[發明專利]用于一次可編程存儲器的具有電熔絲結構的半導體裝置

有效

• 申請號: 201210364606.4
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN103035612A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 陳向東;夏維
• 申請（專利權）人: 美國博通公司
• 主分類號: H01L23/525
• 分類號: H01L23/525;H01L21/768
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 田喜慶

1.一種用于一次可編程存儲器（OTP）的具有電熔絲結構的半導體裝置，包括：

具有淺溝槽隔離（STI）結構的基底基板；

第一金屬層，形成在所述STI結構上，具有限定陽極、陰極、和連接在所述陰極與陽極之間的熔絲頸的形狀；

未摻雜的多晶硅（多晶）區域，形成在所述第一金屬層的所述熔絲頸上；以及

第二金屬層，具有形成在所述第一金屬層上且位于所述多晶區域的相對側上的第一部分和第二部分，所述第二金屬層的所述第一部分形成在所述陽極上，而所述第二金屬層的所述第二部分形成在所述陰極上。

2.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述多晶區域僅在所述第一金屬層的所述熔絲頸上形成，并且分開所述第二金屬層的所述第一部分和第二部分。

3.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述多晶區域具有基本上高于所述第一金屬層和所述第二金屬層的電阻。

4.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，所述第一金屬層的厚度基本上小于所述第二金屬層和所述多晶區域的厚度。

5.根據權利要求1所述的半導體裝置，還包括設置在所述STI區域和所述第一金屬層之間的高-K電介質層。

6.根據權利要求1所述的半導體裝置，其中，在所述熔絲頸中的所述第一金屬層的寬度基本上小于在所述陽極或陰極中的所述第一金屬層的相應寬度。

7.一種用于一次可編程存儲器（OTP）的具有電熔絲結構的半導體裝置，包括：

（a）具有淺溝槽隔離（STI）結構的基底基板；

（b）陽極，包括

（b1）第一金屬層的第一部分；

（b2）第二金屬層的第一部分，設置在所述第一金屬層的所述第一部分上并與其接觸；

（c）陰極，包括

（c1）所述第一金屬層的第二部分；

（c2）所述第二金屬層的第二部分，設置在所述第一金屬層的所述第二部分上并與其接觸；

（d）將所述陽極連接至所述陰極的熔絲頸，包括

（d1）所述第一金屬層的第三部分；

（d2）未摻雜的多晶硅（多晶）區域，設置在所述第一金屬層的所述第三部分上并與其接觸，所述多晶區域設置在所述第二金屬層的所述第一部分和第二部分之間并將兩者分開；

其中，所述第一金屬層的所述第一部分、第二部分和第三部分以連續方式橫向地設置在所述STI結構上，從而在編程之前提供從陽極到陰極的低電阻電流通路。

8.根據權利要求7所述的半導體裝置，其中，所述第一金屬層的厚度基本上小于所述第二金屬層的厚度。

9.一種方法，包括：

在半導體基板內的STI結構的表面上形成虛設層，所述虛設層包括高-K電介質層、金屬層、未摻雜的多晶硅（多晶）層和氮化物層；

在提供電熔絲柵極的所述虛設層上利用蝕刻工藝而在電熔絲區域中形成柵極圖案；

去除所述電熔絲區域中的所述多晶層上方的所述氮化物層；

在所述多晶層的部分上形成掩模；

去除所述多晶層的未被所述掩模覆蓋的暴露部分，從而在所述熔絲頸多晶區域的相對側上形成熔絲頸多晶區域和空殼；

去除所述掩模；以及

在所述空殼中填充第二柵極金屬層。

10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述熔絲頸多晶區域為包括陰極、陽極，和連接在所述陰極和所述陽極之間的熔絲頸的電熔絲結構的一部分。