[發明專利]具有電熔絲的集成電路及其形成方法

在審

• 申請號: 201210434513.4
• 申請日: 2012-11-02
• 公開（公告）號: CN103137553A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 陳建宏;薛福隆;許國原
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768;H01L23/525
• 代理公司: 北京德恒律治知識產權代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;孫征

技術領域

本公開總體上涉及半導體器件，更具體地，涉及具有電熔絲的集成電路及其形成方法。

背景技術

已經在半導體工業中提供并使用各種一次性可編程(OTP)器件。例如，OTP器件可以為掩模只讀存儲器(掩模ROM)、電可編程ROM(EPROM)等。電熔絲OTP器件使用連接至編程晶體管的熔絲元件。通過在具有多種潛在應用的集成電路內選擇性地吹制熔絲，可以經濟地制造普通的集成電路設計并適用于各種消費者應用。

電熔絲結合到集成電路的設計中，并且例如通過流過足夠量的電流來引起熔化或凝聚來選擇性地吹制電熔絲，從而制作出更加有抵抗力的路徑或開路。選擇性地吹制熔絲的工藝被稱為“編程”。

發明內容

為解決上述問題，本發明提供了一種形成集成電路的方法，該方法包括：在襯底的上方形成至少一個晶體管，其中，形成至少一個晶體管包括：在襯底的上方形成柵極電介質結構；在柵極電介質結構的上方形成功函金屬層；在功函金屬層的上方形成導電層；以及形成與柵極電介質結構的每個側壁相鄰設置的源極/漏極(S/D)區域；以及在襯底的上方形成至少一個電熔絲，其中，形成至少一個電熔絲包括：在襯底的上方形成第一半導體層；以及在第一半導體層上形成第一硅化物層。

其中，形成至少一個晶體管進一步包括：在柵極電介質結構和功函金屬層之間形成擴散勢壘，其中，在形成第一硅化物層之前形成擴散勢壘，以及在形成第一硅化物層之后形成功函金屬層。

其中，形成功函金屬層和形成導電層包括：在形成硅化物層之前，在擴散勢壘的上方形成第二半導體層；在第二半導體層上形成第二硅化物層；形成覆蓋第一硅化物層并露出第二硅化物層的蓋體層；去除第二硅化物層和第二半導體層，以形成由去除的第二硅化物層和第二半導體層所留下的第一開口；以及在第一開口中順序地形成功函金屬層和導電層。

其中，在襯底的上方形成第一半導體層以及在擴散勢壘的上方形成第二半導體層包括：在襯底的上方形成擴散勢壘材料；去除擴散勢壘材料的一部分，以在剩余的擴散勢壘材料中形成第二開口；在剩余的擴散勢壘材料上形成半導體材料；以及去除半導體材料和剩余的擴散勢壘材料的部分，使得第一半導體層形成在襯底的上方，以及第二半導體層形成在擴散勢壘的上方。

其中，形成至少一個晶體管進一步包括：在柵極電介質結構和功函金屬層之間形成擴散勢壘，其中，在形成第一硅化物層之后形成擴散勢壘。

其中，在功函金屬層的周圍形成擴散勢壘。

其中，形成擴散勢壘、形成功函金屬層以及形成導電層包括：在形成硅化物層之前，在柵極電介質結構的上方形成第二半導體層；在第二半導體層上形成第二硅化物層；形成覆蓋第一硅化物層并露出第二硅化物層的蓋體層；去除第二硅化物層和第二半導體層以形成去除的第二硅化物層和第二半導體層所留下的第一開口；以及在第一開口中順序地形成擴散勢壘、功函金屬層和導電層。

其中，形成至少一個晶體管進一步包括：在柵極電介質結構和功函金屬層之間形成擴散勢壘，其中，在形成第一硅化物層之前形成擴散勢壘和功函金屬層。

該方法進一步包括：在導電層上形成第二半導體材料。

其中，在襯底的上方形成第一半導體層和在導電層上形成第二半導體材料包括：在襯底的上方形成柵極電介質結構；在柵極電介質結構的上方形成擴散勢壘材料；在擴散勢壘材料的上方形成功函金屬材料；在功函金屬材料的上方形成導電材料；去除擴散勢壘材料、功函金屬材料和導電材料的部分，以在剩余的擴散勢壘材料、剩余的功函金屬材料和剩余的導電材料中形成開口；在剩余的導電材料上形成半導體材料并填充到開口中；以及去除半導體材料、剩余的擴散勢壘材料、剩余的功函金屬材料和剩余的導電材料的部分，使得第一半導體層形成在襯底的上方，以及第二半導體層形成在導電層上。

此外，本發明還提供了一種形成集成電路的方法，該方法包括：在襯底上方的晶體管區域中形成第一半導體層以及在襯底上方的熔絲區域中形成第二半導體層；在第一半導體層上形成第一硅化物層以及在第二半導體層上形成第二硅化物層；在第一半導體層和第二半導體層的周圍形成介電層，露出第一硅化物層和第二硅化物層；形成覆蓋第二硅化物層并露出第一硅化物層的蓋體層；去除第一硅化物層和第一半導體層，以形成由去除的第一硅化物層和去除的第一半導體層所留下的第一開口；以及在第一開口中順序形成功函金屬層和導電層。

該方法進一步包括：在襯底和功函金屬層之間形成擴散勢壘，其中，在形成第一硅化物層之前形成擴散勢壘，以及在形成第一硅化物層之后形成功函金屬層。