一种半导体器件制造技术

本发明专利技术提供一种半导体器件，包括位于半导体衬底表面的电熔丝，和位于分别电熔丝的阳极和阴极上的第一导电插塞和第二导电插塞。所述第一和第二导电插塞均包括端部和颈部，所述端部靠近所述中间段，颈部远离所述中间段设置；所述第一和第二导电插塞的在与电熔丝的中间段的垂直方向上的宽度大于所述颈部的宽度。在向所述第一和第二导电插塞施加电压后，电流集中于端部，并由此使得第一和第二导电插塞的上产生热量集中于端部，从而加快对于电熔丝中间段的熔断速率。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体器件
本专利技术涉及半导体制备领域，尤其是涉及一种半导体器件。
技术介绍
在集成电路领域，电熔丝（Fuse）是指在集成电路中电阻可以发生大幅度改变（由低阻态向高阻态改变）或者可以熔断的连接线。电熔丝主要用途包括：（1）用于启动冗余电路来替代在同晶片上有缺陷的电路，从而有效提高制程良率。以电熔丝连接集成电路中的冗余电路，一旦检测发现集成电路具有缺陷，就可利用电熔丝修复或者取代有缺陷的电路；（2）用于集成电路程序化功能。将电熔丝设置于程序化电路上，在集成电路程序化过程中，通过较高电压熔断电熔丝产生断路以完成信息1的写入，而未断开的电熔丝保持连接状态，即为状态0。如图1所示，电熔丝采用金属或金属硅化物制成，包括阴极11和阳极12，以及位于阴极11和阳极12之间的细条状的中间段13。所述阴极11和阳极12表面设置多个导电插塞15。现有的电熔丝是利用电致迁移(ElectronMigration，简称EM)效应来产生断路的。EM效应是经由温度和电子撞击(ElectronWind)的加乘效应所造成的金属离子的移动。继续参考图1所示，通过所述导电插塞15向电熔丝施加足量的脉冲电压后，在阴极11和阳极12间传输电流，并由所述电流产生热能，电熔丝迅速升温，使得电熔丝产生EM现象，致使电熔丝12在短时间内熔断。在集成电路实际生产工艺中，金属或是金属硅化物与集成电路其他组件材料的兼容性较差，因而为了提高电熔丝与集成电路制造的兼容性，电熔丝包括采用金属或金属硅化物制成的导电层21以及间于导电层21，和设置于半导体衬底10之间的掺杂有离子的多晶硅层22。其中，在所述导电层21上设有多个导电插塞15。使用过程中，由导电插塞向电熔丝施加脉冲电压，由导电插塞将电流传递至导电层21，以产生足量热致使导电层21熔断；同时，导电层21上的热量传递至多晶硅层22，使得多晶硅层22中的掺杂离子基于高温发生EM现象，由电熔丝的一端移向另一段，直至多晶硅层22中掺杂的离子耗尽，以提高多晶硅层22的电阻。然而在实际使用过程中，电熔丝的熔断往往难以彻底熔断，电熔丝的熔断良率较差，且电熔丝熔断后插塞15时常会出现损伤，并由此降低了集成电路后续使用的性能。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种半导体器件，以克服现有的电熔丝难以彻底熔断，电熔丝熔断良率低，以及电熔丝上的导电插塞易出现损伤的问题。为解决上述问题，所述的半导体器件，包括：位于半导体衬底表面的电熔丝，所述电熔丝包括分别位于两端的阳极和阴极，以及位于阳极和阴极间的中间段；分别位于所述阳极和阴极上的第一导电插塞和第二导电插塞；所述第一导电插塞和第二导电插塞均包括端部和颈部，所述端部靠近所述电熔丝中间段，颈部远离所述电熔丝中间段；其中第一导电插塞的端部在与所述电熔丝中间段垂直的方向上的宽度大于第一导电插塞的颈部，或第二导电插塞的端部在与所述电熔丝中间段垂直的方向上的宽度大于第二导电插塞的颈部。可选地，所述第一导电插塞的端部在与所述电熔丝中间段垂直的方向上的宽度大于所述阳极宽度；或所述第二导电插塞的端部在与所述电熔丝中间段垂直的方向上的宽度大于所述阴极的宽度。可选地，所述第一导电插塞的端部在与所述电熔丝中间段垂直的方向的两侧延伸至所述阳极的两侧外；所述第二导电插塞的端部在与所述电熔丝中间段垂直的方向的两侧延伸至所述阴极的两侧外。可选地，所述第一导电插塞的颈部在与所述电熔丝中间段垂直的方向上的宽度小于等于所述阳极的宽度；所述第二导电插塞的颈部在与所述电熔丝中间段垂直的方向上的宽度小于等于所述阴极的宽度。可选地，所述第一导电插塞的端部在沿所述电熔丝中间段延伸方向的长度和颈部的长度的比值为0.3至0.6；所述第二导电插塞的端部在沿所述电熔丝中间段延伸方向的长度和颈部的长度比为0.3至0.6。可选地，所述阳极在与所述中间段的垂直方向上的宽度与第一导电插塞的端部的宽度的比为1:2至1:5；所述阴极在与所述中间段的垂直方向上的宽度与第二导电插塞的端部的宽度的比为1:2至1:5。可选地，所述导电插塞形状为“T”形。可选地，所述阳极上仅设有一个所述第一导电插塞；在所述阴极上仅设有一个所述第二导电插塞。可选地，所述中间段宽度小于所述阳极和阴极的宽度。可选地，所述第一导电插塞和第二导电插塞为钨插塞。与现有技术相比，本专利技术的技术方案具有以下优点：所述第一导电插塞和第二导电插塞均包括端部和颈部，所述端部靠近所述中间段，颈部远离所述中间段设置；其中，第一导电插塞的端部在与所述电熔丝中间段垂直的方向上的宽度大于第一导电插塞的颈部，或第二导电插塞的端部在与所述电熔丝中间段垂直的方向上的宽度大于第二导电插塞的颈部。在向所述导电插塞施加电压后，基于上述结构，所述第一导电插塞和第二导电插塞的端部的电流量大于颈部的电流量，因而所述第一导电插塞和第二导电插塞的热量集中于所述端部，即，所述第一导电插塞和第二导电插塞的热量集中于靠近电熔丝的中间段的一侧，从而可加速电熔丝熔断，且使得电熔丝熔断更彻底，提高电熔丝熔断的良率。进一步地，所述第一导电插塞的端部在与所述电熔丝中间段垂直的方向的两侧延伸至所述阳极的两侧外；所述第二导电插塞的端部在与所述电熔丝中间段垂直的方向的两侧延伸至所述阴极的两侧外。上述技术方案增加了端部与电熔丝的接触面积，提高电熔丝上的电流分布均匀度、导电插塞向电熔丝以及导电插塞上电流，以及电流产生的热量的稳定性，避免导电插塞出现损伤。附图说明图1是现有的电熔丝的示意图；图2至图12是本专利技术一个实施例提供的半导体器件的结构的示意图；图13是装有现有导电插塞的电容丝通入电流后的等温线分步图；图14是本专利技术一个实施例提供的半导体器件通入电流后的等温线分步图；图15本专利技术另一个实施例提供的半导体器件的结构的示意图。具体实施方式正如
技术介绍
所述，现有的电熔丝的熔断良率差，且使用过程中，导电插塞会出现损坏现象。结合参考图1所示，分析其原因，现有的电熔丝，在阳极和阴极上设置有多个导电插塞，使用过程中，在向导电插塞施加电压后，基于是经由各个导电插塞向电熔丝输送电流，产生热能，因而在电熔丝上的热能分步较散，热能集中度较差，热能无法迅速传递至电熔丝的中间段以熔断电熔丝，从而导致电熔丝熔断良率较差。而且，在向电熔丝输送电流过程中，电流较为集中地输送至各个导电插塞，因而在导电插塞上基于电流会产生较大的热能，导致导电插塞受损伤，破坏导电插塞和电熔丝的连接强度，进而影响后续向电熔丝时间的电流畅通和热量传递，从而影响电熔丝的熔断良率。为此，本专利技术提供了一种半导体器件，包括设置于半导体衬底上的电熔丝，所述电熔丝包括分别设置于两端的阳极和阴极，以及阴极和阳极间的中间段。所述电熔丝的阳极上设有第一导电插塞，阴极上设有第二导电插塞，所述第一导电插塞和第二导电插塞连接半导体器件的金属互连线，用于向电熔丝输送电流。所述第一导电插塞和第二导电插塞均包括端部和颈部，所述端部靠近所述中间段，颈部远离所述中间段设置。在与所述中间段垂直的方向上，所述第一导电插塞（和所述第二导电插塞）的端部的宽度大于所述颈部的宽度，在经由上述结构的导电插塞向电熔丝输送电流时，电流会集中于所述端部，即集中于所述导电插塞靠近所述中间段一侧，并由此使得热量也集中于所述端部，集中的热量可加快电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，包括：位于半导体衬底表面的电熔丝，所述电熔丝包括分别位于两端的阳极和阴极，以及位于阳极和阴极间的中间段；分别位于所述阳极和阴极上的第一导电插塞和第二导电插塞，其特征在于，所述第一导电插塞和第二导电插塞均包括端部和颈部，所述端部靠近所述电熔丝中间段，颈部远离所述电熔丝中间段；其中第一导电插塞的端部在与所述电熔丝中间段垂直的方向上的宽度大于第一导电插塞的颈部，或第二导电插塞的端部在与所述电熔丝中间段垂直的方向上的宽度大于第二导电插塞的颈部。

【技术特征摘要】
1.一种半导体器件，包括：位于半导体衬底表面的电熔丝，所述电熔丝包括分别位于两端的阳极和阴极，以及位于阳极和阴极间的中间段；分别位于所述阳极和阴极上的第一导电插塞和第二导电插塞，其特征在于，所述第一导电插塞和第二导电插塞均包括端部和颈部，所述端部靠近所述电熔丝中间段，颈部远离所述电熔丝中间段；其中第一导电插塞的端部在与所述电熔丝中间段垂直的方向上的宽度大于第一导电插塞的颈部，或第二导电插塞的端部在与所述电熔丝中间段垂直的方向上的宽度大于第二导电插塞的颈部。2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一导电插塞的端部在与所述电熔丝中间段垂直的方向上的宽度大于所述阳极宽度；或所述第二导电插塞的端部在与所述电熔丝中间段垂直的方向上的宽度大于所述阴极的宽度。3.如权利要求2所述的半导体器件，其特征在于，所述第一导电插塞的端部在与所述电熔丝中间段垂直的方向的两侧延伸至所述阳极的两侧外；所述第二导电插塞的端部在与所述电熔丝中间段垂直的方向的两侧延伸至所述阴极的两侧外。4.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于，所述第一导电插塞的颈部在与所述电...

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