一種反熔絲結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種反熔絲結(jié)構(gòu)，包括：半導(dǎo)體襯底；柵極結(jié)構(gòu)，位于所述在STI上；接觸孔陣列，位于所述STI上，與所述柵極結(jié)構(gòu)并列且間隔設(shè)置；所述反熔絲結(jié)構(gòu)為由所述柵極結(jié)構(gòu)和所述接觸孔陣列形成的夾心結(jié)構(gòu)，所述夾心結(jié)構(gòu)的外側(cè)接地或者電源負(fù)極，在所述夾心結(jié)構(gòu)中間施加編程電壓。本發(fā)明所述反熔絲結(jié)構(gòu)包括間隔設(shè)置的接觸孔陣列和柵極結(jié)構(gòu)，所述接觸孔陣列和柵極結(jié)構(gòu)形成夾心結(jié)構(gòu)，在施加電壓情況下可以將接觸孔陣列和柵極結(jié)構(gòu)中間的介質(zhì)層（即柵的側(cè)墻）擊穿，完成對(duì)所述反熔絲結(jié)構(gòu)的編程。隨著現(xiàn)在制程的不斷縮小，柵與接觸孔的介質(zhì)層可以做的越來越薄，所述擊穿電壓即編程電壓可以越來越低，使編程電壓變得可控，提高了半導(dǎo)體器件的性能以及良率。
【專利說明】一種反熔絲結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，具體地，本發(fā)明涉及一種反熔絲結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]在包括(:103的集成電路中，通常希望能夠永久的存儲(chǔ)信息，后者在制造后形成集成電路的永久連接。通常可以選用可熔連接的熔絲或者器件實(shí)現(xiàn)所述目的。例如，熔絲也可以用于編程冗余元件，以替代同一失效元件。此外，熔絲可用于存儲(chǔ)芯片標(biāo)識(shí)或其他這樣的信息，或用于通過調(diào)節(jié)通路的電阻來調(diào)節(jié)電路速度。
[0003]所述熔絲器件中的一類是通過激光編程或燒斷的，以在半導(dǎo)體器件被處理和鈍化之后斷開連接，此類熔絲器件需要激光精確對(duì)準(zhǔn)熔絲器件上，精度要求很高，不然則會(huì)造成相鄰器件的損壞；此外，該類熔絲器件不能和許多最新工藝技術(shù)一起使用。
[0004]隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，反熔絲(八社1-血86)技術(shù)已經(jīng)吸引了很多
【發(fā)明者】、X設(shè)計(jì)者和制造商的顯著關(guān)注。反熔絲是可改變到導(dǎo)電狀態(tài)的結(jié)構(gòu)，或者換句話說，反熔絲是從不導(dǎo)電狀態(tài)改變?yōu)閷?dǎo)電狀態(tài)的電子器件。等同地，二元狀態(tài)可以是響應(yīng)于電應(yīng)力(如編程電壓或編程電流)的高電阻和低電阻中的任一種。反熔絲器件可以被布置在存儲(chǔ)陣列中，由此形成普遍公知的一次性可編程(019)存儲(chǔ)器。
[0005]目前的反熔絲開發(fā)集中在三維薄膜結(jié)構(gòu)和特殊的金屬間材料。這種反熔絲技術(shù)需要在標(biāo)準(zhǔn)0103工藝中不可利用的附加的處理步驟，這阻止了反熔絲在典型的和設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，這里，可編程性可以幫助克服不斷縮短的器件壽命周期和不斷上升的芯片開發(fā)成本的問題。因此，在工業(yè)上對(duì)使用標(biāo)準(zhǔn)0103工藝的可靠反熔絲結(jié)構(gòu)存在明顯的需要。
[0006]反熔絲(八社1-6186)的可編程芯片技術(shù)提供了穩(wěn)定的以及晶體管之間的導(dǎo)電路徑，相對(duì)于常規(guī)的保險(xiǎn)絲61冊(cè)1叩血868)的熔鏈接方法來說，反熔絲技術(shù)通過分裂導(dǎo)電路徑打開一個(gè)導(dǎo)電電路，反熔絲的通過成長(zhǎng)(^0^1118? 一個(gè)導(dǎo)電通道來關(guān)閉電路。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)中反熔絲(八社丨-血此)的結(jié)構(gòu)如圖匕和化所示，其中，在所述襯底101上形成金屬層102-介電層103-金屬層104的夾心結(jié)構(gòu)，其中所述介電層為非結(jié)晶硅(￡111101-1)110118 8111(3011)，利用所述反熔絲進(jìn)行柵極數(shù)組的程序化，其中如圖所示，當(dāng)在所述反熔絲結(jié)構(gòu)上不施加電壓時(shí)，所述中間介質(zhì)層處于“關(guān)”的狀態(tài)，此時(shí)所述介電層不導(dǎo)電，當(dāng)在所述熔絲結(jié)構(gòu)上施加電壓時(shí)，所述介電層非結(jié)晶娃(￡1111011)110118 8111(3011)變?yōu)槎嗑?br> (1)0178111⑶!0，處于導(dǎo)電狀態(tài)，所述反熔絲處于“開”的狀態(tài)，如圖113所示，以此進(jìn)行反熔絲的程序化。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)中高密度的反熔絲陣列)更多的是選用常規(guī)(1103器件中的多晶硅柵極結(jié)合位于所述柵極下方的硅氧化物來形成熔絲結(jié)構(gòu)，如圖2所示，所述反熔絲結(jié)構(gòu)包括位于襯底上的溝道氧化物層105、浮柵106、氧化物層107以及邏輯多晶硅108 (10^10 ？0150，當(dāng)所述0103器件的邏輯多晶硅108以及溝道氧化物層105、浮柵106、氧化物層107被擊穿后，實(shí)現(xiàn)所述反熔絲結(jié)構(gòu)的編程。
[0009]雖然反熔絲技術(shù)在半導(dǎo)體技術(shù)中得到廣泛的發(fā)展和應(yīng)用，但是隨著半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展以及器件尺寸的不斷縮小，現(xiàn)有技術(shù)中各種反熔絲結(jié)構(gòu)中熔絲的熔斷和擊穿電壓都不斷地縮小，使器件變得不夠穩(wěn)定，因此，需要對(duì)常規(guī)的反熔絲結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，以提高熔絲結(jié)構(gòu)的熔斷、擊穿電壓，提高器件的性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]在
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中引入了一系列簡(jiǎn)化形式的概念，這將在【具體實(shí)施方式】部分中進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護(hù)的技術(shù)方案的關(guān)鍵特征和必要技術(shù)特征，更不意味著試圖確定所要求保護(hù)的技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
[0011]本發(fā)明為了克服目前存在問題，提供了一種反熔絲結(jié)構(gòu)，包括:
[0012]半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底中形成有隔離結(jié)構(gòu)；
[0013]柵極結(jié)構(gòu)，位于所述隔離結(jié)構(gòu)上；
[0014]接觸孔陣列，位于所述隔離結(jié)構(gòu)上，與所述柵極結(jié)構(gòu)并列且間隔設(shè)置；
[0015]所述反熔絲結(jié)構(gòu)為由所述柵極結(jié)構(gòu)和所述接觸孔陣列形成的夾心結(jié)構(gòu)，所述夾心結(jié)構(gòu)的外側(cè)接地或者電源負(fù)極，在所述夾心結(jié)構(gòu)中間施加編程電壓。
[0016]作為優(yōu)選，所述反熔絲結(jié)構(gòu)包括間隔設(shè)置的柵極結(jié)構(gòu)-接觸孔陣列-柵極結(jié)構(gòu)。
[0017]作為優(yōu)選，所述反熔絲結(jié)構(gòu)包括間隔設(shè)置的接觸孔陣列-柵極結(jié)構(gòu)-接觸孔陣列。
[0018]作為優(yōu)選，所述柵極結(jié)構(gòu)和所述接觸孔陣列之間的間隔為20-200=1
[0019]作為優(yōu)選，所述隔離結(jié)構(gòu)為淺溝槽隔離，所述柵極結(jié)構(gòu)和所述接觸孔陣列直接設(shè)置于所述淺溝槽隔離上。
[0020]作為優(yōu)選，所述接觸孔陣列包括沿柵極方向設(shè)置的多個(gè)接觸孔，以及位于所述接觸孔上方連接所述多個(gè)接觸孔的金屬層。
[0021]作為優(yōu)選，所述接觸孔為方形。
[0022]作為優(yōu)選，所述接觸孔為矩形。
[0023]作為優(yōu)選，所述接觸孔的邊長(zhǎng)? 10011111。
[0024]作為優(yōu)選，所述柵極結(jié)構(gòu)為多晶硅柵極結(jié)構(gòu)或金屬柵極結(jié)構(gòu)。
[0025]作為優(yōu)選，所述多晶硅柵極為礦或V的多晶硅柵極。
[0026]作為優(yōu)選，所述柵極結(jié)構(gòu)的寬度彡10011111。
[0027]作為優(yōu)選，所述反熔絲結(jié)構(gòu)完成編程后的漏電流為10-10000^八。
[0028]本發(fā)明所述反熔絲結(jié)構(gòu)包括間隔設(shè)置的接觸孔陣列和柵極結(jié)構(gòu)，所述接觸孔陣列和柵極結(jié)構(gòu)形成夾心結(jié)構(gòu)，在施加電壓情況下可以將接觸孔陣列和柵極結(jié)構(gòu)中間的介質(zhì)層(即柵極結(jié)構(gòu)的側(cè)墻)擊穿，完成對(duì)所述反熔絲結(jié)構(gòu)的編程。隨著現(xiàn)在制程的不斷縮小，柵極結(jié)構(gòu)與接觸孔的介質(zhì)層可以做的越來越薄，所述擊穿電壓即編程電壓可以越來越低，在本發(fā)明中所述反熔絲結(jié)構(gòu)的編程電壓也可以通過所述接觸孔陣列和所述柵極結(jié)構(gòu)之間的距離進(jìn)行調(diào)整，以控制所述反熔絲結(jié)構(gòu)的擊穿電壓，解決了現(xiàn)有技術(shù)中隨著半導(dǎo)體器件尺寸的不斷減小，造成編程電壓過小的問題，使編程電壓變得可控，更加方便，提高了半導(dǎo)體器件的性能以及良率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]本發(fā)明的下列附圖在此作為本發(fā)明的一部分用于理解本發(fā)明。附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例及其描述，用來解釋本發(fā)明的裝置及原理。在附圖中，
[0030]圖匕-化為現(xiàn)有技術(shù)中反熔絲結(jié)構(gòu)處于關(guān)和開狀態(tài)時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中柵極反熔絲結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖33-3(1為本發(fā)明中【具體實(shí)施方式】中反熔絲結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖4為制備本發(fā)明中【具體實(shí)施方式】中反熔絲結(jié)構(gòu)擊穿電流示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0034]在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是，本發(fā)明可以無需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。
[0035]為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的描述，以說明本發(fā)明所述反熔絲結(jié)構(gòu)。顯然，本發(fā)明的施行并不限于半導(dǎo)體領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟習(xí)的特殊細(xì)節(jié)。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。
[0036]應(yīng)予以注意的是，這里所使用的術(shù)語僅是為了描述具體實(shí)施例，而非意圖限制根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例。如在這里所使用的，除非上下文另外明確指出，否則單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式。此外，還應(yīng)當(dāng)理解的是，當(dāng)在本說明書中使用術(shù)語“包含”和/或“包括”時(shí)，其指明存在所述特征、整體、步驟、操作、元件和/或組件，但不排除存在或附加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、元件、組件和/或它們的組合。
[0037]現(xiàn)在，將參照附圖更詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施例。然而，這些示例性實(shí)施例可以多種不同的形式來實(shí)施，并且不應(yīng)當(dāng)被解釋為只限于這里所闡述的實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解的是，提供這些實(shí)施例是為了使得本發(fā)明的公開徹底且完整，并且將這些示例性實(shí)施例的構(gòu)思充分傳達(dá)給本領(lǐng)域普通技術(shù)人員。在附圖中，為了清楚起見，夸大了層和區(qū)域的厚度，并且使用相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，因而將省略對(duì)它們的描述。
[0038]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的各種問題，提供了一種反熔絲結(jié)構(gòu)，包括:
[0039]半導(dǎo)體襯底；
[0040]柵極結(jié)構(gòu)203，位于所述半導(dǎo)體襯底上；
[0041]接觸孔陣列，位于所述半導(dǎo)體襯底上，與所述柵極結(jié)構(gòu)并列間隔設(shè)置；
[0042]所述反熔絲結(jié)構(gòu)為由所述柵極結(jié)構(gòu)203和所述接觸孔陣列形成的夾心結(jié)構(gòu)，在所述夾心結(jié)構(gòu)的外側(cè)接地或者電源負(fù)極，在所述夾心結(jié)構(gòu)中間施加編程電壓，所述柵極結(jié)構(gòu)203和所述接觸孔陣列被擊穿，完成所述反熔絲結(jié)構(gòu)的編程。
[0043]作為優(yōu)選，其中所述夾心結(jié)構(gòu)具有兩種實(shí)現(xiàn)方式，其中一種為柵極結(jié)構(gòu)-接觸孔陣列-柵極結(jié)構(gòu)的夾心結(jié)構(gòu)，其中一種為接觸孔陣列-柵極結(jié)構(gòu)-接觸孔陣列的夾心結(jié)構(gòu)。
[0044]本發(fā)明中所述夾心結(jié)構(gòu)并非上下層疊，所述夾心結(jié)構(gòu)為并列夾心，其中所述接觸孔陣列和所述柵極結(jié)構(gòu)203均設(shè)置于所述半導(dǎo)體襯底上，所述接觸孔陣列和所述柵極結(jié)構(gòu)203在所述半導(dǎo)體襯底上并排設(shè)置，作為優(yōu)選，所述接觸孔陣列和所述柵極結(jié)構(gòu)203平行設(shè)置，并且兩者之間具有一定的距離，在不是加電壓的情況下，所述接觸孔陣列和所述柵極結(jié)構(gòu)203之間為斷開狀態(tài)，當(dāng)所述接觸孔陣列和所述柵極結(jié)構(gòu)203之間施加電壓時(shí)，所述接觸孔陣列和所述柵極結(jié)構(gòu)203被擊穿，從而實(shí)現(xiàn)反熔絲結(jié)構(gòu)的編程。
[0045]進(jìn)一步，所述夾心結(jié)構(gòu)中，位于兩側(cè)的元件相同，例如均為接觸孔陣列，其中心為所述柵極結(jié)構(gòu)203，此時(shí)，所述反熔絲結(jié)構(gòu)包括間隔設(shè)置的柵極結(jié)構(gòu)-接觸孔陣列-柵極結(jié)構(gòu)，當(dāng)在所述兩側(cè)的柵極結(jié)構(gòu)上接地或者電源負(fù)極，在所述接觸孔陣列上施加編程電壓時(shí)，所述柵極結(jié)構(gòu)和所述接觸孔陣列被擊穿，完成所述反熔絲結(jié)構(gòu)的編程。
[0046]或者兩側(cè)均為所述柵極結(jié)構(gòu)203，而中心為接觸孔陣列，此時(shí)，所述反熔絲結(jié)構(gòu)包括間隔設(shè)置的接觸孔陣列-柵極結(jié)構(gòu)-接觸孔陣列，當(dāng)在所述兩側(cè)的接觸孔陣列上接地或者電源負(fù)極，在所述柵極結(jié)構(gòu)上施加編程電壓時(shí)，所述柵極結(jié)構(gòu)和所述接觸孔陣列被擊穿，完成所述反熔絲結(jié)構(gòu)的編程。
[0047]在本發(fā)明中所述接觸孔陣列和所述柵極結(jié)構(gòu)203之間的距離可以通過編程電壓的需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，即所述反熔絲結(jié)構(gòu)的編程電壓也可以通過所述接觸孔陣列和所述柵極結(jié)構(gòu)203之間的距離進(jìn)行調(diào)整，柵極結(jié)構(gòu)與接觸孔之間的介質(zhì)層越薄，所述擊穿電壓即編程電壓可以越來越低，解決了現(xiàn)有技術(shù)中隨著半導(dǎo)體器件尺寸的不斷減小，造成編程電壓過小的問題，使編程電壓變得可控，更加方便，提高了半導(dǎo)體器件的性能以及良率。作為優(yōu)選，所述柵極結(jié)構(gòu)203和所述接觸孔陣列之間的間隔為20-20011111，更優(yōu)選為50-15011111。
[0048]為了進(jìn)一步提高所述反熔絲結(jié)構(gòu)的性能，在所述半導(dǎo)體襯底中還形成有淺溝槽隔離，其中所述接觸孔陣列和所述柵極結(jié)構(gòu)203直接設(shè)置于所述淺溝槽隔離之上，以防止在施加電壓時(shí)在豎直方向上擊穿所述柵極結(jié)構(gòu)，而破壞所述反熔絲結(jié)構(gòu)的擊穿。需要說明的是，所述淺溝槽隔離還可以選用其他隔離結(jié)構(gòu)代替，例如通過高溫氧化形成隔離氧化物層，并不局限于某一種隔離結(jié)構(gòu)。
[0049]所述柵極結(jié)構(gòu)203可以為多晶硅柵極、金屬柵極或高1(金屬柵極中的一種，當(dāng)選用多晶娃柵極時(shí)，優(yōu)選礦或？+的多晶娃柵極，以增加后編程電壓(￠1081: ^0^X3^
[0050]作為優(yōu)選，為了使所述反熔絲結(jié)構(gòu)具有良好的性能，現(xiàn)對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)增加所述柵極結(jié)構(gòu)的寬度，控制所述柵極結(jié)構(gòu)的寬度? 10011111,以減小所述反熔絲結(jié)構(gòu)中編程電壓的變化
[0051]其中，所述接觸孔陣列包括沿柵極結(jié)構(gòu)203方向排列的多個(gè)接觸孔201，所述接觸孔陣列與所述柵極結(jié)構(gòu)平行設(shè)置，并且所述接觸孔201與所述柵極結(jié)構(gòu)之間的距離為20-20011111，更優(yōu)選為 50-15011111。
[0052]作為優(yōu)選，所述多個(gè)接觸孔201之間設(shè)置有一定間隔。為了在所述接觸孔陣列上施加電壓，在所述接觸孔201上方設(shè)置金屬層202，將所述多個(gè)接觸孔201電連接。所述金屬層可以選用常規(guī)的導(dǎo)電材料可以選擇銅、鋁等常用導(dǎo)電材料，并不局限于某一種。
[0053]進(jìn)一步，所述接觸孔201的形狀為方形，可以為正方形和矩形中的一種，其中當(dāng)所述接觸孔201為正方形時(shí)，只要所述多個(gè)接觸孔201的排列方向沿柵極結(jié)構(gòu)203的方向即可，以保證所述接觸孔陣列與所述柵極結(jié)構(gòu)203平行；當(dāng)所述接觸孔選用矩形時(shí)，所述矩形接觸孔的設(shè)置方式優(yōu)選為其長(zhǎng)沿柵極結(jié)構(gòu)203的方向，其寬與接觸孔陣列以及柵極結(jié)構(gòu)203方向垂直。
[0054]為了提高所述反熔絲結(jié)構(gòu)的性能，降低編程電壓的減小，增加所述接觸孔201的大小，其邊長(zhǎng)彡10011111，當(dāng)所述接觸孔201為矩形時(shí)，保證其寬彡10011111。
[0055]所述反熔絲結(jié)構(gòu)的工作原理為:所述柵極結(jié)構(gòu)203以及接觸孔陣列在不施加電壓的情況下，所述柵極結(jié)構(gòu)203和所述接觸孔陣列之間具有一定間隔，為斷開狀態(tài)；當(dāng)在所述反熔絲結(jié)構(gòu)中兩側(cè)的元件接地或者電源負(fù)極，在所述中間元件施加編程電壓時(shí)，所述柵極結(jié)構(gòu)203以及接觸孔陣列被擊穿，其電阻降低，電流變大，如圖4所示，本發(fā)明中所述反熔絲結(jié)構(gòu)的編程后漏電流(￠1081:可以根據(jù)控制的需求能夠得到很好的控制，
常規(guī)下所述編程后漏電流(￠081:丨一成叫一)為10-10000 9八。
[0056]本發(fā)明所述反熔絲結(jié)構(gòu)包括間隔設(shè)置的接觸孔陣列和柵極結(jié)構(gòu)，所述接觸孔陣列和柵極結(jié)構(gòu)形成夾心結(jié)構(gòu)，在施加電壓情況下可以將接觸孔陣列和柵極結(jié)構(gòu)擊穿，完成對(duì)所述反熔絲結(jié)構(gòu)的編程，在本發(fā)明中所述反熔絲結(jié)構(gòu)的編程電壓也可以通過所述接觸孔陣列和所述柵極結(jié)構(gòu)之間的距離進(jìn)行調(diào)整，解決了現(xiàn)有技術(shù)中隨著半導(dǎo)體器件尺寸的不斷減小，造成編程電壓過小的問題，使編程電壓變得可控，更加方便，提高了半導(dǎo)體器件的性能以及良率。
[0057]實(shí)施例1
[0058]在該【具體實(shí)施方式】中，所述反熔絲結(jié)構(gòu)如圖33所示，在該反熔絲結(jié)構(gòu)中包括位于夾心結(jié)構(gòu)中心的柵極結(jié)構(gòu)203以及位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的接觸孔陣列，所述柵極結(jié)構(gòu)203和所述接觸孔陣列均設(shè)置于淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上，所述接觸孔陣列和所述柵極結(jié)構(gòu)之間的距離 X 為 20-20011111，優(yōu)選為 10-20011111。
[0059]其中，位于所述柵極結(jié)構(gòu)203兩側(cè)的接觸孔陣列是相同的，在每個(gè)接觸孔陣列中包含多個(gè)接觸孔201，所述接觸孔201為正方形接觸孔，其邊長(zhǎng)? 100111
[0060]所述反熔絲的編程方法為:所述柵極結(jié)構(gòu)203以及接觸孔陣列在不施加電壓的情況下，所述柵極結(jié)構(gòu)203和所述接觸孔陣列之間具有一定間隔，為斷開狀態(tài)；當(dāng)在所述接觸孔陣列的金屬層202接地或者電源負(fù)極，在所述柵極結(jié)構(gòu)203施加編程電壓時(shí)，所述柵極結(jié)構(gòu)203以及接觸孔陣列被擊穿，完成所述反熔絲結(jié)構(gòu)的編程。
[0061]在該實(shí)施例中提供了一種所述反熔絲結(jié)構(gòu)的制備方法，所述方法僅僅為示例性的:
[0062]首先提供半導(dǎo)體襯底，在所述半導(dǎo)體襯底上形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；
[0063]具體地，所述半導(dǎo)體襯底可以為以下所提到的材料中的至少一種:硅、絕緣體上硅(301 \絕緣體上層疊硅(3301 \絕緣體上層疊鍺化硅(8-816601)以及絕緣體上鍺化硅(31(^01)等。在所述襯底中可以形成有摻雜區(qū)域和/或隔離結(jié)構(gòu)，所述隔離結(jié)構(gòu)為淺溝槽隔離(311)結(jié)構(gòu)或者局部氧化硅10(1)3)隔離結(jié)構(gòu)。此外，在所述半導(dǎo)體襯底還可以形成其他有源器件，在此不再贅述。
[0064]然后在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上上形成柵極結(jié)構(gòu)；
[0065]具體地，所述柵極結(jié)構(gòu)可以為多晶硅柵極、金屬柵極或高1(金屬柵極中的一種，當(dāng)選用多晶硅柵極時(shí)，優(yōu)選奸或？+的多晶硅柵極；下面以多晶硅柵極為例進(jìn)行說明:在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上形成多晶硅材料層，在本發(fā)明中所述多晶硅材料優(yōu)選為^型摻雜的多晶娃材料層。
[0066]在本發(fā)明中所述X型摻雜的多晶硅材料層可以通過離子擴(kuò)散或者離子注入的方法形成，當(dāng)選用離子擴(kuò)散方法形成所述多晶硅材料層時(shí)，可以在沉積的同時(shí)通入含有所需摻雜劑的氣體混合物，在沉積的同時(shí)進(jìn)行摻雜；作為優(yōu)選，在本發(fā)明中選用離子注入的方法形成所述~型摻雜多晶硅。圖案化所述多晶硅材料以形成柵極結(jié)構(gòu)。
[0067]接著在所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)形成所述接觸孔陣列；
[0068]具體地在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上形成層間介電層，間介電層較佳地由低介電常數(shù)介電材料所形成，例如氟娃玻璃(…^)、氧化娃(81110011、含碳材料(081-)3011-00111:8111111? 、孑匕洞性材料(￠01-0118-111^611181:61-181)或相"[以物。
[0069]層間介電層可為氧化硅層，包括利用熱化學(xué)氣相沉積^0)制造工藝或高密度等離子體(冊(cè)?)制造工藝形成的有摻雜或未摻雜的氧化硅的材料層，例如未經(jīng)摻雜的硅玻璃⑴$)、磷硅玻璃$3?或硼磷硅玻璃出?^)。此外，層間介電層也可以是摻雜硼或摻雜磷的自旋涂布式玻璃(81)111-011-812188, 30?、摻雜磷的四乙氧基硅烷(91203)或摻雜硼的四乙氧基硅烷(81203)0
[0070]然后圖案化所述層間介電層，形成接觸孔開口，圖案化方法可以選用本領(lǐng)用常用方法，例如首先形成光刻膠掩膜層，然后光刻，形成接觸孔開口圖案，然后以所述光刻膠為掩膜蝕刻所述層間介電層，然后選用導(dǎo)電材料填充所述接觸孔開口，形成接觸孔，所述導(dǎo)電材料可通過低壓化學(xué)氣相沉積仏--!))、等離子體輔助化學(xué)氣相沉積、金屬有機(jī)化學(xué)氣相沉積(10(^0)及原子層沉積(八⑶)或其它先進(jìn)的沉積技術(shù)形成。較佳地，導(dǎo)電材料為鎢材料。在另一實(shí)施例中，導(dǎo)電材料可為鈷((^)、鑰(10)、氮化鈦(11吣以及含有鎢的導(dǎo)電材料或其組合。
[0071〕 最后在所述接觸孔上方形成金屬層，所述金屬層的材料并不受特別的限制。可使用具有從仏、如、011 ? 0、10、I1、III和八1中選擇的一種或多種的導(dǎo)電材料和金屬化合物。除此之外，可使用其電導(dǎo)率通過摻雜等增大的已知導(dǎo)電聚合物，例如導(dǎo)電聚苯胺、導(dǎo)電聚吡咯、導(dǎo)電聚噻吩、聚亞乙基二氧噻吩^￡001)、聚苯乙烯磺酸酯$33)等。
[0072]實(shí)施例2
[0073]在該【具體實(shí)施方式】中，所述反熔絲結(jié)構(gòu)如圖36所示，在該反熔絲結(jié)構(gòu)中包括位于夾心結(jié)構(gòu)中心的接觸孔陣列以及位于所述接觸孔陣列兩側(cè)的柵極結(jié)構(gòu)203，所述柵極結(jié)構(gòu)203和所述接觸孔陣列均設(shè)置于淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上，所述接觸孔陣列和所述柵極結(jié)構(gòu)之間的距離 X 為 20-20011111，優(yōu)選為 10-20011111。
[0074]其中，位于接觸孔陣列兩側(cè)的所述柵極結(jié)構(gòu)203是相同的，其中接觸孔陣列中包含多個(gè)接觸孔201，所述接觸孔201為正方形接觸孔，其邊長(zhǎng)? 100111
[0075]所述反熔絲的編程方法為:所述柵極結(jié)構(gòu)203以及接觸孔陣列在不施加電壓的情況下，所述柵極結(jié)構(gòu)203和所述接觸孔陣列之間具有一定間隔，為斷開狀態(tài)；當(dāng)所述柵極結(jié)構(gòu)203接地或者電源負(fù)極，在所述接觸孔陣列的金屬層202施加編程電壓時(shí)，所述柵極結(jié)構(gòu)203以及接觸孔陣列被擊穿，完成所述反熔絲結(jié)構(gòu)的編程。
[0076]該實(shí)施例中所述反熔絲結(jié)構(gòu)的制備方法可以參照實(shí)施例1或者選用其他方法在此不再贅述。
[0077]實(shí)施例3
[0078]在該【具體實(shí)施方式】中，所述反熔絲結(jié)構(gòu)如圖3^所示，在該反熔絲結(jié)構(gòu)中包括位于夾心結(jié)構(gòu)中心的柵極結(jié)構(gòu)203以及位于所述柵極結(jié)構(gòu)兩側(cè)的接觸孔陣列，所述柵極結(jié)構(gòu)203和所述接觸孔陣列均設(shè)置于淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上，所述接觸孔陣列和所述柵極結(jié)構(gòu)之間的距離 X 為 20-20011111，優(yōu)選為 10-20011111。
[0079]其中，位于所述柵極結(jié)構(gòu)203兩側(cè)的接觸孔陣列是相同的，在每個(gè)接觸孔陣列中包含多個(gè)接觸孔201，所述接觸孔201為矩形接觸孔，所述矩形接觸孔的邊長(zhǎng)? 100！^。
[0080]所述反熔絲的編程方法為:所述柵極結(jié)構(gòu)203以及接觸孔陣列在不施加電壓的情況下，所述柵極結(jié)構(gòu)203和所述接觸孔陣列之間具有一定間隔，為斷開狀態(tài)；當(dāng)在所述接觸孔陣列的金屬層202接地或者電源負(fù)極，在所述柵極結(jié)構(gòu)203施加編程電壓時(shí)，所述柵極結(jié)構(gòu)203以及接觸孔陣列被擊穿，完成所述反熔絲結(jié)構(gòu)的編程。
[0081]該實(shí)施例中所述反熔絲結(jié)構(gòu)的制備方法可以參照實(shí)施例1或者選用其他方法在此不再贅述。
[0082]實(shí)施例4
[0083]在該【具體實(shí)施方式】中，所述反熔絲結(jié)構(gòu)如圖36所示，在該反熔絲結(jié)構(gòu)中包括位于夾心結(jié)構(gòu)中心的接觸孔陣列以及位于所述接觸孔陣列兩側(cè)的柵極結(jié)構(gòu)203，所述柵極結(jié)構(gòu)203和所述接觸孔陣列均設(shè)置于淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上，所述接觸孔陣列和所述柵極結(jié)構(gòu)之間的距離 X 為 20-20011111，優(yōu)選為 10-20011111。
[0084]其中，位于接觸孔陣列兩側(cè)的所述柵極結(jié)構(gòu)203是相同的，其中接觸孔陣列中包含多個(gè)接觸孔201，所述接觸孔201為矩形接觸孔，所述矩形接觸孔的邊長(zhǎng)? 100！^。
[0085]所述反熔絲的編程方法為:所述柵極結(jié)構(gòu)203以及接觸孔陣列在不施加電壓的情況下，所述柵極結(jié)構(gòu)203和所述接觸孔陣列之間具有一定間隔，為斷開狀態(tài)；當(dāng)所述柵極結(jié)構(gòu)203接地或者電源負(fù)極，在所述接觸孔陣列的金屬層202施加編程電壓時(shí)，所述柵極結(jié)構(gòu)203以及接觸孔陣列被擊穿，完成所述反熔絲結(jié)構(gòu)的編程。
[0086]該實(shí)施例中所述反熔絲結(jié)構(gòu)的制備方法可以參照實(shí)施例1或者選用其他方法在此不再贅述。
[0087]本發(fā)明已經(jīng)通過上述實(shí)施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施例只是用于舉例和說明的目的，而非意在將本發(fā)明限制于所描述的實(shí)施例范圍內(nèi)。此外本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由附屬的權(quán)利要求書及其等效范圍所界定。
【權(quán)利要求】
1.一種反熔絲結(jié)構(gòu)，包括: 半導(dǎo)體襯底，所述半導(dǎo)體襯底中形成有隔離結(jié)構(gòu)； 柵極結(jié)構(gòu)，位于所述隔離結(jié)構(gòu)上； 接觸孔陣列，位于所述隔離結(jié)構(gòu)上，與所述柵極結(jié)構(gòu)并列且間隔設(shè)置； 所述反熔絲結(jié)構(gòu)為由所述柵極結(jié)構(gòu)和所述接觸孔陣列形成的夾心結(jié)構(gòu)，所述夾心結(jié)構(gòu)的外側(cè)接地或者電源負(fù)極，在所述夾心結(jié)構(gòu)中間施加編程電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反熔絲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述反熔絲結(jié)構(gòu)包括間隔設(shè)置的柵極結(jié)構(gòu)-接觸孔陣列-柵極結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反熔絲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述反熔絲結(jié)構(gòu)包括間隔設(shè)置的接觸孔陣列-柵極結(jié)構(gòu)-接觸孔陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反熔絲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵極結(jié)構(gòu)和所述接觸孔陣列之間的間隔為20-200nm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反熔絲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述隔離結(jié)構(gòu)為淺溝槽隔離，所述柵極結(jié)構(gòu)和所述接觸孔陣列直接設(shè)置于所述淺溝槽隔離上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反熔絲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接觸孔陣列包括沿柵極方向設(shè)置的多個(gè)接觸孔，以及位于所述接觸孔上方連接所述多個(gè)接觸孔的金屬層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反熔絲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接觸孔為方形。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的反熔絲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接觸孔為矩形。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的反熔絲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述接觸孔的邊長(zhǎng)>lOOnm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反熔絲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵極結(jié)構(gòu)為多晶硅柵極結(jié)構(gòu)或金屬柵極結(jié)構(gòu)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的反熔絲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述多晶硅柵極為N+或P+的多晶娃棚極。
12.根據(jù)權(quán)利要求1或10所述的反熔絲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柵極結(jié)構(gòu)的寬度^ lOOnm。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反熔絲結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述反熔絲結(jié)構(gòu)完成編程后的漏電流為 10-10000 μ A。
【文檔編號(hào)】H01L23/525GK104347589SQ201310335568
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月2日
【發(fā)明者】馮軍宏, 甘正浩 申請(qǐng)人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司