平桥(例如，118)可以定位在两条平行线之间，或者可编程水平桥(例如，120)可以沿着单条线路径延伸。

图3是沿着垂直于图2中的衬底部段100的顶表面的方向从线A-A’获得的衬底部段100的截面侧视图。如图3中所示，衬底部段100可以包括衬底101。衬底101可以包括硅(Si)衬底、锗(Ge)衬底、硅锗(SiGe)衬底和/或绝缘体上硅(SOI)衬底。在衬底101上，可以形成绝缘层122。可以由SiO、SiN或其他合适的介电材料制成绝缘层122。导电线104和108以及可编程水平桥120形成在绝缘层122上，其中可编程水平桥120连接导电线104和108。

在一些实施例中，给定的金属层(或布线层级)形成有用于沉积相变材料以填充沟槽部段的开口(或间隙、线段、沟槽部段)，然后执行全面回蚀或化学机械平坦化(CMP)以去除导电线上的任何过多相变材料。图4图示了衬底部段100的截面侧视图，其中可编程水平桥120被平坦化，使得可编程水平桥120的顶表面与导电线104和108的顶表面齐平。在完成表面平坦化工艺后，形成比如第一布线层级等布线层级，该布线层级布置在绝缘层122上，并且包括导电线104和108、以及可编程水平桥120。

注意，如果导电线具有暴露的侧壁，则相变材料可以沉积在侧壁上或者在初始全面蚀刻以去除图4中提到的过多相变材料之后保留在侧壁上。图5图示了在进行全面回蚀或CMP以去除导电线104和108上的任何过多相变材料之后保留在导电线104的侧壁上的相变材料的截面视图。图5是从沿着垂直于图4中的导电线104的方向的线B-B’获得的。

图6至图9图示了形成可编程水平互连的示例性单镶嵌流程。如图6中所示，提供了衬底部段200。衬底部段200具有衬底202、形成在衬底202上的绝缘层204、形成在绝缘层204上的蚀刻停止层206以及形成在蚀刻停止层206上的介电层208。进一步，可以通过比如光刻工艺和蚀刻工艺的组合等任何合适的制造工艺在介电层208中形成浮雕图案。浮雕图案可以包括多个沟槽。例如，图6中包括两个沟槽210和212。在一些实施例中，蚀刻停止层206可以包括SiN、SiC、SiCN、AlO和其他合适的材料。可以由SiO或低K材料制成介电层208。

在图7中，然后可以通过使用合适的沉积工艺用比如钨、铜、钌、钴等导电材料晶种和填充沟槽210和212。沉积工艺可以包括化学气相沉积(CVD)、物理气相沉积、原子层沉积、扩散、溅射、或其他合适的沉积工艺。可以通过CMP工艺从介电层208的顶表面去除过多导电材料(例如，金属)。在CMP工艺之后，可以形成多条导电线并且导电线通过介电层208彼此间隔开。例如，图7中包括两条导电线214和216。

进一步，可以使用光刻胶掩模(未示出)来去除选定位置处的导电线之间的介电层。图8图示了定位在导电线214与216之间的介电层208被去除。为了去除导电线214与216之间的介电层208，可以施加光刻胶掩模以覆盖导电线214和216，并且使导电线214与216之间的介电层208不被覆盖。可以应用随后的蚀刻工艺以去除导电线214与216之间的介电层208。然后通过灰化工艺去除光刻胶掩模，并且在导电线214与216之间形成间隙(或线段、沟槽部段)218。

在图9中，可以可选地添加导电衬垫(未示出)以填充间隙218，然后在导电衬垫上沉积相变材料220以填满间隙218。相变材料220进一步覆盖导电线214和216的顶表面。导电衬垫可以包括TiN、TaN、Ta、TiW、Ti、Ru、Au、W、Cu、Pt、CoSi2、NiSi2、TiSi2、Mo、Al、CuAl、CuMn或其他合适的材料。图9中沉积的相变材料220可以包括InSe、SbSe、SbTe、InSbSe、InSbTe、GeSbSe、GeSbTeSe和AgIn InSe、SbSe、SbTe、InSbSe、InSbTe、GeSbSe、GeSbTeSe、AgIn、Ag2Se、Ge2Se3、GeSb、Ge2Sb2、GeSbTeN和Ge2Sb2Te5。可以以结晶状态或非晶状态沉积相变材料220。可以应用许多合适的工艺来形成相变材料，比如CVD(化学气相沉积)、PVD(物理气相沉积)、扩散、溅射和原子层沉积(ALD)。例如，可以通过单元素源在1×10-8毫巴的基础压力下热蒸发来制备Ge2Sb2Te5。

如图10中所示，然后可以用回蚀或CMP工艺加工衬底部段200，以去除覆盖导电线214和216的顶表面的任何过多相变材料220。保留在间隙218中的相变材料220变成可编程水平桥222。在一些实施例中，可以在可编程水平桥222上可选地添加遮盖层(未示出)。进一步，然后可以在可编程水平桥222和导电线214-216上沉积绝缘层224。当形成绝缘层224时，然后可以继续传统的微细加工工艺以完成对应的芯片。

图11至图15图示了形成可编程水平桥的另一个示例性流程。如图11中所示，提供了衬底部段300。衬底部段300具有衬底302、形成在衬底302上的绝缘层304、形成在绝缘层304上的蚀刻停止层306和形成在蚀刻停止层306上的介电层308。进一步，可以通过比如光刻工艺和蚀刻工艺的组合等任何合适的制造工艺在介电层308中形成浮雕图案。浮雕图案可以包括多个沟槽。例如，图11中包括两个沟槽310和312。在一些实施例中，蚀刻停止层306可以包括SiN、SiC、SiCN、AlO和其他合适的材料。可以由SiO或低K材料制成介电层308。

在图12中，可以沉积相变材料314以填充沟槽310和312。相变材料314可以进一步覆盖介电层308。在一些实施例中，可以在相变材料314上可选地沉积遮盖层316。遮盖层可以包括SiN、SiC、高K材料、低K材料、金属氧化物、ALD金属氧化物等。可以应用任何合适的工艺来形成遮盖层，如CVD工艺、PVD工艺、扩散工艺和ALD工艺。

接着，可以可选地去除任何过多相变材料314。通过使用光刻工艺，可以形成蚀刻掩模以选择性地覆盖相变材料的需要保留的部分。接着可以蚀刻相变材料314以去除所有未覆盖部分，并且可以从衬底部段300去除蚀刻掩模和对应材料(例如，蚀刻残余物)，留下图13中所示的可编程水平桥318和多个线段(或沟槽部段)313、315、317。

在图14中，制造过程可以继续金属沉积作为镶嵌流程的一部分。可以沉积金属以填充在线段313、315和317中。金属可以进一步覆盖介电层308和可编程水平桥318。随后可以应用表面平坦化工艺(例如，CMP)以从介电层308的顶表面去除任何过多导电材料。表面平坦化工艺可以进一步去除形成在可编程水平桥318上的遮盖层316。保留在线段313、315和317中的金属分别变成多条导电线320、322和324。在一些实施例中，随后可以在导电线和可编程水平桥318上形成遮盖层326。类似于遮盖层316，遮盖层326可以是SiN、SiC、高K材料、低K材料、金属氧化物、ALD金属氧化物等。

图15是当形成导电线时衬底部段300的自上而下视图。应该注意，图14中的衬底部段300的截面视图是从沿着垂直于图15中的导电线320、322和324的方向的线C-C'获得的。为了简单和清楚起见，图15中未示出遮盖层326。

可以理解，本文中设想了若干实施例，包括可编程水平桥(又称为可编程线段)、制造方法和使用方法。一个实施例是微电子器件，该微电子器件包括具有多个晶体管器件或比如电容器等其他半导体器件的第一层级。在相对于第一层级的不同平面中形成多个布线层级。多个布线层级中的第一布线层级可以定位在第一层级上，并且多个布线层级中的第二布线层级可以定位在第一布线层级上。多个布线层级包括平行于第一层级延伸的导电材料线(或导电线)。布线层级包括将给定布线层级彼此连接的竖直互连(例如，通孔)。布线层级可以形成在晶体管器件的平面上方和/或下方。

可编程线段形成为给定布线层级的特定线段。可编程线段包括具有可变电阻率的可编程材料，具有可变电阻率是在于可编程线段可以在导电与非导电之间改变。当可编程线段被编程时，形成可编程线段的可编程材料本身可以被改变、切换或“编程”以用作导体或用作非导体(电阻器)或用作部分导体。注意，本文中“非导体”意味着可编程线段相对于导电状态对传导对应微电子器件的电信号具有电阻性，在导电状态中，可编程线段在两条导电线或结构之间导电。因此，可编程线段是两个导体或导电实体之间的电阻率可变桥。

可编程线段可以根据输送到可编程线段的电流模式在导电与非导电之间改变。可以基于相变材料形成可编程线段。向可编程线段输送第一电流模式使相变材料变为非晶态，而向可编程线段输送第二电流模式使相变材料变为结晶态。例如，给定的脉冲模式可以具有短脉冲或长脉冲，因此影响分子结构。

可编程线段可以填充对应线的整个截面部段。换言之，线或导电实体的金属或导电材料不形成线段的实现信号传输的部分，比如在部段的外侧部分周围。取而代之，去除整个线段并且用可编程材料替换，或者可编程材料填充两条导电线之间的间隙或沿着导电线延伸，其中可编程线段可以连接两条直径小于500微米或截面宽度小于500纳米的导电线。

可编程线段可以形成在给定的金属层(或布线层级)内，或者可以形成在两个或更多个金属层上。可编程线段可以连接定位在同一布线层级中的两条平行导电线，或者可以替换一段特定的导电线。可编程线段可以包括与第一相变材料不同的第二相变材料，不同之处在于电阻率变换由不同的电流模式触发。第一可编程线段由响应于第一电流模式改变电阻率的第一材料形成，并且第二可编程线段由响应于第二电流模式改变电阻率的第二材料形成。换言之，例如，形成双层可编程水平桥。如果第一相变材料和第二相变材料中的任一相变材料被编程为导体，则可以跨双层可编程水平桥传输信号。

可编程线段定位在一个位置以切换对应的集成电路的预定功能。例如，该功能可以是单独晶体管、标准单元、晶体管集合、冗余电路、存储器阵列、或集成电路上的更大功能。如可以理解的，可以相应地切换任意数量的芯片功能。

另一个实施例包括形成微电子器件的方法。该方法包括形成作为半导体器件的布线层级的一部分的导电线。形成将第一导电线物理地连接到布线层级中的第二导电线的可编程水平桥。可以通过使用能够在导体与绝缘体之间发生相变的第一材料形成可编程水平桥。

可以以结晶状态或非晶状态沉积第一材料。这是有益的，因为(取决于特定的相变材料)以结晶状态沉积可以用于填充较小的空间，而沉积非晶态的材料可能更高效。

形成可编程水平桥包括在介电材料中形成浮雕图案，比如镶嵌图案，其中浮雕图案包括多个沟槽。沉积第一材料以填充浮雕图案的沟槽。通过使用第一掩模来掩蔽(或覆盖)第一材料的选定部分。从衬底部段去除第一材料的未覆盖部分。去除第一掩模，然后用导电材料填充沟槽。

形成可编程水平桥可以包括在沟槽中沉积导电材料以形成导电线、以及在沟槽部段(或线段、间隙)中沉积第一材料以物理地连接两条导电线。在沟槽部段中沉积第一材料可以包括去除填充沟槽部段的牺牲材料(例如，介电材料)并且用第一材料替换牺牲材料。

实施例可以包括使用微电子器件的方法。这些方法可以包括访问具有晶体管器件阵列和布线结构的微电子器件，该布线结构包括具有导电材料线和将给定导电材料线连接在一起的导电材料垂直互连的多个布线层级。布线结构包括连接两条导电线的至少一个可编程水平桥。可编程水平桥包括具有可变电阻率的第一材料，具有可变电阻率是在于可编程水平桥可以在导电与非导电之间改变。识别特定电路功能以对应于可编程水平桥来停用。然后向可编程水平桥传输第一电流模式，使可编程水平桥从导电变为非导电，使得停用特定电路功能。替代性地，识别特定电路功能以对应于可编程水平桥来启动。然后向可编程水平桥传输第二电流模式，使可编程水平桥从导电变为非导电，使得启动特定电路功能。在其他实施例中，向可编程水平桥输送第三电流模式，使可编程水平桥从非导电变为导电，使得停用特定电路功能。可以向可编程水平桥输送第四电流模式，使可编程水平桥从非导电变为导电，使得启动特定电路功能。

因此，通过能够基于可编程水平桥是导体还是非导体无限期地导通或关断特定器件功能，在特定导电线之间添加可编程水平桥提供了增强的器件功能。

在前面的描述中，已经阐明了具体细节，诸如处理系统的特定几何形状以及其中使用的各种部件和工艺的描述。然而，应当理解，本文的技术可以在脱离这些具体细节的其他实施例中实践，并且这些细节是出于解释而非限制的目的。已经参考附图描述了本文披露的实施例。类似地，出于解释的目的，已经提出了具体的数字、材料和配置以便提供透彻的理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践实施例。具有基本相同的功能结构的部件由相似的附图标记表示，并且因此可以省略任何多余的描述。

已经将各种技术描述为多个独立的操作以帮助理解各种实施例。描述的顺序不应当解释为意味着这些操作一定是依赖于顺序的。实际上，这些操作无需按照呈现的顺序进行。可以以与所描述的实施例不同的顺序来进行所描述的操作。在附加实施例中，可以进行各种附加操作和/或可以省略所描述的操作。

如本文所使用的，“衬底”或“目标衬底”通常是指根据本发明被加工的对象。衬底可以包括器件(特别是半导体或其他电子器件)的任何材料部分或结构，并且可以例如是基础衬底结构(比如半导体晶圆、掩模版)、或基础衬底结构上或上覆的层(比如薄膜)。因此，衬底不限于图案化或未图案化的任何特定基础结构、下层或上覆层，而是设想为包括任何这种层或基础结构、以及层和/或基础结构的任何组合。该描述可以参考特定类型的衬底，但这仅出于说明性目的。

本领域技术人员还将理解，在仍然实现本发明的相同目的的同时，可以对上述技术的操作做出许多改变。本披露内容的范围旨在包含这些改变。因此，本发明的实施例的前述描述不旨在是限制性的。相反，在所附权利要求中呈现了对本发明实施例的任何限制。