[發明專利]反熔絲結構電路及其形成方法

有效

• 申請號: 201810777344.1
• 申請日: 2018-07-16
• 公開（公告）號: CN110729276B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 馮軍宏
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造(上海)有限公司;中芯國際集成電路制造(北京)有限公司
• 主分類號: H01L23/525
• 分類號: H01L23/525;H01L29/423
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 薛異榮;吳敏

一種反熔絲結構電路及其形成方法，其中方法包括：提供基底；在基底上形成反熔絲，形成所述反熔絲的方法包括：在基底上形成第一柵極結構和介質層，所述介質層覆蓋第一柵極結構；在第一柵極結構兩側的介質層中分別形成導電插塞，所述導電插塞的寬度自頂部至底部遞減；所述反熔絲結構電路的形成方法還包括：在基底上形成第二柵極結構，第一柵極結構的頂部表面高于第二柵極結構的頂部表面，所述介質層還覆蓋第二柵極結構，所述導電插塞還分別位于第二柵極結構兩側的介質層中。所述方法降低了反熔絲的編程電壓和編程時間。

技術領域

本發明涉及半導體制造領域，尤其涉及一種反熔絲結構電路及其形成方法。

背景技術

在半導體工業中，熔絲元件由于具有多種用途而被廣泛使用在集成電路中。例如，在集成電路中設計多個具有相同功能的電路模塊作為備份，當發現其中一個電路模塊失效時，通過熔絲元件將電路模塊和集成電路中的其它功能電路燒斷，而使用具有相同功能的另一個電路模塊取代失效的電路模塊。

隨著半導體技術的不斷發展，反熔絲(Anti-fuse)技術已經吸引了很多發明者和制造商的關注。反熔絲結構是可以改變導電狀態的結構。反熔絲結構在未激活的時候是不導電的，而在激活的時候是導電的。因此，反熔絲結構能夠選擇性的使原本電學隔離的兩個器件或芯片進行電學連接。

然而，現有的反熔絲結構的性能較差。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種反熔絲結構電路及其形成方法，以降低反熔絲的編程電壓和編程時間。

為解決上述問題，本發明提供一種反熔絲結構電路的形成方法，包括：提供基底；在基底上形成反熔絲，形成所述反熔絲的方法包括：在基底上形成第一柵極結構和介質層，所述介質層覆蓋第一柵極結構；在第一柵極結構兩側的介質層中分別形成導電插塞，所述導電插塞的寬度自頂部至底部遞減；所述反熔絲結構電路的形成方法還包括：在基底上形成第二柵極結構，第一柵極結構的頂部表面高于第二柵極結構的頂部表面，所述介質層還覆蓋第二柵極結構，所述導電插塞還分別位于第二柵極結構兩側的介質層中。

可選的，所述介質層包括第一層間介質層和第二層間介質層；形成所述第一柵極結構、第二柵極結構和介質層的步驟包括：在基底上形成第一柵極結構、第二初始柵極結構和第一層間介質層，第一柵極結構的高度和第二初始柵極結構的高度相同，第一層間介質層覆蓋第一柵極結構的側壁和第二初始柵極結構的側壁，且第一層間介質層暴露出第一柵極結構的頂部表面和第二初始柵極結構的頂部表面；回刻蝕第二初始柵極結構以降低第二初始柵極結構的高度，且使第二初始柵極結構形成所述第二柵極結構；在第一柵極結構、第二柵極結構和第一層間介質層上形成第二層間介質層；形成第一柵極結構、第二柵極結構和介質層后，形成所述導電插塞。

可選的，還包括：在回刻蝕第二初始柵極結構之前，在第一柵極結構和第一柵極結構周圍的部分第一層間介質層上形成掩膜層，且所述掩膜層暴露出第二初始柵極結構；以所述掩膜層為掩膜，回刻蝕第二初始柵極結構以形成第二柵極結構；在形成第二層間介質層之前，去除所述掩膜層。

可選的，還包括：在形成所述導電插塞之前，形成第一側墻和第二側墻，第一側墻位于第一柵極結構的側壁，第二側墻位于第二柵極結構的側壁，第一柵極結構的頂部表面和第一側墻的頂部表面齊平，第二柵極結構的頂部表面低于第二側墻的頂部表面；所述第一層間介質層覆蓋第一側墻的側壁和第二側墻的側壁，所述第二層間介質層還位于第一側墻和第二側墻上。

可選的，在回刻蝕第二初始柵極結構以形成第二柵極結構的同時，在第一層間介質層中形成位于第二柵極結構上的凹陷，所述凹陷的側壁暴露出第二側墻；所述反熔絲結構電路的形成方法還包括：在形成第二層間介質層之前，在所述凹陷中形成保護層；形成第二層間介質層后，第二層間介質層還位于所述保護層上。

可選的，還包括：形成源漏摻雜區，所述源漏摻雜區分別位于第一柵極結構兩側的基底中、以及第二柵極結構兩側的基底中，所述導電插塞分別位于源漏摻雜區上且和所述源漏摻雜區電學連接。