[發明專利]一種通孔上MTM反熔絲單元結構的制備方法

有效

• 申請號: 201610032338.4
• 申請日: 2016-01-18
• 公開（公告）號: CN105679743B
• 公開（公告）日: 2018-07-17
• 發明（設計）人: 王印權;鄭若成;徐海銘;洪根深;趙文彬;吳素貞
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十八研究所
• 主分類號: H01L23/525
• 分類號: H01L23/525
• 代理公司: 總裝工程兵科研一所專利服務中心 32002
• 代理人: 楊立秋

1.一種通孔上MTM反熔絲單元結構的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，在襯底（1）上完成了器件層的制造，在已完成的器件層（2）上淀積反熔絲下層金屬，形成反熔絲下層金屬層（3）；

步驟二，對反熔絲下層金屬層（3）進行光刻腐蝕，形成反熔絲的下電極，完成電路的下層金屬布線，再淀積金屬間介質，形成金屬間介質層（4），完成反熔絲下層金屬層（3）和反熔絲頂層金屬層（11）之間的隔離；

步驟三，對反熔絲通孔（5）進行光刻腐蝕，并進行W-Plug工藝填充；

步驟四，對反熔絲通孔（5）進行W-CMP工藝處理，W-CMP工藝處理的終點為金屬間介質層（4）；

步驟五，在金屬間介質層（4）上淀積反熔絲下層阻擋材料，形成反熔絲下層阻擋層（6），再在反熔絲下層阻擋層（6）上淀積反熔絲Spacer材料，形成反熔絲Spacer膜層（7）；

步驟六，對反熔絲Spacer膜層（7）進行各向異性腐蝕，腐蝕的終點為反熔絲下層阻擋層（6），形成反熔絲Spacer；

步驟七，在反熔絲下層阻擋層（6）上淀積反熔絲介質，形成反熔絲介質層（8），再在反熔絲介質層（8）上淀積反熔絲上層阻擋材料，形成反熔絲上層阻擋層（9）；

步驟八，對反熔絲進行光刻腐蝕，腐蝕終點為金屬間介質層（4），形成反熔絲介質層結構；

步驟九，在金屬間介質層（4）上淀積反熔絲氧化隔離介質，形成反熔絲氧化隔離層（10）；

步驟十，對反熔絲氧化隔離層（10）進行光刻腐蝕，形成反熔絲上層阻擋層（9）與反熔絲頂層金屬層（11）之間的接觸孔（101）；

步驟十一，在反熔絲氧化隔離層（10）上淀積反熔絲頂層金屬，形成反熔絲頂層金屬層（11），并對反熔絲頂層金屬層（11）進行光刻腐蝕，形成反熔絲的上電極，完成電路的頂層金屬布線，形成了完整的MTM反熔絲單元結構；

所述步驟一中采用磁控濺射方式完成反熔絲下層金屬淀積，形成厚度為300~600nm的反熔絲下層金屬層（3），反熔絲下層金屬為Al或AlSiCu；

所述步驟五中的反熔絲下層阻擋材料和步驟七中的反熔絲上層阻擋材料均為TiN或TiW，步驟五中形成的反熔絲下層阻擋層（6）和步驟七中形成的反熔絲上層阻擋層（9）的厚度均為50~300nm；

所述步驟五中采用等離子體增強化學氣相淀積方式完成反熔絲Spacer材料淀積，形成厚度為10~60nm的反熔絲Spacer膜層（7），反熔絲Spacer材料為SiO_x或SiN_x或SiO_xN_y；

所述步驟十一中采用磁控濺射方式完成反熔絲頂層金屬淀積，形成厚度為500~1000nm的反熔絲頂層金屬層（11），反熔絲頂層金屬為Al或AlSiCu。

2.根據權利要求1所述的通孔上MTM反熔絲單元結構的制備方法，其特征在于，所述步驟一中襯底（1）為體硅外延材料襯底或SOI材料襯底，襯底（1）厚度為625nm。

3.根據權利要求1所述的通孔上MTM反熔絲單元結構的制備方法，其特征在于，所述步驟二中采用等離子體增強化學氣相淀積方式完成金屬間介質淀積，形成厚度為500nm~1200nm的金屬間介質層（4）。

4.根據權利要求1所述的通孔上MTM反熔絲單元結構的制備方法，其特征在于，所述步驟七中采用等離子體增強化學氣相淀積方式或化學氣相淀積方式完成反熔絲介質淀積，形成厚度為20~100nm的反熔絲介質層（8）。

5.根據權利要求1所述的通孔上MTM反熔絲單元結構的制備方法，其特征在于，所述步驟八中形成的反熔絲介質層結構的尺寸小于反熔絲通孔（5）尺寸與步驟六中形成的反熔絲Spacer橫向尺寸的2倍之和。

6.根據權利要求1所述的通孔上MTM反熔絲單元結構的制備方法，其特征在于，所述步驟九中形成的反熔絲氧化隔離層（10）的厚度為100~200nm。