端部處於不同高度的電編程熔絲結構及其製造方法
2023-05-14 19:49:36
專利名稱：端部處於不同高度的電編程熔絲結構及其製造方法
技術領域：
本發明總體涉及半導體結構及其製造方法，更具體地涉及熔絲及其製造方法，其採用熔絲元件，該元件利用現今的集成電路工作電壓來電編程。
背景技術：
過去，動態隨機存取存儲器(DRAM)陣列的修理通過如下完成以冗餘字線或位絨替代損壞字線或位線，同時使用雷射斷開導電材料製成的電路熔絲。隨著器件持續小型化，這些雷射熔絲的相對尺寸受到採用的雷射的波長限制。因此，雷射熔絲的尺寸不能無窮盡地收縮。這樣，由於實現熔化和避免對相鄰電路破壞所需要的矽空間，更難於實現燒蝕雷射熔斷熔絲。而且，通過斷路數千個雷射編程的熔絲來修理集成電路晶片是個耗時過程。
可選擇的熔絲方法是進行電編程熔絲。稱為e-熔絲的一次性電編程熔絲，由於其提供的電路和系統設計靈活性近來普遍起來。例如，甚至在將集成電路晶片封裝和安裝在系統中之後也可對e-熔絲編程(和雷射熔絲方法不同)。例如，用戶可以在將電路安裝在實地之後使電路設計適合應用的特殊需要。e-熔絲還可提供對電路設計的自由改變，或者解決在產品壽命中可能出現的問題。電編程熔絲遠小於燒蝕型熔絲，因而產生電路密度優勢。儘管電編程e-熔絲具有這些顯著優勢，但是與標準CMOS處理結合存在問題。而且，獲得使用現今標準工作電壓得到的斷路電壓的緊湊分布仍然有挑戰性。現有e-熔絲現在通常需要超過標準電源電壓的電壓來編程。因為工作電壓隨著每個連續代的集成電路技術持續迅速減小，所以獲得編程e-熔絲的足夠高的電壓會加重技術的電工作限制，並且例如由於需要電荷泵而增加電路的複雜性。
考慮到這一點，本領域仍然需要改進的電編程熔絲及其製造方法，其可以使用現今的晶片工作電壓容易地編程，並容易與標準半導體電路製造加工結合。
發明內容
簡單概括，本發明的一方面包括用於集成電路的熔絲。熔絲包括通過熔絲元件互連的第一端部和第二端部。該第一端部和第二端部相對於支撐面位於不同的高度，並且互連熔絲元件在第一端部和第二端部的不同高度之間轉變。
另外，第一和第二端部每一個都取向為與支撐面平行，熔絲元件包括取向為與支撐面垂直的部分。熔絲元件還包括至少一個直角彎角，該彎角從第一和第二端部的至少一個延伸到熔絲元件的垂直取向部分。一方面，熔絲厚度可變化，其中熔絲元件的厚度小於第一端部的厚度和第二端部的厚度。另一方面，支撐面是支撐半導體襯底的表面，其中第一端部至少部分位於支撐半導體襯底的擴散區域中，第二端部至少部分位於在支撐半導體襯底上延伸的多晶矽疊層中，其中第一端部、第二端部和熔絲元件為矽化物。
在其它實施例中，將側壁隔片提供在多晶矽疊層的側壁上，將熔絲元件的部分設置在側壁隔片上，所述熔絲元件的厚度小於第一端部的厚度和第二端部的厚度。另外，在一個實施例中，第一端部位於支撐面上，第二端部位於在支撐面上的高度H處，其中第二端部位於介質材料上。另外，支撐面可包括支撐半導體襯底的表面，第一端部位於半導體襯底中的擴散區域內，熔絲元件終止於第一端部上並具有寬度比其餘熔絲的寬度小的橋區。該寬度減小的橋的俯視圖可以是矩形或者三角形，並近似為尖角形，從而提高第一端部上和熔絲元件的直角彎角附近的熔絲的可編程性，該彎角從第一端部延伸到熔絲元件的與支撐面垂直取向的部分。
另一方面，提供製造用於集成電路的熔絲的方法。該方法包括提供支撐面，其中支撐結構位於支撐面上；形成在支撐面和支撐結構上表面之間延伸的熔絲，熔絲包括通過熔絲元件互連的第一端部和第二端部，其中第一端部位於支撐面上，第二端部位於支撐結構的上表面上，並且互連熔絲元件在相對於支撐面設置在不同高度的第一端部和第二端部之間轉變。
此外，通過本發明的技術實現了其他特徵和優點。在這裡詳細描述了本發明的其它實施例和方面並將其看作是請求保護的本發明的部分。
在說明書結尾的權利要求書中特別指出並清楚地請求保護本發明的主題。本發明的前述及其它目標、特徵和優點可通過下面結合附圖的詳細描述而清楚，其中圖1是現有技術的二維「狗骨」形狀電編程熔絲的一個實施例的俯視圖；圖2是根據本發明一方面在熔絲製造方法中獲得的中間結構的截面前視圖；圖3是根據本發明一方面在提供矽化物掩模和形成矽化物以限定熔絲結構之後的圖2的中間結構的截面前視圖；圖4是根據本發明一方面在去除矽化物掩模之後的圖3的結構的截面前視圖；圖5是根據本發明一方面在去除柵極疊層和用介質材料部分包圍熔絲結構之後的圖4的熔絲結構的截面前視圖；圖6是根據本發明一方面在另一種熔絲製造方法中獲得的中間結構的截面前視圖；圖7是根據本發明一方面在提供矽化物掩模和形成矽化物以限定熔絲結構之後的圖6的中間結構的截面前視圖；圖8是根據本發明一方面在另一種熔絲製造方法中獲得中間結構的截面前視圖，其中薄多晶矽層部分為於構圖的絕緣體上；圖9是根據本發明一方面在矽化多晶矽層以限定熔絲結構之後的圖8的結構的截面前視圖；圖10是根據本發明一方面在另一種熔絲製造方法中獲得中間結構的截面前視圖，其中薄多晶矽層至少部分位於柵極疊層的標準絕緣側壁隔片上；圖11是根據本發明一方面在矽化多晶矽層以限定熔絲結構之後的圖10的結構的截面前視圖；圖12A是根據本發明一方面的圖4的熔絲結構一個實施例的俯視圖，其示出與熔絲結構第一端部和第二端部接觸的電解觸；圖12B是根據本發明一方面的圖12A的熔絲結構的截面前視圖，其示出在第一端部和第二端部之間轉變的熔絲元件；圖13是根據本發明一方面在擴散區域(其中隨後限定熔絲的第一端部)上端接多晶矽線(其隨後被矽化並限定熔絲元件)的俯視圖；圖14是根據本發明一方面在第一端部(假定其在支撐半導體襯底的擴散區域中限定)上的熔絲元件末端採用三角形橋結構的熔絲結構一個實施例的俯視圖；圖15示出根據本發明一方面在擴散區域中限定的端部上端接熔絲元件的各種方法，其中採用掩模和蝕刻來限定熔絲元件和擴散區域之間的各種形狀的橋；圖16A示出根據本發明一方面的熔絲元件端部和橋的一個柵極級設計；圖16B示出根據本發明一方面的圖16A的柵極級設計導致的相應近似物理圖像；圖17示出根據本發明一方面採用熔絲元件的熔絲設計/設計結構的一個實施例，在所述熔絲元件和擴散區域之間具有橋，在擴散區域中限定第一端部。
具體實施例方式
通常，編程的現有技術多晶矽化物e-熔絲的電阻高度可變。常常遇到由於例如閾值電壓(Vt)變化和線寬變化造成的激勵電晶體的電特性變化。這造成編程電流的變化，電流變化又造成熔絲元件中斷開間隙(矽化物的電遷移長度)長度變化。因為傳統上強制讀取電流通過熔斷熔絲元件下面的矽，所述編程熔絲的總電阻也將變化。該編程電阻對矽化物電遷移長度的依賴可能導致難於正確檢測編程e-熔絲的狀態。
此外，近來開發的e-熔絲結構利用電遷移(EM)效應來解決實現減小編程電壓的上述特定問題。由離子通量的正向擴散造成的EM效應引起空穴累積，形成金屬中的空隙。由於從高電流密度電子通量的動量轉移造成的金屬離子移動，在金屬導體內部形成空隙。空隙生長速率隨電流密度變化，因此在互連中具有最小橫截面面積的位置容易首先形成空隙。有利的是，設法增加熔絲元件預定區域中的局部電流密度，和/或增加熔絲元件周圍的熱阻，從而提供改善編程效率的裝置。
圖1中示出了一種增加局部電流密度的裝置，其中所示電子熔絲100的俯視圖設置為二維「狗骨」形狀。熔絲100利用面內尺寸差異來通過局部高電子/電流流動來定位斷路位置，其包括大陰極片110和大陽極片120，在兩個片之間設置小截面互連130。分別對陰極片110和陽極片120進行電接觸(未示出)。半導體產業中已經將該結構用作基本e-熔絲設計。儘管該e-熔絲設計緩解了一些上述的減壓、尺寸和編程能量要求問題，但是仍然需要這些區域中的進一步發展以滿足65nm以下技術水平的要求。舉例來說，利用目前65nm後端線(BEOL)技術，在圖1中所示的電編程熔絲100可具有寬度W大於90nm、總長度L大於800nm的互連130。這樣，該熔絲運行的編程效率由寬度W限制，寬度取決於可得到的光刻解析度，而技術可擴展性受到熔絲總長L的限制。
一般而言，這裡提供改進的有利利用現有拓撲結構的電編程熔絲結構，其與標準加工結合良好，可隨著技術水平減小，緊湊並提供其中絕對編程功率與現有集成電路電源成比例的自由度。在一個實施例中，提供的熔絲具有第一端部、第二端部和連接第一端部和第二端部的熔絲元件。第一端部和第二端部相對於支撐面例如支撐襯底處於不同高度，互連熔絲元件在第一端部和第二端部的不同高度之間轉變。更具體地，第一端部和第二端部每一個都取向為與支撐面平行，熔絲元件包括取向為與支撐面垂直的部分。熔絲元件在各種實施例中經過至少一個直角彎角，在該彎角從第一端部或第二端部轉變到與支撐表面垂直的熔絲元件部分。這樣，在通過熔絲元件的前視截面圖中，熔絲結構是二維，具有水平和垂直部件。儘管第一端部和第二端部可交換地包括陰極和陽極片，但是這裡描述的實施例假定第一端部是陰極片，而第二端部是陽極片。
下面參照圖2-17描述熔絲結構及其製造方法(根據本發明方案)的多個實施例。在提出的實施例中，假定熔絲結構是在俯視圖中具有「狗骨」或「H」形狀的電編程熔絲結構。
參照圖2-4的截面前視圖示出了第一熔絲結構及其製造方法。如圖2的中間結構200所示，採用常規加工來限定半導體襯底220例如矽襯底中的絕緣區域210。區域210可具有任何希望的結構，例如矩形，並且可包括有壁的、淺溝隔離區域(STI)，在此區域中使用常規加工來製造一個或多個電子器件(未示出)。如圖2所示，依照標準阱注入形成柵極介質層(例如柵氧化層)，沉積和構圖柵極導體多晶矽250來限定部分在區域210中的矽有源區域220上延伸的柵極或多晶矽疊層。
如圖3所示，將例如抗蝕劑或聚醯亞胺的介質層施加和構圖成矽化物塊掩模300，使熔絲結構區域310暴露，其包括柵極疊層的多晶矽250和下面的矽襯底220。然後在器件區域上例如通過化學氣相沉積(CVD)保形地沉積金屬層。該金屬可包括鎳、鈷、鎢、鈦、鉭或其它能與矽反應形成低電阻率、熱穩定矽化物的金屬中的一種。對襯底進行退火，以使金屬與矽反應以形成矽化物層320。與絕緣材料例如STI區域210或者掩模300接觸的金屬不發生反應，並且隨後通過選擇性蝕刻去除，留下矽化熔絲結構320。如圖3所示，至少部分在多晶矽層250中、部分在矽襯底220中形成矽化物。實際中，柵極介質層240的厚度遠小於矽化物層320的厚度，因此在多晶矽250、柵極介質層240和襯底220的角上形成連續的矽化物。
圖4示出去除了矽化物掩模後圖3的結構。如圖所示，熔絲結構320包括由熔絲元件430互連的第一端部410和第二端部420。在該實施例中，第一端部410取向為與襯底220的支撐面400平行，第二端部420也是如此。然而，第二端部420在支撐面400上面間隔等於柵極介質層和多晶矽疊層250的高度「H」，其小於從暴露的多晶矽上表面開始的多晶矽內矽化物結構的深度。電編程熔絲320包括具有兩個直角彎角的熔絲元件，一個彎角415與第一端部410相鄰，而另一個彎角425與第二端部420相鄰。有利地是，熔絲元件中的這些彎角415、425在熔絲元件內形成這樣的區域，所述區域在對第一端部和第二端部施加編程電壓時電流密度增大、生熱及溫度升高。
概括地說，圖2-4中所示的熔絲結構製造包括將構圖的多晶矽疊層終止於有源襯底區域上，在有源矽區域上和多晶矽柵極疊層上形成矽化物，在兩個端部間產生熔絲元件或者形成連接。該熔絲元件在DC電流下容易編程。構圖的多晶矽層和/或有源矽區域可以是給定技術水平的微小尺寸。儘管沒有示出，編程供電系統可包括至第一端部和第二端部的獨立電接觸。(舉例來說，參照下面描述的圖12A。)有利地是，該熔絲結構直接與標準半導體加工結合，其較緊湊並且尺寸與光刻水平成比例。編程是雙向的，陰極和陽極端(即第一端部和第二端部)可互換。
本領域技術人員還應當注意，這裡描述的製造方法僅是示例性的。在不偏離本發明精神下，可採用對製造方法一個或多個方面的改變。例如，電編程熔絲結構和製造方法可以採用其它襯底，例如絕緣體上矽(SOI)，而在下面描述的某些實施例中則為非半導體襯底。
圖5示出根據本發明一方面的熔絲結構的可選實施例。該可選實施例通過形成圍繞熔絲結構320的熔絲元件430和第二端部420的介質層500(例如級間介質)而從圖4的結構製造。層500例如通過如下形成蝕刻圖4的多晶矽250，並以介質材料回填，來填充通過蝕刻多晶矽形成的空隙，或者可選的是，在去除圖3的矽化物掩模之後，從暴露表面氧化多晶矽250。
圖5的熔絲結構有利地在編程中對襯底造成增加的熱阻，這樣減小了需要的編程能量。在該實施例中，更可能在與封在介質中的第二端部相鄰的熔絲元件直角彎角進行編程。同樣，電編程熔絲結構較緊湊，並且在尺寸上與光刻水平成比例。
圖6和7示出根據本發明一方面的另一種熔絲結構和製造方法。該方法中，將標準絕緣隔片600加到圖2所示包括多晶矽250和柵極介質240的柵極疊層側壁上。然後，在絕緣側壁隔片600上形成薄多晶矽導體隔片610。該薄多晶矽隔片對熔絲元件厚度進行獨立控制，從而在標準矽化物生長中控制斷開熔絲元件所需的編程功率。該方法因此提供技術縮放比例和電源縮放比例，從而在任何封裝中容易編程電編程熔絲結構。需要注意，可形成多個多晶矽側壁隔片，每一個具有不同厚度，從而提供集成電路晶片內各種程度的可編程性。例如一個熔絲元件可以包括厚隔片/矽化物側壁組合，以只用於確定填塞(即預定不編程電熔絲)，或者用作事件標識器(即系統過功率位)。另外，應注意到，多晶矽隔片610的厚度和絕緣隔片600的厚度是獨立的。
通過如下來完成圖7示出的熔絲結構提供矽化物掩模700，限定熔絲開口710，然後沉積鎳、鈷、鎢、鈦、鉭或其它能與矽反應形成低電阻率、熱穩定矽化物的金屬中的一種。對中間結構退火以使金屬和矽反應來形成熔絲結構720，其在該實施例中包括第一端部715、第二端部725和由圖6的多晶矽側壁隔片610形成的互連熔絲元件735。而且，注意，在該實施例中，第一端部和第二端部的厚度T1大於互連熔絲元件的厚度T2。這是因為在退火期間供給更多的可在矽襯底220和多晶矽疊層250中獲得的矽，以形成限定熔絲結構720的矽化物層。
有利地是，圖7的結構允許增加控制熔絲元件區域中的矽化物的厚度，從而允許編程熔絲結構所需的編程能量的可調節性。和其它實施例一樣，電編程熔絲較緊湊，並其在尺寸上與光刻水平成比例。
作為圖7熔絲結構的變型，可採用例如圖8中所示的中間結構，其中隔離區域210中的矽襯底220在其上部分設置構圖絕緣體800。提供在其中限定熔絲結構的帶有開口810的掩模805。如圖8所示，將薄多晶矽導體820獨立沉積在構圖絕緣體800和襯底支撐面上。然後通過施加合適金屬和對襯底退火來如上所述使金屬和多晶矽反應，將多晶矽層轉化成圖9示出的矽化電編程熔絲結構900。圖9示出了獲得的熔絲結構900，其中第一端部910位於包括襯底220表面的支撐面上面，第二端部920位於構圖絕緣體800上，而熔絲元件930是互連第一端部和第二端部的絕緣體上的側壁隔片。
有利地是，該實施例通過在第二端部920下面和熔絲元件930附近提供介質800來增加熱阻。這些結構附近增加的熱阻降低了使熔絲元件斷路需要的編程能量。另外，通過選擇多晶矽厚度來控制矽化物厚度，從而允許控制使熔絲元件斷路所需要的編程能量，或者(在一個實施例中)使其最小化。同樣，圖9的電編程熔絲結構較緊湊，並在尺寸上與光刻水平成比例。
圖10和11示出了圖7結構的另一可選實施例，其同樣含有柵極疊層，柵極疊層包括在矽襯底220表面上延伸的柵極氧化物240上方的多晶矽250，矽襯底220包括在淺溝隔離區域210中限定的有源區域。標準絕緣側壁隔片600位於柵極疊層側壁上。在圖10中，沉積薄多晶矽層1000，並如圖所示將其構圖成位於襯底220、側壁隔片600和多晶矽250上方。該步驟與形成圖8中的多晶矽層820相似。然後將金屬層保形地沉積在多晶矽1000上(並暴露矽襯底220)，對襯底退火以使金屬與矽反應而形成圖11所示出的矽化物層1100。所得的電編程熔絲結構包括襯底220上的第一端部1110和多晶矽疊層250上的第二端部1120，熔絲元件1130互連兩個端部。暴露的矽襯底220中的矽化物1140是加工的產物，且不影響熔絲結構的可編程性。實際中，多晶矽250和矽襯底220上的矽化物1100可略微伸進多晶矽250和襯底220。因此，熔絲元件1130的矽化物厚度小於第一端部1110或第二端部1120中的矽化物厚度。
有利地是，熔絲結構的該實施例同樣包括受控的側壁隔片上的矽化物厚度，從而允許控制(例如最小化)編程熔絲結構所需要的編程能量。同樣，該電編程熔絲較緊湊，並在尺寸上與光刻水平成比例。
圖12A和12B分別示出了圖4熔絲結構的俯視圖和前視截面圖。在圖12A的俯視圖中，同樣示出熔絲結構320包括通過熔絲元件430互連的第一端部410和第二端部420。如上所述，端部410、420位於結構中的不同高度，熔絲元件430在不同高度之間轉變，其優選包括一個或多個如圖12B所示的轉變中的直角彎角。圖12A中提供電接觸1200來接觸端部和對電編程熔絲提供編程電流。注意，為清楚起見，在俯視圖12A中所示的熔絲元件430的長度和圖12B相比稍微放大。
作為另外的強化，特別配置熔絲元件和例如在襯底擴散區域中形成的端部之間的連接，來增強鄰近熔絲元件和端部之間的連接處的熔絲元件中的電流積聚效應。通過提高電流積聚，增加了該部分熔絲元件中的焦耳加熱，並且因此增加了熔絲元件的可編程性。該增加意味著減小了編程功率(即減小了需要的電壓和電流)，還意味著增加了斷路熔絲元件上的最終編程電阻。
參照圖13，示出了襯底中的擴散區域1300，在其中隨後限定第一端部。在該實施例中，多個多晶矽線1310、1320和1330示出為在擴散區域1300上終止。線1310具有常規的正方形多晶矽線末端，而線1320和1330在擴散區域1300上的末端為三角形橋圖形。這些多晶矽線有助於所得的熔絲結構在熔絲元件/第一端部連接(即隨後例如如上所述通過使矽轉化為矽化物而在擴散區域中限定第一端部，在多晶矽線中限定熔絲元件)的可編程性。例如將該連接設置在熔絲中的位置，在所述位置熔絲元件經過直角彎角並從第一端部(與支撐面平行)垂直向上延伸。擴散區域上多晶矽線的近似三角形橋末端產生矽化物熔絲，該熔絲具有經過矽化熔絲元件到擴散端部橋的單個接觸點。可通過施加光致抗蝕劑掩模來阻擋除了在擴散區域上延伸的線部分的大部分多晶矽線，而形成多晶矽線的三角形橋末端。然後可利用反應離子蝕刻或者溼法蝕刻來修整擴散區域上的線和形成三角形橋。在多晶矽線末端形成橋的目的在於將多晶矽線和擴散區域之間的連接儘可能地減小，例如減小為點。該減小的橋面積將增強連接處的熔絲元件加熱並因此增強進行編程時熔絲的斷路。
圖14是採用圖13尖角橋構思的熔絲結構一個實施例的俯視圖。具體是，示出將第一端部1410經熔絲元件1430連接到第二端部1420。假定端部1410形成於擴散區域中，俯視圖中具有三角形形狀的橋連接1435設置在第一端部1410上熔絲元件1430的末端。還示出分別到第一端部1410和第二端部1420的電接觸1415和1425。通過在第一端部上熔絲元件末端提供三角形末端橋，可在該區域形成增強的電流積聚，如上所述，其與熔絲元件中從水平設置的第一端部到熔絲元件垂直取向部分的直角彎角相鄰。
圖15示出了到僅使用易加工的矩形橋形狀限定的端部橋的各種熔絲元件。在該情況下，假定第一端部1500形成在擴散區域中，而所示的熔絲元件部分1520、1530、1540和1550包括在第一端部和第二端部之間延伸的矽化多晶矽線實例。所示的橋形不需要構圖和蝕刻來限定橋端部，因此比圖13和14中所示的三角橋更容易製造。注意在每個實施例中，相比於其餘熔絲元件的寬度，橋的線寬減小。
圖16A和16B示出了例如一個熔絲元件，其具有在形成於擴散區域中的第一端部(未示出)上延伸的直角橋1610。如圖16B的示意物理圖像設計1620所示，橋設計圖像示意地限定尖角，其同樣如上所述有助於熔絲結構可編程性。應當注意，可在第一端部或第二端部或者同時在二者的端部提供尖角設計圖像。
圖17示出了熔絲設計結構另一個實施例的俯視圖，該結構採用在熔絲元件和在擴散區域中形成的第一端部之間的尖角矽化物橋。在該實例中，形成於擴散區域中的第一端部1700部分位於熔絲元件1710下面，熔絲元件互連第一端部1700和第二端部1730。分別對第一端部1700和1730形成電接觸1740和1750。將矩形橋1720用作減小的矽化物區域或者互連第一端部和熔絲元件的尖角。
儘管這裡詳細圖示和描述了優選的實施例，但是本領域技術人員清楚，在不偏離發明精神下，可進行各種更改、增添、替換等，因此認為這些處於下面的權利要求書所限定的本發明範圍中。
權利要求
1.一種用於集成電路的熔絲，所述熔絲包括通過熔絲元件互連的第一端部和第二端部，其中所述第一端部和第二端部相對於支撐面處於不同的高度，並且其中所述互連熔絲元件在所述第一端部和第二端部的不同高度之間轉變。
2.根據權利要求1的熔絲，其中所述第一端部和第二端部每一個都取向為與所述支撐面平行，並且其中所述熔絲元件包括取向為與所述支撐面垂直的部分。
3.根據權利要求2的熔絲，其中所述熔絲元件還包括至少一個直角彎角，該彎角從所述第一端部和第二端部中的至少一個延伸到所述熔絲元件的垂直取向部分。
4.根據權利要求1的熔絲，其中所述熔絲的厚度可變化，所述熔絲元件的厚度小於所述第一端部的厚度和第二端部的厚度。
5.根據權利要求1的熔絲，其中所述支撐面包括支撐襯底的表面，並且其中所述第一端部至少部分地位於所述支撐襯底的擴散區域中，所述第二端部至少部分地位於在所述支撐襯底上延伸的多晶矽柵極疊層中，其中所述第一端部、第二端部和熔絲元件包括矽化物。
6.根據權利要求5的熔絲，還包括在所述多晶矽柵極疊層的至少一個側壁上的側壁隔片，其中所述熔絲元件的部分位於所述側壁隔片上，位於所述側壁隔片上的熔絲元件的厚度小於所述第一端部的厚度和第二端部的厚度。
7.根據權利要求1的熔絲，其中所述第一端部位於所述支撐面上，所述第二端部位於所述支撐面上方的高度H處，其中所述第二端部位於介質材料上。
8.根據權利要求1的熔絲，其中構圖的絕緣體位於所述支撐面上，所述第一端部位於所述支撐面上，所述第二端部位於所述構圖的絕緣體的至少部分上，其中所述熔絲元件通過在所述構圖的絕緣體的側壁上向上延伸而在所述第一端部和第二端部之間轉變，以及其中所述構圖的絕緣體的側壁與所述支撐面垂直。
9.根據權利要求1的熔絲，其中所述第一端部、第二端部和熔絲元件包括矽化物，並且其中所述第一端部位於所述支撐面上，所述第二端部位於從所述支撐面延伸的多晶矽疊層上，所述多晶矽疊層包括絕緣側壁隔片，並且其中所述熔絲元件包括在所述絕緣側壁隔片上延伸而在所述第一端部和第二端部之間轉變的部分。
10.根據權利要求1的熔絲，其中所述支撐面包括支撐襯底的表面，並且其中所述第一端部至少部分地位於所述支撐襯底中的擴散區域中，所述熔絲元件終止於所述第一端部上的一端，以及其中所述熔絲元件的至少一端包括與其餘所述熔絲元件的寬度相比寬度減小的橋。
11.根據權利要求10的熔絲，其中所述橋的俯視圖為矩形形狀或三角形形狀的一種，並且所述橋位於連接所述第一端部和第二端部的熔絲元件中的直角彎角處。
12.一種製造用於集成電路的熔絲的方法，該方法包括提供支撐面，在所述支撐面上設置支撐結構；形成在所述支撐面和支撐結構的上表面之間延伸的熔絲，所述熔絲包括通過熔絲元件互連的第一端部和第二端部；其中所述第一端部位於所述支撐面上，所述第二端部位於所述支撐結構的上表面上，以及其中所述互連熔絲元件在相對於所述支撐面位於不同高度的所述第一端部和第二端部之間轉變。
13.根據權利要求12的方法，其中形成所述熔絲包括形成取向為與所述支撐面平行的第一端部和第二端部，以及形成包括取向為與所述支撐面垂直的部分的熔絲元件，其中所述熔絲元件還包括至少一個直角彎角，在所述彎角處從所述第一端部和第二端部中的至少一個延伸到所述熔絲元件的垂直取向部分。
14.根據權利要求12的方法，其中所述支撐面包括支撐半導體襯底的表面，並且其中所述支撐結構包括在所述支撐半導體襯底上延伸的多晶矽疊層，以及其中形成所述熔絲包括，限定至少部分地位於所述支撐半導體襯底的擴散區域中的第一端部，和限定至少部分地位於所述多晶矽疊層的暴露的上表面中的第二端部，其中所述第一端部、第二端部和熔絲元件包括矽化物。
15.根據權利要求14的方法，其中形成所述熔絲還包括，在所述多晶矽疊層的至少一個側壁上提供側壁隔片，以及在所述側壁隔片上形成熔絲元件，所述側壁隔片上的熔絲元件的厚度小於所述第一端部的厚度和所述第二端部的厚度，並且其中在絕緣側壁隔片上形成熔絲元件包括在絕緣側壁隔片上形成多晶矽側壁隔片，以及使所述多晶矽側壁隔片矽化。
16.根據權利要求15的方法，其中所述熔絲的厚度可變化，在所述絕緣側壁隔片上的熔絲元件的厚度小於至少部分位於所述支撐半導體襯底中的擴散區域內的所述第一端部的厚度、並小於至少部分位於所述多晶矽疊層的暴露上表面中的所述第二端部的厚度。
17.根據權利要求14的方法，還包括在形成所述熔絲之後，在所述第二端部下方和在所述第一端部和第二端部之間延伸的熔絲元件附近，用介質材料替換所述多晶矽疊層。
18.根據權利要求12的方法，其中所述支撐結構包括位於所述支撐面上的構圖的絕緣體，以及其中形成所述熔絲包括形成所述支撐面上的第一端部和所述構圖的絕緣體上的第二端部，所述熔絲元件通過在所述構圖的絕緣體的側壁上向上延伸而在所述第一端部和第二端部之間轉變，其中所述構圖的絕緣體的側壁與所述支撐面垂直。
19.根據權利要求18的方法，其中形成所述熔絲還包括，在所述支撐面和支撐結構上構圖多晶矽層，並矽化所述構圖的多晶矽層以限定熔絲。
20.根據權利要求12的方法，其中所述支撐結構包括多晶矽疊層，以及其中形成所述熔絲還包括在所述多晶矽疊層的側壁上形成絕緣側壁隔片，在所述支撐面、絕緣側壁隔片和多晶矽疊層上提供構圖的多晶矽層，以及矽化所述構圖的多晶矽層，以限定所述支撐面上的第一端部、所述多晶矽疊層上的第二端部和熔絲元件，所述熔絲元件連接所述第一端部和第二端部並在所述絕緣側壁隔片上延伸，其中所述熔絲元件包括直角彎角，在所述彎角處從所述第一端部轉變到在所述絕緣側壁隔片上延伸的熔絲元件的部分。
21.根據權利要求12的方法，其中所述支撐面包括具有擴散區域的支撐半導體襯底的表面，以及其中形成所述熔絲包括形成至少部分位於所述支撐半導體襯底的擴散區域中的第一端部，以及形成熔絲元件以包括位於在所述第一端部終止的熔絲元件的末端的橋，其中所述橋包括與其餘所述熔絲元件的寬度相比寬度減小的區域。
22.根據權利要求21的方法，其中形成所述具有橋的熔絲元件還包括，限定所述橋以使其在所述熔絲元件的一個末端附近的俯視圖具有矩形形狀或三角形形狀之一，所述熔絲元件的一個末端終止於至少部分位於所述支撐半導體襯底的擴散區域中的第一端部。
全文摘要
一種用於集成電路的電編程熔絲結構及其製造方法，其中電編程熔絲具有通過熔絲元件互連的第一端部和第二端部。第一端部和第二端部相對於熔絲結構的支撐面位於不同的高度，互連熔絲元件在第一端部和第二端部的不同高度之間轉變。第一和第二端部取向為與支撐面平行，而熔絲元件包括取向為與支撐面垂直的部分，並且包括至少一個直角彎角，在所述彎角從第一和第二端部的至少一個轉變成熔絲元件的垂直取向部分。
文檔編號H01L21/70GK101034696SQ20071008600
公開日2007年9月12日 申請日期2007年3月7日 優先權日2006年3月9日
發明者W·R·通蒂, L·L-C·許, W·P·霍維斯, J·A·曼德爾曼, 楊智超 申請人:國際商業機器公司