電熔絲結(jié)構(gòu)及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電熔絲結(jié)構(gòu)及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體工藝的微小化及復(fù)雜化程度的提高，半導(dǎo)體元件很容易受各種缺陷或雜質(zhì)影響，而單一或若干金屬互連、二極管或晶體管的失效往往會導(dǎo)致整個芯片的失效。為解決此問題，集成電路中通常設(shè)置有可熔斷的連接線(fuse links)，即熔絲(fuse)，用于修復(fù)有缺陷的電路，以提高集成電路芯片的成品率。從工作模式上熔絲可分為熱熔絲和電熔絲(electrical fuse)兩種。其中，電熔絲是利用電子遷移(electro-migrat1n)原理使電熔絲出現(xiàn)斷路。
[0003]參照圖1，圖1為立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖1為現(xiàn)有的一種典型的電熔絲，該電熔絲包括:
[0004]參照圖1，圖1為立體結(jié)構(gòu)示意圖，圖1為現(xiàn)有的一種典型的電熔絲，該電熔絲包括:陽極1、陰極2，以及位于陽極I和陰極2之間的條狀的熔絲3，熔絲3、陽極I和陰極2為一體形成。其中，在陽極1、陰極2上形成有導(dǎo)電插塞(圖中未示出)，導(dǎo)電插塞與外部電路電連接。從電熔絲的材料看，現(xiàn)有的電熔絲材料為多晶硅，在導(dǎo)電插塞與陽極I之間、導(dǎo)電插塞與陰極2之間具有金屬硅化物，該金屬硅化物可降低接觸電阻。
[0005]參照圖1、2，圖2為一個典型的包括電熔絲4的集成電路，電熔絲4的陽極I被施加電壓VP，陰極2與一編程電路的晶體管5的漏極6電連接，晶體管5的源極7接地。
[0006]在正常情況下，晶體管5的柵極8被施加?xùn)烹妷篤e，使晶體管5導(dǎo)通。在Vp的作用下，電流依次通過陽極1、陰極2、漏極6和源極7。當(dāng)陽極1、陰極2之間通過較大的瞬間電流時，瞬間電流大小在允許電熔絲熔斷的電流數(shù)值范圍內(nèi)，在瞬間電流的作用下熔絲3會發(fā)熱，使熔絲3中受熱最多的位置熔斷。定義熔絲3的熔斷位置為熔絲3的熔斷區(qū)。
[0007]但是，現(xiàn)有電熔絲的材料為多晶硅，多晶硅中的載流子遷移率較低，需使用較大熔斷電流，才能使電熔絲熔斷。如果具有缺陷的外部電路提供的電流小于電熔絲的熔斷電流數(shù)值范圍，電熔絲不會形成斷路，這就導(dǎo)致電熔絲無法起作用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的問題是，現(xiàn)有電熔絲的材料為多晶硅，多晶硅中的載流子遷移率較低，需使用較大熔斷電流，才能使電熔絲熔斷。
[0009]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種電熔絲結(jié)構(gòu)，該電熔絲結(jié)構(gòu)包括:
[0010]基底，在所述基底中形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；
[0011]位于所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上的電熔絲，所述電熔絲包括陽極、陰極、和位于所述陽極和陰極之間的條形的熔絲；
[0012]所述電熔絲的材料為鎳、鈷或鈦。
[0013]可選地，還包括:
[0014]位于所述基底上的層間介質(zhì)層，所述層間介質(zhì)層覆蓋電熔絲和基底；
[0015]位于所述層間介質(zhì)層中的連通所述陽極的第一接觸孔，和連通所述陰極的第二接觸孔；
[0016]位于所述第一接觸孔中的第一導(dǎo)電層，和位于所述第二接觸孔中的第二導(dǎo)電層，所述第一導(dǎo)電層和陽極電連接，所述第二導(dǎo)電層和陰極電連接。
[0017]可選地，還包括:位于所述電熔絲上的刻蝕阻擋層。
[0018]可選地，所述刻蝕阻擋層的材料為氮化鈦。
[0019]本發(fā)明還提供一種電熔絲結(jié)構(gòu)的形成方法，該電熔絲結(jié)構(gòu)的形成方法包括:
[0020]提供基底，在所述基底中形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；
[0021]在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上形成電熔絲，所述電熔絲包括陽極、陰極、和位于所述陽極和陰極之間的條形的熔斷區(qū)；
[0022]所述電熔絲的材料為鎳、鈷或鈦。
[0023]可選地，在所述淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上形成電熔絲的方法包括:
[0024]在所述基底上形成電熔絲材料層，所述電熔絲材料層覆蓋基底和淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)；
[0025]對所述電熔絲材料層進(jìn)行圖形化，形成電熔絲。
[0026]可選地，在所述基底上形成電熔絲材料層的方法為物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積。
[0027]可選地，所述物理氣相沉積為濺射或電鍍。
[0028]可選地，對所述電熔絲材料層進(jìn)行圖形化的方法包括:
[0029]在所述電熔絲材料層上形成硬掩膜層、位于硬掩膜層上的電介質(zhì)抗反射層；
[0030]在所述電介質(zhì)抗反射層上形成光刻膠層；
[0031]對所述光刻膠層進(jìn)行圖形化，圖形化后的光刻膠層定義電熔絲的位置；
[0032]以圖形化后的光刻膠層為掩模，刻蝕電介質(zhì)抗反射層、硬掩膜層，至露出電熔絲材料層；
[0033]去除圖形化后的光刻膠層和剩余的電介質(zhì)抗反射層；
[0034]在去除圖形化后的光刻膠層和剩余的電介質(zhì)抗反射層后，以剩余的硬掩膜層為掩?？涛g電熔絲材料層形成電熔絲。
[0035]可選地，所述硬掩膜層為氧化硅層，或者所述硬掩膜層為氧化硅層、和位于氧化硅層上的氮化硅層的疊層結(jié)構(gòu)。
[0036]可選地，還包括:
[0037]在所述基底上形成層間介質(zhì)層，所述層間介質(zhì)層覆蓋電熔絲和基底；
[0038]刻蝕所述層間介質(zhì)層形成連通所述陽極的第一接觸孔，和連通所述陰極的第二接觸孔；
[0039]在所述第一接觸孔中形成第一導(dǎo)電層，和在所述第二接觸孔中形成第二導(dǎo)電層，所述第一導(dǎo)電層和陽極電連接，所述第二導(dǎo)電層和陰極電連接。
[0040]可選地，在形成所述電熔絲時，或在形成所述電熔絲后，在所述基底上形成層間介質(zhì)層之前，還在所述電熔絲上形成刻蝕阻擋層，所述刻蝕阻擋層具有導(dǎo)電性；
[0041]刻蝕所述層間介質(zhì)層形成連通所述陽極的第一接觸孔，和連通所述陰極的第二接觸孔，至露出刻蝕阻擋層。
[0042]可選地，所述刻蝕阻擋層的材料為氮化鈦。
[0043]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點:
[0044]電熔絲的材料為鎳、鈷或鈦。相比于現(xiàn)有技術(shù)的使用多晶硅制成電熔絲的工藝，鎳、鈷或鈦的自由電子數(shù)量較多，使得電熔絲中載流子遷移率較大，這減小了熔斷電流值。這樣，即使具有缺陷的外部電路提供的電流較小，也可使熔絲熔斷，提高了電熔絲的靈敏性。
【附圖說明】
[0045]圖1是現(xiàn)有技術(shù)的電熔絲的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0046]圖2包括電熔絲和晶體管的集成電路布圖；
[0047]圖3?圖15是本發(fā)明具體實施例的電熔絲結(jié)構(gòu)在形成過程中的示意圖。
【具體實施方式】
[0048]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例做詳細(xì)的說明。
[0049]參照圖3，提供基底100，在基底100中形成有淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)101，淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)101上表面和基底100上表面基本持平。
[0050]在具體實施例中，基底100中形成淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)101的方法包括:
[0051]在所述基底100上形成掩模層(圖中未示出)，所述掩模層覆蓋基底100 ；
[0052]對所述掩模層進(jìn)行圖形化，圖形化后的掩模層定義淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)的位置；
[0053]以圖形化后的掩模層為掩模，刻蝕部分厚度的基底形成淺溝槽；
[0054]去除圖形化后的掩模層，之后，沉積介電材料層，所述介電材料層填充滿淺溝槽、覆蓋基底，在本實施例中介電材料為氧化硅；
[0055]對介電材料層進(jìn)行平坦化處理，具體可使用化學(xué)機械研磨，至露出基底，淺溝槽中剩余的介電材料層作為淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)。
[0056]淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)101將基底隔開為多個有源區(qū)(圖中未示出)，后續(xù)在有源區(qū)形成晶體管等器件。
[0057]在具體實施中，基底100可以為硅基底，也可以是鍺、鍺硅、砷化鎵基底或絕緣體上硅基底。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)需要選擇基底，因此基底的類型不應(yīng)限制本發(fā)明的保護范圍。本實施例中的基底100選擇硅基底，因為在硅基底上實施本技術(shù)方案要比在上述其他基底上實施本技術(shù)方案的成本低。
[0058]淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)101上要形成電熔絲，電熔絲在基底上表面的投影位于淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)上表面范圍內(nèi)。
[0059]在淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)101上表面形成電熔絲的方法包括:
[0060]參照圖4，在基底100上形成電熔絲材料層102，在電熔絲材料層102上形成刻蝕阻擋材料層103，電熔絲材料層102覆蓋基底100和淺溝槽隔離結(jié)構(gòu)101。電熔絲材料層102的材料是鎳、鈷或鈦，形成電熔絲材料層102的方法為物理氣相沉積或化學(xué)氣相沉積。其中，物理氣相沉積包括濺射或電鍍。在本實施例中，使用濺射工藝形成電熔絲材料層102。濺射工藝為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的技術(shù)，在此不再詳述。本實施例的刻蝕阻擋層的材料層為氮化鈦，具體可使用化學(xué)氣相沉積形成刻蝕阻擋材料層103。
[0061]之后，對電熔絲材料層進(jìn)行圖形化，形成電熔絲。在對電熔絲進(jìn)行圖形化時，還對刻蝕阻擋材料層進(jìn)行圖形化形成刻蝕阻擋層。本實施例的刻蝕阻擋材料層103將用于形成刻蝕阻擋層，刻蝕阻擋層在后續(xù)形成第一導(dǎo)電層和第二導(dǎo)電層過程中，起到刻蝕阻擋作用，避免下面的電熔絲遭到過刻蝕。
[0062]在具體實施例中，對電熔絲進(jìn)行圖形化的方法包括:
[0063]參照圖5，在刻蝕阻擋層103上形成硬掩膜層104、位于硬掩膜層104上的電介質(zhì)抗反射層105,硬掩膜層104為氧化娃層,或者在其他實施例中，硬掩膜層為氧化娃層、位于氧化硅層上的氮化硅層；
[0064]參照圖6,在電介質(zhì)抗