本发明专利技术的实施例提供一种形成电子熔断器或通常所称的电熔断器的方法。该方法包括在公共半导体衬底的顶部上一起形成多晶硅结构(201/200)和场效应晶体管(FET)结构，FET结构具有牺牲栅极电极(101)；将至少一种掺杂剂注入到多晶硅结构(201)中，以至少在多晶硅结构的顶部部分中创建掺杂多晶硅层(211)；使多晶硅结构和FET结构经受反应离子刻蚀(RIE)工艺，RIE工艺选择性地去除FET结构的牺牲栅极电极(101)，同时掺杂多晶硅层基本不受RIE工艺影响；以及将包括掺杂多晶硅层的多晶硅结构转化成硅化物(902)以形成电子熔断器。
Method of forming an electrical fuse in a process of replacing a metal gate
Embodiments of the present invention provide a method of forming an electronic fuse or commonly referred to as an electrical fuse. The method includes a semiconductor substrate on the top in public together to form a polysilicon structure (201/200) and field effect transistor (FET) structure, FET structure with a sacrificial gate electrode (101); at least one dopant into the polysilicon structure (201), at least at the top of the polycrystalline silicon doped structure created in part a polysilicon layer (211); the polysilicon and FET structure subjected to reactive ion etching (RIE) process, RIE process for selectively removing the sacrificial gate electrode structure of FET (101), while the doped polysilicon layer no RIE process influence; and will include silicon doped polysilicon layer into the silicide (902) to form an electrical fuse.
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2010年11月22日提交的序列号为12/951，107、名称为“Method of Forming E-Fuse in Replacement Metal Gate Manufacturing Process，，的美国专利申请 的优先权权益，这里通过引用将其内容整体并入。
本专利技术总体涉及半导体器件的制造，并且具体地涉及在替换金属栅极制造工艺中 的电子熔断器的形成。
技术介绍
在集成电路(IC)芯片制造领域中，各种有源和无源器件可以制造在公共半导体 衬底上并且随后通过后端工艺线技术互连，以共同提供IC芯片的各种各样的功能性。有源 半导体器件可以例如包括诸如场效应晶体管(FET)之类的晶体管。此外，FET可以是互补 型金属氧化物半导体(CMOS) FET,该CMOS FET可以包括p型FET (pFET)和η型FET (nFET)。 无源器件可以例如包括电阻器和电子熔断器，电子熔断器可能公知为电熔断器(e-fuse)。 一般而言，集成电路芯片可以包括对于大部分为有源器件的其它器件冗余的器件，以便在 常规操作期间有源器件中的一个或多个出现故障的情形下提供故障保护。在有源器件出现 故障的情况下，可以有时自动地使用冗余“备份”器件，通过对指定电熔断器进行电子编程 来重新配置IC芯片，使得可以适当地维持IC芯片的功能性的连续性。最近，利用替换金属栅极(RMG)工艺制作的先进晶体管由于它们在某些方面相对 于常规多晶栅极晶体管的优越性能而被引入。在替换金属栅极晶体管的制造期间，如本领 域已知的那样，可以蚀刻掉所有牺牲栅极电极并且替换为金属栅极。然而，该特定工艺可 能与常规利用多晶栅极晶体管制造的某些无源器件的制造工艺不兼容。例如，利用硅化多 晶结构的用于电子熔断器的制造工艺可能需要修改以便适当地集成到新的替换金属栅极 (MG)工艺中。具体而言，在电熔断器的形成中所需的硅化多晶结构需要在可能与电熔断器 邻近的晶体管的牺牲栅极电极的蚀刻工艺期间被适当保护。作为结果，可能需要附加的保 护掩膜以及与这种掩膜的制作相关联的光刻构图和蚀刻工艺，这导致器件制造的复杂度和 总体成本的增加。因此，本领域中存在对于开发新方法或工艺和可与这种新方法或工艺兼容的器件 结构的需求，以更好地将制造电熔断器的工艺集成到制造具有替换金属栅极的晶体管的工 艺中。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供一种在替换金属栅极工艺中形成电子熔断器(电熔断器) 的方法。该方法包括:在公共半导体衬底的顶部上一起形成多晶硅结构和场效应晶体管 (FET)结构，该FET结构具有牺牲栅极电极；将至少一种掺杂剂注入到多晶硅结构中，以至少在多晶硅结构的顶部部分中创建掺杂多晶硅层；使多晶硅结构和FET结构经受反应离子刻蚀(RIE)工艺，该RIE工艺选择性地去除FET结构的牺牲栅极电极，同时掺杂多晶硅层基本不受RIE工艺影响；以及将包括掺杂多晶硅层的多晶硅结构转化成硅化物以形成电子熔断器。在一个实施例中，该至少一种掺杂剂为硼(B)，硼被注入到多晶硅结构中，同时通过光致抗蚀剂掩膜使FET结构被保护以免于硼注入。根据一个实施例，该方法可以进一步包括:在硼注入之后，执行快速热退火(RTA)工艺，以激活硼掺杂剂，使得掺杂多晶硅层抵御RIE工艺。根据另一实施例，该方法可以附加地包括:在执行RIE工艺之前，去除FET结构的牺牲栅极电极的顶部上的帽层，其中该去除也最多去除掺杂多晶硅层的一部分，而掺杂多晶硅层的其余部分覆盖多晶硅结构的其余部分。在一个实施例中，将多晶硅结构转化成硅化物进一步包括:形成硬掩膜图案，该硬掩膜图案覆盖FET结构，而露出掺杂多晶硅层和其下方的多晶硅结构；与掺杂多晶硅层直接接触地沉积金属层；以及通过快速热退火工艺使得金属层扩散到至少掺杂多晶硅层中以创建硅化物。根据一个实施例，金属层为镍层，进一步包括使得镍扩散到掺杂多晶硅层下方的多晶硅结构中。附图说明从结合附图的本专利技术的以下详细描述中，将更充分地理解和认识本专利技术，其中:图1是根据本专利技术一个实施例的在公共衬底上形成电熔断器和晶体管的方法的说明性图示；图2是根据本专利技术一个实施例的在公共衬底上形成电熔断器和晶体管的方法在图1所示步骤之后的说明性图示；图3是根据本专利技术一个实施例的在公共衬底上形成电熔断器和晶体管的方法在图2所示步骤之后的说明性图示；图4是根据本专利技术一个实施例的在公共衬底上形成电熔断器和晶体管的方法在图3所示步骤之后的说明性图示；图5是根据本专利技术一个实施例的在公共衬底上形成电熔断器和晶体管的方法在图4所示步骤之后的说明性图示；图6是根据本专利技术一个实施例的在公共衬底上形成电熔断器和晶体管的方法在图5所示步骤之后的说明性图示；图7是根据本专利技术一个实施例的在公共衬底上形成电熔断器和晶体管的方法在图6所示步骤之后的说明性图示；图8是根据本专利技术一个实施例的在公共衬底上形成电熔断器和晶体管的方法在图7所示步骤之后的说明性图示；图9是根据本专利技术一个实施例的在公共衬底上形成电熔断器和晶体管的方法在图8所示步骤之后的说明性图示；以及图10是根据本专利技术一个实施例的在公共衬底上形成电熔断器和晶体管的方法在图9所示步骤之后的说明性图示。出于简便的理由和为清楚图示，本领域技术人员将认识到，附图中所示的元件不一定按比例绘制。例如，为清楚的目的，一些元件的尺寸可以相对于其他元件放大。具体实施例方式在下面的详细描述中，阐述了很多具体细节，以便提供对本专利技术实施例的透彻理解。然而，本领域普通技术人员将理解到，可以在没有这些具体细节的情况下实施本专利技术实施例。在其它情形中，并不详细地描述公知方法和过程，使得不混淆本专利技术实施例。在下面的描述中，各种图、示图、流程图、模型和描述呈现为不同装置，以有效地表达本质并且图示本申请中提出的本专利技术的不同实施例。本领域技术人员应理解到，仅作为示例样本提供它们，不应认为是对本专利技术的限制。图1至图10是根据本专利技术各种实施例的替换金属栅极工艺中形成电熔断器的方法的说明性图示。更具体而言，该方法可以有利地应用于在组合工艺中在公共衬底上一起形成电熔断器和晶体管中，由此简化总体制造过程，但是本专利技术实施例并不限于这个方面，该方法可以应用于分开地形成电熔断器和晶体管。在下面的详细描述中，可以通过制造中的半导体器件的一系列截面图说明性地示出该方法的步骤。可以省略一些公知步骤和/或工艺，以便不混淆对本专利技术的本质的描述。根据一个实施例，该方法可以包括在半导体衬底1000的顶部上初始地形成至少两个结构100和200，如图1所示。例如，结构100可以为场效应晶体管(FET)结构，并且结构200可以为电子熔断器(电熔断器)结构。衬底1000可以为任意合适半导体衬底，诸如硅(Si)衬底或绝缘体上硅(SOI)衬底。衬底100和200可以彼此相邻地形成或紧密靠近地形成，并且因此假设经受公共制造工艺，在该公共制造工艺期间结构100可以形成为具有替换金属栅极的晶体管1100，而结构200可以形成为多晶电熔断器1200 (图10)。在一个实施例中，为了工艺简化和集成的目的，可以将这两个结构初始地形成为具有典型场效应晶体管(FET)的类似结构特征，但这种结构特征对于将形成为电熔断器的结构200而言并不是必需的。现在参照图1，其中结本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：H·K·尤托姆，李影，G·L·利克，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：
国别省市：
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