电可编程熔丝结构及其形成方法技术

一种电可编程熔丝结构及其形成方法，所述电可编程熔丝结构包括：半导体衬底；多晶硅结构，位于所述半导体衬底上，所述多晶硅结构包括用于与电源阳极耦接的阳极部、用于与电源阴极耦接的阴极部以及连接所述阳极部和阴极部的连接部；金属硅化物，位于所述多晶硅结构的表面；其中，所述阳极部掺杂有N型离子，所述阴极部掺杂有P型离子。本发明专利技术方案可以降低漏电流的影响，提高编程的读出结果的准确性，有效减少运算错误的发生。

【技术实现步骤摘要】
电可编程熔丝结构及其形成方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种电可编程熔丝结构及其形成方法。
技术介绍
随着半导体工艺的微小化以及复杂度的提高，半导体元件也变得更容易受到各种缺陷或杂质的影响，而单一导线、二极管或者晶体管等的失效往往导致整个芯片发生缺陷。为了解决这个问题，会在集成电路中形成一些熔丝，以确保集成电路的可利用性。在现有技术中，电可编程熔丝(ElectricallyProgrammableFuse，eFuse)为半导体集成电路常用的器件，其中，电可编程熔丝又可以称为电可编程的硅化物多晶硅熔丝，例如利用电子迁移(Electromigration，EM)特性编程的多晶硅熔丝(PolyFuse)。并且所述电可编程熔丝可以与逻辑的互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺完全兼容、操作简单、体积小且能够提供更高的灵活性。在现有技术中，所述电可编程熔丝结构可以包括半导体衬底、多晶硅结构以及金属硅化物。通常设置所述电可编程熔丝结构的第一端与电源阳极耦接，所述电可编程熔丝结构的第二端与电源阴极耦接，以在对电可编程熔丝进行熔断时，通过输入电流，熔断所述电可编程熔丝结构的第一端与第二端之间的金属硅化物，以切断所述第一端与第二端之间的电流，完成编程。然而，电可编程熔丝结构的第一端与第二端之间仍然存在有多晶硅结构，容易导致在读出操作中形成漏电流，特别是采用掺杂多晶硅(DopedPoly)材料形成所述多晶硅结构时，由于电阻率较低，导致漏电流较大，严重时影响编程的读出结果，导致运算错误。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供一种电可编程熔丝结构及其形成方法，可以降低漏电流的影响，提高编程的读出结果的准确性，有效减少运算错误的发生。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种电可编程熔丝结构，包括：半导体衬底；多晶硅结构，位于所述半导体衬底上，所述多晶硅结构包括用于与电源阳极耦接的阳极部、用于与电源阴极耦接的阴极部以及连接所述阳极部和阴极部的连接部；金属硅化物，位于所述多晶硅结构的表面；其中，所述阳极部掺杂有N型离子，所述阴极部掺杂有P型离子。可选的，所述电可编程熔丝结构还包括：介质层，覆盖所述金属硅化物；导电插塞，位于所述介质层内且穿通所述介质层，并与所述金属硅化物电连接。可选的，所述电可编程熔丝结构还包括：衬底介质层，所述衬底介质层位于所述半导体衬底的表面，且所述多晶硅结构位于所述衬底介质层的表面。可选的，所述衬底介质层为氧化物层、氮化物层或者氧化物和氮化物的堆叠层。可选的，所述N型离子选自磷离子、砷离子以及锑离子；所述P型离子选自硼离子、镓离子以及铟离子。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供一种电可编程熔丝结构的形成方法，包括：提供半导体衬底；形成多晶硅结构，所述多晶硅结构位于所述半导体衬底上，所述多晶硅结构包括用于与电源阳极耦接的阳极部、用于与电源阴极耦接的阴极部以及连接所述阳极部和阴极部的连接部；向所述阳极部进行N型离子注入；向所述阴极部进行P型离子注入；在所述多晶硅结构的表面，形成金属硅化物。可选的，所述电可编程熔丝结构的形成方法还包括：形成介质层，所述介质层覆盖所述金属硅化物；在所述介质层内形成导电插塞，所述导电插塞穿通所述介质层，并与所述金属硅化物电连接。可选的，在所述形成多晶硅结构之前，所述的电可编程熔丝结构的形成方法还包括：在所述半导体衬底的表面形成衬底介质层，且所述多晶硅结构位于所述衬底介质层的表面。可选的，所述衬底介质层为氧化物层、氮化物层或者氧化物和氮化物的堆叠层。可选的，所述N型离子选自磷离子、砷离子以及锑离子；所述P型离子选自硼离子、镓离子以及铟离子。与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：在本专利技术实施例中，提供一种电可编程熔丝结构，包括：半导体衬底；多晶硅结构，位于所述半导体衬底上，所述多晶硅结构包括用于与电源阳极耦接的阳极部、用于与电源阴极耦接的阴极部以及连接所述阳极部和阴极部的连接部；金属硅化物，位于所述多晶硅结构的表面；其中，所述阳极部掺杂有N型离子，所述阴极部掺杂有P型离子。采用上述方案，通过设置电可编程熔丝结构的多晶硅结构包括用于与电源阳极耦接的阳极部、用于与电源阴极耦接的阴极部以及连接所述阳极部和阴极部的连接部，且所述阳极部掺杂有N型离子，所述阴极部掺杂有P型离子，可以使多晶硅结构在所述连接部形成反向PN结，且在读出操作中使得在所述反向PN结上施加的电流为反向电流，相比于现有技术中的多晶硅结构，在本专利技术实施例中的反向PN结的电阻率更大，有助于降低漏电流的影响，提高编程的读出结果的准确性，有效减少运算错误的发生。进一步地，在本专利技术实施例中，可以复用现有的N阱(N-well)掺杂以及P阱(P-Well)掺杂工艺及其掩膜版，无需新增掩膜版或工艺步骤，有助于控制生产成本。进一步，所述电可编程熔丝结构还包括衬底介质层，所述衬底介质层位于所述半导体衬底的表面，且所述多晶硅结构位于所述衬底介质层的表面，在本专利技术实施例中，通过形成衬底介质层，可以在形成多晶硅结构、金属硅化物等后续工艺中对半导体衬底进行保护，还可以在熔断金属硅化物的过程中对半导体衬底进行保护，提高半导体器件的质量。附图说明图1是现有技术中一种电可编程熔丝结构的电路示意图；图2是现有技术中一种电可编程熔丝结构的俯视图；图3是图2沿切割线A1-A2的剖面结构示意图；图4是现有技术中一种电可编程熔丝结构熔断后的剖面结构示意图；图5是本专利技术实施例中一种电可编程熔丝结构的形成方法的流程图；图6至图8是本专利技术实施例中一种电可编程熔丝结构的形成方法中部分步骤对应的器件剖面结构示意图；图9是本专利技术实施例中一种电可编程熔丝结构的俯视图；图10是图9沿切割线B1-B2的剖面结构示意图；图11是本专利技术实施例中一种电可编程熔丝结构熔断后的剖面结构示意图。具体实施方式在现有技术中，电可编程熔丝结构在完成编程后，往往发生漏电流较大的问题，严重时影响编程的读出结果，导致运算错误。参照图1，图1是现有技术中一种电可编程熔丝结构的电路示意图。所述电可编程熔丝结构10的第一端可以与电源阳极11耦接，所述电可编程熔丝结构10的第二端可以与电源阴极12耦接，并且电可编程熔丝结构10的第二端可以作为晶体管的漏极。其中，所述晶体管还可以包括栅极(Gate)13以及源极(Source)14。结合参照图2以及图3，图2是现有技术中一种电可编程熔丝结构的俯视图，图3是图2沿切割线A1-A2的剖面结构示意图。所述电可编程熔丝结构可以包括熔丝阳极(Anode)101以及熔丝阴极(Cathode)102，其中，熔丝阳极101与熔丝阴极102之间为熔丝链(FuseLink)107。在具体实施中，所述电可编程熔丝结构可以视为是熔丝链107对外部延伸出熔丝阳极101以及熔丝阴极102，为了得到更好的熔断效果，熔丝阳极101以及熔丝阴极102的面积通常远比熔丝链107大，从而形成如图2示出的狗骨形状。如图3所示，所述电可编程熔丝结构可以包括半导体衬底100、多晶硅结构以及金属硅化物。其中，所述多晶硅结构可以包括用于与电源阳极耦接的阳极部1011、用于与电源阴极耦接的阴极部1021以及连接所述阳极部1011和阴极部1021的连接部1031。所述金属硅化物可以位于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电可编程熔丝结构，其特征在于，包括：半导体衬底；多晶硅结构，位于所述半导体衬底上，所述多晶硅结构包括用于与电源阳极耦接的阳极部、用于与电源阴极耦接的阴极部以及连接所述阳极部和阴极部的连接部；金属硅化物，位于所述多晶硅结构的表面；其中，所述阳极部掺杂有N型离子，所述阴极部掺杂有P型离子。

【技术特征摘要】
1.一种电可编程熔丝结构，其特征在于，包括：半导体衬底；多晶硅结构，位于所述半导体衬底上，所述多晶硅结构包括用于与电源阳极耦接的阳极部、用于与电源阴极耦接的阴极部以及连接所述阳极部和阴极部的连接部；金属硅化物，位于所述多晶硅结构的表面；其中，所述阳极部掺杂有N型离子，所述阴极部掺杂有P型离子。2.根据权利要求1所述的电可编程熔丝结构，其特征在于，还包括：介质层，覆盖所述金属硅化物；导电插塞，位于所述介质层内且穿通所述介质层，并与所述金属硅化物电连接。3.根据权利要求1所述的电可编程熔丝结构，其特征在于，还包括：衬底介质层，所述衬底介质层位于所述半导体衬底的表面，且所述多晶硅结构位于所述衬底介质层的表面。4.根据权利要求3所述的电可编程熔丝结构，其特征在于，所述衬底介质层为氧化物层、氮化物层或者氧化物和氮化物的堆叠层。5.根据权利要求1所述的电可编程熔丝结构，其特征在于，所述N型离子选自磷离子、砷离子以及锑离子；所述P型离子选自硼离子、镓离子以及铟离子。6.一种电可编程熔丝结构的形成方法，其特征在于，包括：提供...

【专利技术属性】
技术研发人员：高超，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31