形成熔丝结构的方法技术

本发明专利技术公开了一种熔丝结构，该熔丝结构包括插入在基板和熔丝材料层之间的空腔。所述空腔不形成于所述熔丝材料层的侧壁，或与所述基板相对的熔丝材料的表面。当所述熔丝材料层包括突出的端部和较窄的中间区时，在使用自对准蚀刻法时，空腔可以形成插入所述基板和熔丝材料层之间。所述空腔通过支撑所述熔丝材料层的一对牺牲层基座而被隔离。包封所述空腔从而通过使用包封介电层而形成空腔。作为替代，当形成插入所述基板和熔丝材料层之间的空腔时，可以使用阻挡掩模。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术通常涉及微电子结构中的熔丝。更具体地，本专利技术涉及微电子结 构中改进性能的熔丝。背景领域除了晶体管、电阻器、二极管和电容器之外，半导体结构和半导体电路 还经常包括熔丝。至今为止，半导体结构中的熔丝是期望的，因为熔丝提供 了切断否则有缺陷和不可工作的半导体电路的部分的有效装置。具体地，熔 丝经常在用于切断有缺陷和不可工作的存储器阵列的有缺陷部分时是有用的。尽管在半导体电路的制造中熔丝是必须的，但是熔丝并非完全没有问 题。具体地，当提供用于切断有缺陷和不可工作的半导体电路的部分的装置 时，熔丝可能不在所有条件下其自身无缺陷地有效工作。在一些情形，熔丝 不总是容易切断。在一些其他情形，看上去被切断的熔丝仍然可以允许减小的、但是残留的电流的流动。在半导体制造领域中熔丝和熔丝结构是已知的。例如，Arndt等在美国专利No.6,274,440教导了具有较高工作可靠性的 熔丝结构。该具体的熔丝结构包括由半导体结构内的栅极导体叠层制造并且位于半导体结构内的空腔内的熔丝层。半导体结构和装置的尺寸一定不断减小，并且因此希望具有提高的可靠性的熔丝和熔丝结构。此外还希望具有提高的可靠性的这样的熔丝和熔丝结 构的制造方法。
技术实现思路
本专利技术提供了一种熔丝结构和该熔丝结构的制造方法。熔丝结构包括熔 丝结构内的熔丝材料层下面的空腔(例如空气间隙)。如果恰当地选择制造 熔丝结构的材料，则当使用自对准蚀刻法时，可以部分形成空腔。一种4艮据本专利技术的熔丝结构，包括通过空腔从基板分离的熔丝材料层，空腔不延伸至与基板相对的熔丝材料层侧。一种形成根据本专利技术的熔丝结构的方法，包括形成包括基板层、在基 板层上形成的牺牲层和在牺牲层上形成的熔丝材料的层叠结构。所述方法还 包括蚀刻牺牲层从而形成一对牺牲层基座，其支撑熔丝材料层的一对端部。 所述方法进一步包括在熔丝材料层和牺牲层基座上方形成包封介电层，从而 形成插入在熔丝材料层和基板层之间的空腔。另一形成根据本专利技术的熔丝结构的方法，还包括形成包括基板层、在 基板层上形成的牺牲层和在所述牺牲层上形成的熔丝材料的层叠结构。该具 体方法还包括遮挡熔丝材料层的一对端部。该具体方法还包括蚀刻牺牲层从 而在熔丝材料层的该对端部形成一对支撑牺牲层基座。最后，该具体方法还 包括在熔丝材料层和牺牲层基座上方形成包封介电层，从而形成插入在熔丝 材料层和基板层之间的空腔。附图说明在下面所述的优选实施例的描述的内容中，将理解本专利技术的目标、特征 和优点。优选实施例的描述通过附图的内容而被理解，附图形成了本公开的 一实质部分，其中图1至图9示出了制造根据本专利技术一实施例的熔丝结构的渐进阶段的结 果的一系列示意截面图和平面图。图IO至图15示出了制造根据本专利技术另一实施例的熔丝结构的渐进阶段 的结果的一系列示意截面图和平面图。图16至图21示出了将熔丝结构集成入半导体结构的一系列示意截面图。具体实施方式下面将在上述附图内容的范围内详细披露本专利技术，本专利技术包括一熔丝结 构和熔丝结构的制造方法。由于附图是示意性的，所以不必按比例绘制附图。图1至图9示出了制造根据本专利技术一实施例的熔丝结构的渐进阶段的结 果的 一 系列示意截面图和平面图。包括熔丝结构和熔丝结构的制造方法的本 专利技术的该实施例包括本专利技术的第 一 实施例。图1示出了基板10，其中基板层12位于基板10上、并且牺牲层14位 于基板层12上。熔丝材料层16位于牺牲层14上并且盖层18位于熔丝材料 层16上。掩模层20位于盖层18上。各个前述的基板10和覆盖层12、 14、 16、 18和20可以包括在半导体 制造领域中传统的材料并且具有传统的尺寸。可以使用半导体制造领域中的 传统的方法制造各个前述基板IO和覆盖层12、 14、 16、 18和20。基板10可以包括选自以下组的一或多种材料，该组包括但不局限于导 电材料、半导体材料和介电材料。如同将在下面进一步讨论的更具体的实施 例的内容所示出的，基板10通常至少部分包括半导体材料，通常是以半导 体基板的方式。此外，这样的半导体基板还将通常包括半导体装置，例如但 不局限于晶体管、电阻器、二极管和电容器。各个基板层12 (在当前实施例中可以是可选的，取决于制造基板10的 材料)，牺牲层14和盖层18将通常包括介电材料。但是，牺牲层14可以替 代地包括其它材料(即例如导电材料和半导体材料)，假设相对于前述层12、 14、 16和18控制恰当的蚀刻选择性性能，如同下面将详细描述的。基板层12、牺牲层14和盖层18的候选介电材料可以选自以下的组，所 述组包括但不局限于硅的氧化物、氮化物和氮氧化物。不排除其它元素的氧 化物、氮化物和氮氧化物。此外基板层12、牺牲层14和盖层18的候选介电 材料还包括也可以包括碳掺杂剂或氢掺杂剂的各种含硅的介电材料。通常，基板层12和盖层18包括相同的介电材料，尽管当前实施例并不 局限于此。相似地，由于在下面进一步的描述中将变得更为清晰的原因，牺 牲层14包括与基板层12和盖层18相比具有不同蚀刻选择性性能的不同的 介电材料。各个基板层12、牺牲层14和盖层18可以使用在半导体制造领域中传统 的方法制造。非限制性的实例包括热或等离子体氧化或氮化法、化学气相沉 积法(包括原子层化学气相沉积法)和物理气相沉积法(包括溅射法)。基板层12有利地包括具有从大约300至大约500埃的厚度的掺碳的氮 化硅材料。相似地，牺牲层14有利地包括具有从大约200至大约700埃厚 度的掺碳和氬的氧化硅材料(即SiCOH), —种通常使用的低介电常数(低 k)材料。最后，盖层18还有利地包括具有从大约300至大约500埃厚度的 掺碳氮化硅材料(即SiCN)。 熔丝材料层16可以包括任意的几种熔丝材料。非限制性的实例包括钽、 钛和鴒熔丝材料，以及氮化钽、氮化钨和氮化钛熔丝材料。熔丝材料可以使 用半导体制造领域中的任意几种传统方法。非限制性的实例包括化学气相沉 积法(包括原子层化学气相沉积法)和物理气相沉积法(包括溅射法)，以及热或等离子体氮化法。通常，熔丝材料层16包括具有^Mv大约300至大约 700埃厚度的氮化钽熔丝材料。掩模层20可以包括任意几种掩模材料。包括但不局限于硬掩模材料以 及光致抗蚀剂掩模材料。光致抗蚀剂掩模材料的非限制性的实例包括正光致 抗蚀剂材料、负光致抗蚀剂材料和混合光致抗蚀剂材料。掩模层20可以使 用半导体制造领域中的任意几种传统方法形成，所述方法取决于掩模层20 的材料的成份。光致抗蚀剂掩模材料通常使用旋涂法沉积。硬掩模材料通常 使用化学气相沉积法或物理气相沉积法形成。通常，4务模层20包括具有从 大约2000至大约5000埃厚度的正光致抗蚀剂材料或负光致抗蚀剂材料。图2示出了对应于在图1中示出了示意截面图的熔丝结构的示意平面图。图2示出了位于盖层18上的掩模层20。如同在图2中所示出的，掩模 层20包括具有比隔开突出的端部的中心部宽的突出的端部的狗骨形状。 通常，突出的端部具有从大约5至大约20微米的线宽并且中心部具有从大 约0.1至大约1微米的线宽。图3示出了当使用掩模层20作为蚀刻掩模层，并且使用基板层12作为 蚀刻停止层时顺序蚀刻盖层18、熔丝材料层16和牺牲层14的结果。从前述 蚀刻产生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种熔丝结构，包括：通过空腔从基板分离的熔丝材料层，所述空腔不延伸至与所述基板相对的熔丝材料层侧。

【技术特征摘要】
US 2006-10-3 11/538,1701.一种熔丝结构，包括通过空腔从基板分离的熔丝材料层，所述空腔不延伸至与所述基板相对的熔丝材料层侧。2. 根据权利要求1的熔丝结构，其中所述空腔也不延伸从而暴露所述 熔丝材料层的侧壁。3. 根据权利要求1的熔丝结构，其中所述熔丝材料层包括选自由钽、 钛、鴒、氮化钽、氮化钨和氮化钛熔丝材料组成的组的一种熔丝材料。4. 根据权利要求1的熔丝结构，其中所述熔丝材料层具有从大约300 至大约700埃的厚度。5. 根据权利要求1的熔丝结构，其中所述熔丝材料层具有狗骨形状。6. 根据权利要求5的熔丝结构，其中所述狗骨形状包括 具有线宽从大约5至大约20微米的较宽的突出的端部；和 具有线宽从大约0.1至大约1微米的较窄的中心部。7. 根据权利要求6的熔丝结构，还包括分离所述基板和所述熔丝材料 层的突出的端部的至少一基座层。8. —种形成熔丝结构的方法，包括形成层叠结构，其包括基板层、在基板层上形成的牺牲层和在所述牺牲 层上形成的熔丝材料；蚀刻所述牺牲层从而形成支撑所述熔丝材料层的一对端部的一对牺牲 层基座；并且在所述熔丝材料层和牺牲层基座上方形成包封介电层从而形成插入在 所述熔丝材料层和基板层之间的空腔。9. 根据权利要求8的方法，其中所述层叠结构还包括在熔丝材料层上 对准形成的盖层。10. 根据权利要求8的方法，其中所述封装的介电层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿尼尔K钦撒金迪，金德起，钱德拉撒克哈兰科塞恩达拉曼，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]