[發明專利]電極的制造方法、熔絲裝置及其制造方法

有效

• 申請號: 201210483777.9
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN103839919B
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 李瑩;吳關平
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L23/525
• 分類號: H01L23/525;H01L21/28;H01L21/768
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 曲瑞

本公開涉及電極的制造方法、熔絲裝置及其制造方法。所述熔絲裝置包括：熔絲元件，所述熔絲元件包含相變材料；以及第一電極，所述第一電極與所述熔絲元件接觸，并且所述第一電極在與所述熔絲元件接觸的部分處具有亞光刻尺寸。根據本公開，熔絲裝置的斷開電流相比于相關技術能夠被減小。

技術領域

本公開涉及電極的制造方法、熔絲裝置及其制造方法，尤其涉及采用相變材料作為熔絲元件的熔絲裝置及其制造方法。

背景技術

熔絲裝置（或稱為電子熔絲（E-Fuse）裝置）是電子產品中的關鍵性組件，其例如可被用于切換冗余內存、在射頻電路中提供可調節的電阻與電容特性（即RC trimming）等。

傳統的熔絲裝置采用金屬或多晶硅作為熔絲元件。當要斷開熔絲元件時，所需的電流通常較大。所需的較大電流還使得與熔絲元件連接的開關元件（例如晶體管）通常占用較大的芯片面積。另外，斷開熔絲元件所需的時間通常為毫秒（ms）級。另一方面，當使用激光來斷開金屬熔絲元件時，由于僅能在芯片封裝前進行操作而使得其應用范圍受限，并且制造過程中的良率較差。

因此，傳統的熔絲裝置所固有的大電流、大芯片面積、不便利性等成為業界亟欲改進之處。

發明內容

本公開鑒于以上問題中的至少一個提出了新的技術方案。

本公開在其一個方面提供一種電極的制造方法，其使得所述電極能夠具有亞光刻尺寸。

本公開在其另一個方面提供一種熔絲裝置及其制造方法，其中所述熔絲裝置采用相變材料作為熔絲元件。

本公開在其又一個方面提供一種熔絲裝置及其制造方法，其使得熔絲裝置的斷開電流相比于相關技術能夠被減小。

根據本公開，提供一種熔絲裝置，包括：熔絲元件，所述熔絲元件包含相變材料；以及第一電極，所述第一電極與所述熔絲元件接觸，并且所述第一電極在與所述熔絲元件接觸的部分處具有亞光刻尺寸。

在本公開的一些實施例中，所述第一電極在與所述熔絲元件接觸的部分處的尺寸小于或等于100nm。

在本公開的一些實施例中，所述第一電極在與所述熔絲元件接觸的部分處的尺寸小于或等于75nm。

在本公開的一些實施例中，所述相變材料是摻雜或未摻雜的硫屬化物（chalcogenide）。

在本公開的一些實施例中，所述相變材料是摻雜或未摻雜的Ge-Sb-Te材料，或者是摻雜或未摻雜的Sb-Te材料。

在本公開的一些實施例中，所述相變材料的層厚度小于或等于30nm。

在本公開的一些實施例中，所述熔絲元件和所述第一電極中的每一個被嵌入在層間電介質或金屬間電介質中。

在本公開的一些實施例中，所述熔絲裝置還包括第二電極，所述第一電極和所述第二電極位于所述熔絲元件的相對側。

在本公開的熔絲裝置中，當經由所述第一電極給所述熔絲元件施加電流小于或等于3mA的脈沖時，所述熔絲元件產生相變，從而使所述熔絲裝置處于斷開狀態。

根據本公開，還提供一種制造電極的方法，包括以下步驟：在襯底上依次形成第一電介質層、第二電介質層和第三電介質層；通過第一蝕刻處理，在所述第三電介質層和所述第二電介質層中形成第一通孔；在所述第三電介質層上形成第四電介質層，所述第四電介質層覆蓋所述第一通孔的側壁和底壁；通過第二蝕刻處理，去除所述第一通孔的底壁上的所述第四電介質層以露出所述第一電介質層，而保留所述第一通孔的側壁上的所述第四電介質層；通過以所述第一通孔的側壁上的所述第四電介質層作為蝕刻阻擋層進行第三蝕刻處理，在所述第一電介質層中形成從露出的所述第一電介質層至所述襯底的第二通孔；在所述第二通孔中填充電極材料；以及通過拋光處理，形成嵌入在所述第一電介質層中的所述電極。