一种修调电阻及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种修调电阻，包括半导体衬底；介质层，形成于半导体衬底上；熔丝修调形状，由熔丝淀积形成于介质层上，熔丝修调形状有熔断区域和两端，熔断区域中有改变电流密度大小的修调结构和在熔丝修调形状的两端分别有连接垫；钝化层，形成在熔丝修调形状和介质层上，钝化层有对应修调结构的修调窗口和分别有对应连接垫的压点窗口。本发明专利技术还提供修调电阻的制造方法，利用熔丝修调形状在熔断区域中具有改变电流密度大小的修调结构，使修调结构处的熔丝有效横截面积偏小，电流密度偏大，熔断位置固定，熔断区域较小，同时使熔丝上的修调窗口开孔较小，以降低修调电阻上的修调窗口过大所导致的金属残留和化学残留等所引起的可靠性风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于半导体制造エ艺
，尤其涉及。
技术介绍
集成电路版图设计通常较为标准化和理想化，在实际的制造过程中受厂家、エ艺方法、エ艺波动和测试条件等因素影响，导致设计预想的尺寸和电性功能产生误差。对于需要调整基准电压和基准频率的产品，电阻的限流和分压功能在模拟电路中广泛运用，但阻值受掺杂浓度和扩散程度的影响，误差可达到±20%，如此大的误差不能满足高精度电路的要求。为了消除厂家、エ艺方法、エ艺波动和测试条件等因素对芯片性能的影响，在管芯版图中经常设计出被称为修调电阻(Trim resistor)的可调电阻。修调电阻的布局和主要的功能电路相连，只需要在芯片测试时采用合适的测试程序，通过专门制作的修调压点对修调电阻选择性的烧断，使修调压点间的电阻尽可能的接近理论值，从而通过对修调电阻的选取和结构的改变来达到电路设计者所需要的性能。修调电阻通常分为熔丝、齐纳ニ极管及薄膜电阻激光校正三种。薄膜电阻激光校正方法实现的微调电阻可以使精度在±0.1%以内，但设备昂贵，エ艺较复杂。熔丝和齐纳ニ极管击穿与金属的选择类似可以重新设定电阻网络，可作为编程开关设计在管芯中。但齐纳ニ极管由于击穿结构和烧熔特点，对金属材料、掺杂程度、接触孔电阻、修调方向等具有较高的要求，不能通过使用难熔金属或硅化物的エ艺制作齐纳击穿管，且实际运用中熔化的合金丝移动的非常快且毫无规律以至于很难控制，故采用齐纳ニ极管实现修调电阻的较少。熔丝类修调电阻由于烧断技术对エ艺和测试技术要求相对简单，在实际中广泛采用。常用的熔丝类修调方法为加瞬间电流使熔丝瞬间熔断，利用瞬间电流密度在电阻中产生集中的热量聚集，使电阻达到熔点，导致熔断和蒸发，熔丝类修调方法也可采用增加瞬间电压的方法，但由于高压容易会对产品其他位置造成击穿采用的较少。熔丝类修调方法根据材料主要分为金属和多晶硅两种，金属中主要以普遍用于布线的铝为主，而多晶硅为重掺杂。铝的熔点相对较低(660°C)，当修调时周期为几毫秒大小为几百毫安的电流脉冲就可以将熔丝熔断，开始汽化时大部分金属可熔化并排出，利用金属熔丝很容易编程，并且对于难熔金属熔丝也可以可靠的达到修调作用。多晶硅熔丝熔点比铝高很多(1410°C )，并且很脆，在快速加热的过程中容易破裂，要求编程电流脉冲上升的时间足够短。熔丝类修调方法的原理相同，结构类似，都是通过对熔丝的熔断后，使熔丝开路达到修调效果的，图1所示为传统的以铝材料熔丝为代表的金属熔丝修调电阻的正面结构示意图。其中包括:10为修调金属，所述修调金属10整条宽度和厚度一致，11为修调连接垫(Trim PAD)，12为修调金属10上的压点窗ロ，13为修调连接垫11上的压点窗ロ，以及覆盖在所述修调金属10上除修调金属上的压点窗ロ 12区域之外的钝化层。所述修调金属上的压点窗ロ 12利于熔断修调金属时的能量瞬间释放以及金属蒸发，但如果所述修调金属上的压点窗ロ 12过小，熔丝熔断的过程中能量释放不掉，会使起保护作用的钝化层断裂，裂口大小和金属溅出方向存在很多不确定性，会延伸到附近的电路结构中，导致潜在的可靠性风险。但如果所述修调金属上的压点窗口过大，修调金属熔塌及乱溅的金属容易残留在所述修调金属上的压点窗口及修调金属上的压点窗口附近多个区域，存在短路的风险，也容易在后道、封装工艺中出现金属残留、化学残留等可靠性风险。图2所示为图1的金属熔丝修调电阻出现过修调、整条修调金属修调时的正面结构示意图。其中14a和14b为修调金属修调后金属的端头，15为修调金属修调溅出的金属残留落在所述修调金属的压点窗口和钝化层上。发生修调金属10蒸发不完全的原因主要是修调金属过多，修调金属上的压点窗口 12开口较小，测试条件不当等导致。当出现此类问题时，普通的清洗条件无法将残留在所述修调金属上的压点窗口及修调金属上的压点窗口附近多个区域的金属去尽，且部分清洗液也会残留并沿着界面腐蚀到钝化层，破坏到附近的电路结构，导致产品的失效。图3所示为图1的金属熔丝修调电阻出现修调不充分时的正面结构示意图，其中16a和16b为修调金属修调后金属的端头，两个端头(16a和16b)间距很小，在修调金属10进行修调的瞬间，由于金属熔化特性，铝发生熔断时两端的金属呈球状收缩并为高温液体状态，会出现往下流淌的情况。如果两个端头(16a和16b)的距离足够小，两端的金属会重新融合在一起，修调金属10又重新连接起来,如图4中所示的17a和17b已经连在一起,导致修调金属10修调失败。因此，传统的金属熔丝修调电阻中，由于修调过程中整条修调金属的任何位置都有可能成为最优先熔断的点，修调金属容易出现过修调、整条金属被修调、修调不充分、修调失败的多种情况；此外，由于熔断点不固定，熔断量不同，所需的测试条件也不一样，无疑使测试条件的调试增加了很多难度，测试程序稳定性和准确性不能得到很好的保证，产生较多的失效管芯；同时修调金属上的压点窗口过大和过小都会影响到修调效果，增加了可靠性风险等。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，使修调电阻的熔断位置固定，并在修调电阻的熔断点附近的小区域中蒸发的金属较少，以降低修调电阻上的压点窗口过大所导致的金属残留和化学残留等所引起的不可靠性风险。为了解决上述问题，本专利技术提供一种修调电阻，包括:一半导体衬底；一介质层，形成于所述半导体衬底上；一熔丝修调形状，由熔丝淀积形成于所述介质层上，所述熔丝修调形状具有一熔断区域和两端，所述熔断区域中具有改变电流密度大小的修调结构以及在所述熔丝修调形状的两端分别具有一连接垫；一钝化层，形成在所述熔丝修调形状和介质层上，所述钝化层具有对应所述修调结构的修调窗口和分别具有对应所述连接垫的一压点窗口。进一步的，所述修调结构为弯曲形状。进一步的，所述弯曲形状的宽度与除所述弯曲形状以外的熔断区域的宽度相同或变窄。优选的，当所述弯曲形状的宽度变窄时，所述弯曲形状以外的熔断区域的宽度大于所述弯曲形状的宽度的1.5倍。优选的，所述弯曲形状为至少一个拐角，以每个所述拐角为分界点的两边熔丝的夹角为1-179度。进一步的，以所述拐角为分界点的两边熔丝的宽度相同或不相同。优选的，所述弯曲形状为至少一弧形，每段所述弧形为圆弧形或椭圆弧形的弧度为1-359度。优选的，所述介质层具有至少一阶梯，覆盖于每个所述阶梯上的所述弯曲形状为一台阶。优选的，所述台阶的高度大于等于所述熔丝厚度的0.1倍。进一步的，所述修调窗口涵盖住所述熔断区域，所述修调窗口的形状与熔断区域的形状相同或不同。优选的，所述修调窗口的形状与熔断区域的形状相同时，所述修调窗口大小大于等于熔断区域的两倍。可选的，所述介质层为单层介质层或复合介质层。优选的，所述介质层的厚度为丨000人 20000人。可选的，所述熔丝采用的材料为多晶硅时，所述熔丝的厚度为10人-20000人。可选的，所述熔丝采用的材料为金属时，所述金属采用的材料为形成在所述修调电阻上用于布线连接的金属铝、铜、铝合金或铝铜合金，所述熔丝的厚度为1000A-20000Ao可选的，所述钝化层与介质层使用的材料为具有差异大的选择比。根据本专利技术的另一方面，提供一种修调电阻的制造方法，包括如下步骤:提供一半导体衬底，在所述半导体衬底上制作一介质层；在所述介质层上淀积熔丝；选取所述熔丝的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种修调电阻，包括：一半导体衬底；一介质层，形成于所述半导体衬底上；一熔丝修调形状，由熔丝淀积形成于所述介质层上，所述熔丝修调形状具有一熔断区域和两端，所述熔断区域中具有改变电流密度大小的修调结构以及在所述熔丝修调形状的两端分别具有一连接垫；一钝化层，形成在所述熔丝修调形状和介质层上，所述钝化层具有对应所述修调结构的修调窗口和分别具有对应所述连接垫的一压点窗口。

【技术特征摘要】
1.一种修调电阻，包括: 一半导体衬底； 一介质层，形成于所述半导体衬底上； ー熔丝修调形状，由熔丝淀积形成于所述介质层上，所述熔丝修调形状具有一熔断区域和两端，所述熔断区域中具有改变电流密度大小的修调结构以及在所述熔丝修调形状的两端分别具有一连接垫； 一钝化层，形成在所述熔丝修调形状和介质层上，所述钝化层具有对应所述修调结构的修调窗口和分别具有对应所述连接垫的ー压点窗ロ。2.按权利要求1所述的修调电阻，其特征在于，所述修调结构为弯曲形状。3.按权利要求2所述的修调电阻，其特征在于，所述弯曲形状的宽度与除所述弯曲形状以外的熔断区域的宽度相同或变窄。4.按权利要求3所述的修调电阻，其特征在干，当所述弯曲形状的宽度变窄时，所述弯曲形状以外的熔断区域的宽度大于所述弯曲形状的宽度的1.5倍。5.按权利要求4所述的修调电阻，其特征在于，所述弯曲形状为至少ー个拐角，以每个所述拐角为分界点的两边熔丝的夹角为1-179度。6.按权利要求5所述的修调电阻，其特征在干，以所述拐角为分界点的两边熔丝的宽度相同或不相同。7.按权利要求4所述的修调电阻，其特征在于，所述弯曲形状为至少一弧形，每段所述弧形为圆弧形或椭圆弧形的弧 度为1-359度。8.按权利要求4所述的修调电阻，其特征在于，所述介质层具有至少ー阶梯，覆盖于每个所述阶梯上的所述弯曲形状为一台阶。9.按权利要求8所述的修调电阻，其特征在于，所述台阶的高度大于等于所述熔丝厚度的0.1倍。10.按权カ要求6、7或9所述的修调电阻，其特征在于，所述修调窗ロ涵盖住所述熔断区域，所述修调窗ロ的形状与熔断区域的形状相同或不同。11.按权カ要求10所述的修调电阻，其特征在于，所述修调窗ロ的形状与熔断区域的形状相同时，所述修调窗ロ大小大于等于熔断区域的两倍。12.按权利要求1所述的修调电阻，其特征在于，所述介质层为单层介质层或复合介质层。13.按权利要求1所述的修调电阻，其特征在于，所述介质层的厚度为I oooA-20000 A c14.按权利要求1所述的修调电阻，其特征在于，所述熔丝采用的材料为多晶硅时，所述熔丝的厚度为10A-20000人。15.按权利要求1所述的修调电阻，其特征在于，所述熔丝采用的材料为金属时，所述金属采用的材料为形成在所述修调电阻上用于布线连接的金属铝、铜、铝合金或铝铜合金，所述熔丝的厚度为1000人-20000人。16.按权利要求1所述的修调电阻，其特征在于，所述钝化层与介质层使用的材料为具有差异大的选择比。17.一种修调电阻的制造方法，包括如下步骤:提供一半导体衬底，在所述半导体衬底上制作一介质层； 在所述介质层上淀积熔丝； 选取所述熔丝的ー熔断区域，去除所述熔断区域中的部分熔丝，暴露出所述介质层，在所述熔断区域中未去除熔丝的部位形成一具有改变电流密度大小的修调结构，以及在所述熔断区域之外的熔丝两端分别形成一连接垫，从而形成熔丝修调形状； 在所述熔丝修调形状和暴露出的所述介质层上淀积钝化层，去除部分钝化层，形成修调窗ロ，所述修调窗ロ暴露出所述修调结构上的熔丝以及所述修调结构上的熔丝下方的介质层，在所述连接垫上的钝化层上制作压点窗ロ...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨彦涛，陈文伟，刘慧勇，韩健，江宇雷，雷辉，
申请(专利权)人：杭州士兰集成电路有限公司，
类型：发明
国别省市：