电熔丝装置及其形成方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种电熔丝装置及其形成方法，其中，所述电熔丝装置包括：基底，所述基底包括熔断区和分别位于所述熔断区两侧的电极区，所述熔断区基底中具有开口；位于所述基底熔断区的电熔丝，电熔丝横跨所述开口顶部，所述开口到所述熔断区电熔丝邻近所述电极区两端的距离相等；位于所述电极区基底中的电极，所述电极分别与所述电熔丝两端电连接。其中电熔丝断裂产生的残渣容易进入所述开口中，从而所述残渣不容易使断裂的电熔丝电连接，从而不容易影响所述电熔丝的电阻，进而不容易影响所述电熔丝装置的性能。

【技术实现步骤摘要】
电熔丝装置及其形成方法
本专利技术涉及集成电路设计领域，尤其涉及一种电熔丝装置及其形成方法。
技术介绍
随着电熔丝(E-fuse)技术的发展，E-fuse的应用也越来越广泛，已经不仅限于用于对存储单元进行修复，也可以用做可编程阵列。E-fuse的单元结构主要是由并列的几个晶体管提供足够大的电流使熔丝熔断，并通过熔丝被熔断与否来存储信息。熔丝在熔断前电阻很小，在持续的大电流作用下熔断后电阻成指数倍增加，并且熔丝熔断的状态将永远保持。因此，一根电熔丝可以对应二进制中的“0”和“1”。然而，现有技术形成的电熔丝熔丝烧断之后容易连接，导致电熔丝的电阻发生变化，可靠性能降低。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种电熔丝装置及其形成方法，能够改善所形成的电熔丝装置的性能。为解决上述问题，本专利技术提供一种电熔丝装置，包括：基底，所述基底包括熔断区和分别位于所述熔断区两侧的电极区，所述熔断区基底中具有开口；位于所述基底熔断区的电熔丝，电熔丝横跨所述开口顶部，所述开口到所述熔断区电熔丝邻近所述电极区的两端的距离相等；位于所述基底电极区的电极，所述电极分别与所述电熔丝两端电连接。可选的，所述基底还包括位于所述熔断区和电极区之间的连接区；所述电熔丝还延伸至所述连接区基底中，所述熔断区电熔丝在垂直于电熔丝延伸方向的横截面积小于所述连接区电熔丝在垂直于电熔丝延伸方向的横截面积。可选的，在平行于所述基底表面方向，且垂直于所述电熔丝延伸方向上，所述熔断区电熔丝的尺寸小于所述连接区电熔丝的尺寸。可选的，在垂直于所述基底表面方向上，所述熔断区电熔丝的尺寸与所述连接区电熔丝的尺寸相等。可选的，在垂直于所述基底表面方向上，所述熔断区电熔丝的尺寸小于所述连接区电熔丝的尺寸。可选的，所述基底包括：初始基底；位于所述初始基底上的介质层，所述熔断区介质层中具有凹槽，所述凹槽侧壁表面具有覆盖层，所述覆盖层围成所述开口。可选的，所述凹槽的深宽比大于等于3：1；所述凹槽的深度为0.2微米～0.4微米，所述凹槽的宽度为0.04微米～0.1微米，所述覆盖层的厚度为100埃～300埃。可选的，所述覆盖层的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或正硅酸乙酯。可选的，所述介质层的材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。可选的，所述电熔丝的材料为铜、钨或铝。相应的，本专利技术还提供一种电熔丝装置的形成方法，包括：形成基底，所述基底包括熔断区和分别位于所述熔断区两侧的电极区，所述熔断区基底中具有开口。在所述基底熔断区形成电熔丝，所述电熔丝横跨所述开口顶部，所述开口到所述熔断区电熔丝邻近所述电极区的两端的距离相等；在所述基底电极区形成电极，所述电极分别与所述电熔丝两端电连接。可选的，所述电熔丝位于所述熔断区基底中；所述基底包括：初始基底，位于所述初始基底上的介质层，所述熔断区介质层中具有凹槽，所述凹槽侧壁表面具有覆盖层，所述覆盖层围成所述开口；形成所述基底的步骤包括：提供初始基底，所述初始基底包括熔断区和位于所述熔断区两侧的电极区，所述初始基底上具有介质层；在所述熔断区介质层中形成凹槽；在所述凹槽侧壁表面形成覆盖层，所述凹槽侧壁的覆盖层围成所述空洞；对所述介质层进行图形化处理，在所述熔断区介质层中形成熔丝槽，使所述熔丝槽底部的空洞形成所述开口；形成所述电熔丝的步骤包括：在所述熔丝槽中形成所述电熔丝，所述电熔丝横跨所述开口顶部。可选的，所述凹槽的深宽比大于或等于3：1。可选的，所述覆盖层的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或正硅酸乙酯。可选的，形成所述覆盖层的工艺包括：常压化学气相沉积工艺或等离子体化学气相沉积工艺。可选的，所述基底还包括位于所述熔断区和所述电极区之间的连接区；所述电熔丝延伸至所述连接区基底中，所述熔断区电熔丝在垂直于所述电熔丝延伸方向的横截面积小于所述连接区电熔丝在垂直于所述电熔丝延伸方向的横截面积。可选的，在平行于所述基底表面方向，且垂直于所述电熔丝延伸方向上，所述熔断区电熔丝的尺寸小于所述连接区电熔丝的尺寸；所述图形化处理的步骤包括：在所述介质层上形成光刻胶，所述光刻胶中具有图形开口，所述图形开口底部暴露出所述介质层，所述熔断区图形开口的宽度小于所述连接区图形开口的宽度；以所述光刻胶为掩膜对所述介质层进行刻蚀，在所述熔断区和连接区介质层中形成熔丝槽。可选的，在垂直于所述基底表面方向上，所述熔断区电熔丝的尺寸小于所述连接区电熔丝的尺寸；所述图形化处理的步骤包括：在所述连接区基底中形成连接槽，所述连接槽侧壁暴露出所述熔断区介质层；对所述连接槽底部及所述熔断区介质层进行刻蚀，在所述熔断区和连接区介质层中形成熔丝槽。可选的，形成电熔丝的步骤包括：在所述熔丝槽中和所述基底上形成金属层；去除所述基底上的金属层。可选的，所述基底还包括位于所述熔断区和电极区之间的连接区，所述电熔丝位于所述熔断区和连接区基底上；在平行于所述基底表面方向，且垂直于所述电熔丝延伸方向上，所述熔断区电熔丝的尺寸小于所述连接区电熔丝的尺寸；形成所述电熔丝的步骤包括：在所述熔断区和连接区基底上形成金属层，并使所述金属层横跨所述开口顶部；在所述金属层上形成光刻胶，所述光刻胶中具有图形开口，所述图形开口底部暴露出所述金属层，所述熔断区图形开口的宽度小于所述连接区图形开口的宽度；以所述光刻胶为掩膜对所述金属层进行刻蚀，形成电熔丝。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：本专利技术技术方案提供的电熔丝装置中，所述电熔丝的延伸线上到电熔丝邻近所述电极区的两端距离相等的点为电熔丝的中心。在对所述电熔丝通电流的过程中，熔断区产生的热量较多，电极区产生的热量少，靠近电极区的电熔丝产生的热量释放较快。电熔丝中心因为距离电极区较远产生的热量不容易释放，导致电熔丝中心容易断裂，产生残渣。由于所述熔断区基底中具有开口，所述电熔丝横跨所述开口顶部，且所述开口到所述熔断区电熔丝两端的距离相等，所述开口顶部的电熔丝处于所述电熔丝的中心位置，容易发生断裂。由于所述开口顶部的电熔丝断裂产生的残渣容易进入所述开口中，从而所述残渣不容易使断裂的电熔丝电连接，不容易影响所述电熔丝的电阻，进而不容易影响所述电熔丝装置的性能。进一步，所述基底还包括连接区，则在保证所述电熔丝具有一定电阻的条件下，所述熔断区电熔丝的长度可以减小。由于所述连接区电熔丝的横截面积大于所述熔断区电熔丝的横截面积，则在对所述电熔丝通电流的过程中，所述连接区电熔丝的电阻较小，产生的热量少，因此所述连接区电熔丝不容易断裂。所述熔断区电熔丝的横截面积较小，容易断裂。综上，在保证所述电熔丝具有一定电阻的条件下，所述电熔丝发生断裂区域容易处于所述开口顶部。因此，所述形成方法能够改善所形成电熔丝装置的性能。本专利技术技术方案提供的电熔丝装置的形成方法中，所述开口顶部的电熔丝断裂产生的残渣容易进入所述开口中，从而所述残渣不容易使断裂的电熔丝电连接，从而不容易影响所述电熔丝的电阻，进而不容易影响所述电熔丝装置的性能。附图说明图1至图6是本专利技术的电熔丝装置的形成方法一实施例各步骤的结构示意图；图7至图15是本专利技术的电熔丝装置的形成方法另一实施例各步骤的结构示意图。具体实施方式现有电熔丝装置存在诸多缺点，例如电熔丝烧断之后容易连接，导致电熔丝的电阻发生变化。现结合一种电熔丝装置，分析所述电熔丝装置的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电熔丝装置，其特征在于，包括：基底，所述基底包括熔断区和分别位于所述熔断区两侧的电极区，所述熔断区基底中具有开口；位于所述基底熔断区的电熔丝，电熔丝横跨所述开口顶部，所述开口到所述熔断区电熔丝邻近所述电极区的两端的距离相等；位于所述基底电极区的电极，所述电极分别与所述电熔丝两端电连接。

【技术特征摘要】
1.一种电熔丝装置，其特征在于，包括：基底，所述基底包括熔断区和分别位于所述熔断区两侧的电极区，所述熔断区基底中具有开口；位于所述基底熔断区的电熔丝，电熔丝横跨所述开口顶部，所述开口到所述熔断区电熔丝邻近所述电极区的两端的距离相等；位于所述基底电极区的电极，所述电极分别与所述电熔丝两端电连接。2.如权利要求1所述的电熔丝装置，其特征在于，所述基底还包括位于所述熔断区和电极区之间的连接区；所述电熔丝还延伸至所述连接区基底中，所述熔断区电熔丝在垂直于电熔丝延伸方向的横截面积小于所述连接区电熔丝在垂直于电熔丝延伸方向的横截面积。3.如权利要求2所述的电熔丝装置，其特征在于，在平行于所述基底表面方向，且垂直于所述电熔丝延伸方向上，所述熔断区电熔丝的尺寸小于所述连接区电熔丝的尺寸。4.如权利要求3所述的电熔丝装置，其特征在于，在垂直于所述基底表面方向上，所述熔断区电熔丝的尺寸与所述连接区电熔丝的尺寸相等。5.如权利要求2或3所述的电熔丝装置，其特征在于，在垂直于所述基底表面方向上，所述熔断区电熔丝的尺寸小于所述连接区电熔丝的尺寸。6.如权利要求1所述的电熔丝装置，其特征在于，所述基底包括：初始基底；位于所述初始基底上的介质层，所述熔断区介质层中具有凹槽，所述凹槽侧壁表面具有覆盖层，所述覆盖层围成所述开口。7.如权利要求6所述的电熔丝装置，其特征在于，所述凹槽的深宽比大于等于3：1；所述凹槽的深度为0.2微米～0.4微米，所述凹槽的宽度为0.04微米～0.1微米，所述覆盖层的厚度为100埃～300埃。8.如权利要求6所述的电熔丝装置，其特征在于，所述覆盖层的材料为氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或正硅酸乙酯。9.如权利要求6所述的电熔丝装置，其特征在于，所述介质层的材料为氧化硅、氮化硅或氮氧化硅。10.如权利要求1所述的电熔丝装置，其特征在于，所述电熔丝的材料为铜、钨或铝。11.一种电熔丝装置的形成方法，其特征在于，包括：形成基底，所述基底包括熔断区和分别位于所述熔断区两侧的电极区，所述熔断区基底中具有开口。在所述基底熔断区形成电熔丝，所述电熔丝横跨所述开口顶部，所述开口到所述熔断区电熔丝邻近所述电极区的两端的距离相等；在所述基底电极区形成电极，所述电极分别与所述电熔丝两端电连接。12.如权利要求11所述的电熔丝装置的形成方法，其特征在于，所述电熔丝位于所述熔断区基底中；所述基底包括：初始基底，位于所述初始基底上的介质层，所述熔断区介质层中具有凹槽，所述凹槽侧壁表面具有覆盖层，所述覆盖层围成所述开口；形成所述基底的步骤包括：提供初始基底，所述初始基底包括熔断区和位于所述熔断区两侧的电极区，所述初始基底上具有介质层；在所述熔断区介质层中形成凹槽；...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨承，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，中芯国际集成电路制造北京有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31