[發明專利]多晶硅熔絲的形成方法

無效

• 申請號: 201210061153.8
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN102569184A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 青云;劉建華;邵凱
• 申請（專利權）人: 上海先進半導體制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，特別涉及一種多晶硅熔絲的形成方法。

背景技術

目前熔絲廣泛被用在集成電路領域，成為電子產品中的關鍵組件，其中大電流燒斷的多晶硅熔絲(Poly?Fuse)為常用的熔絲之一。多晶硅熔絲可用于切換掌管備用內存、儲存安全碼及電子卷標的低字碼數據、提供射頻電路(RF)可調整的電阻與電容特性、修調混合信號電路的電壓或電流的基準源等等。

但現有的以大電流燒斷的多晶熔絲面臨不可恢復性的問題，需以較大電流進行熔斷，這將受限于燒錄設備與接腳的設計，且很容易燒壞整個電路至無法恢復正常。傳統制程所衍生出來的不可回復性與不便利性俱成為產業界亟欲改良的缺點，所以對多晶硅熔絲的制程工藝提出了很高的要求，希望以用盡可能小的電流和最短的時間的熔斷多晶硅熔絲。

傳統多晶硅熔絲的制作方法如下：

如圖1a所示，在襯底100表面熱氧化一層氧化硅101；

如圖1b所示，在氧化硅101上沉積多晶硅102，對所述多晶硅102進行摻雜；刻蝕多晶硅102至氧化硅101形成兩頭寬中間窄的多晶硅熔絲103，該步驟形成多晶硅熔絲后的俯視圖如圖1h所示；

如圖1c所示，在上述結構表面沉積介質層104；

如圖1d所示，在介質層104上涂覆光刻膠105；

如圖1e所示，光刻形成第一窗口105a；

如圖1f所示，刻蝕去除第一窗口105a內的一部分介質層104，在介質層104中形成第二窗口104a；

如圖1g所示，去除光刻膠105。

上述多晶硅熔絲的制作工藝完成后，在多晶硅熔絲上面只留下一個相對較薄的介質，以便更容易燒斷多晶硅熔絲。但這種方法受限于多晶硅熔絲上的介質層厚度的控制。如果介質層太厚熔絲燒斷比較困難，必須需要很大的電流并相對較長的時間來熔斷，這就可能容易使得燒壞整個電路至無法恢復正常；而介質層厚度太薄，甚至沒有介質層的話，這個窗口里水汽和帶電粒子容易進去，熔絲燒斷的地方又容易短路，達不到使用熔絲的目的。

發明內容

本發明的目的是提供一種多晶硅熔絲的形成方法，以減小電流和縮短時間來熔斷多晶硅熔絲，提高多晶硅熔絲的可靠性。

本發明的技術解決方案是一種多晶硅熔絲的形成方法，包括以下步驟：

提供一襯底，所述襯底具有隔離結構；

在襯底表面熱氧化一層氧化硅；

在所述氧化硅和隔離結構表面沉積多晶硅，對所述多晶硅進行摻雜；

刻蝕多晶硅至氧化硅形成位于隔離結構上方的兩頭粗中間細的多晶硅熔絲，所述多晶硅熔絲位于隔離結構上方的部分呈突起；

在所述多晶硅熔絲、隔離結構及氧化硅表面沉積介質層并平坦化所述介質層；

在介質層上涂覆光刻膠，光刻形成第一窗口，所述第一窗口與突起相對應且寬度大于突起寬度；

刻蝕去除第一窗口內的一部分介質層，在介質層中形成第二窗口；

去除光刻膠。

作為優選：所述隔離結構的高度為2000-20000埃。

作為優選：所述氧化硅的厚度為30-500埃。

作為優選：在所述對多晶硅進行摻雜步驟中還包括采用硅化工藝形成硅化物。

作為優選：所述多晶硅熔絲中間窄的區域為熔斷區，寬度為0.18-1.5微米。

作為優選：所述第二窗口內突起上方的介質層厚度為500-2000埃。

與現有技術相比，本發明采用襯底上的隔離結構形成位于隔離結構上方的部分呈突起的多晶硅熔絲，在多晶硅熔絲上沉積介質層，刻蝕去除隔離結構上方的一部分介質層，在介質層中形成窗口，利用窗口內多晶硅熔絲突起上方的介質層薄的特性，在同樣的熔斷電流和熔斷時間的條件下使得突起處的多晶硅熔絲更容易燒斷，而且多晶硅熔絲下方的隔離結構可以避免熔絲燒斷的地方的短路問題，同時還可以阻擋窗口里水汽和帶電粒子的進入，窗口和突起的凹凸結合提高了多晶硅熔絲的可靠性。

附圖說明

圖1a-1g是現有技術多晶硅熔絲的形成方法的過程中各個工藝步驟的剖面圖；

圖1h是現有技術刻蝕形成多晶硅熔絲后的俯視圖；

圖2是本發明多晶硅熔絲的形成方法的流程圖；

圖3a-3i是本發明多晶硅熔絲的形成方法的過程中各個工藝步驟的剖面圖；

圖3j是本發明刻蝕形成多晶硅熔絲后的俯視圖。

具體實施方式

本發明下面將結合附圖作進一步詳述：