[发明专利]熔丝结构的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体工艺领域，特别涉及一种熔丝结构的形成方法。

背景技术

随着半导体工艺水平的改进以及集成电路复杂度的提高，半导体元器件也变得更容易受各种缺陷所影响，而单个元器件如晶体管或者存储单元的失效，往往会导致整个集成电路的功能缺陷。常见的解决方法是在集成电路中形成一些可以熔断的连接线，也就是熔丝(fuse)结构，以确保集成电路的可用性。

一般而言，熔丝结构用于连接集成电路中的冗余电路(redundancycircuit)，在电路出现缺陷时，将熔丝熔断，使用冗余电路来修复或取代出现缺陷的电路。熔丝结构经常用于内存中，在内存芯片生产完成时，若其中有部分存储单元出现功能问题，就可以通过熔丝结构用冗余的存储单元来取代，实现修复的目的。另外，熔丝结构还常见于可编程电路中，根据用户需要，使用熔丝结构对电路中的标准逻辑单元进行编程，用以实现特定的功能。

图1至图2给出了现有技术熔丝结构形成方法的剖面结构示意图。

如图1所示，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100上依次形成有熔丝结构101，第一介质层103，第二介质层104。所述半导体衬底100的材料可以是单晶、多晶、或非晶结构的硅或硅锗，所述半导体衬底100上形成有由栅极102、源极(未示出)、漏极(未示出)构成的MOS晶体管。所述熔丝结构101为多晶硅熔丝(poly fuse)或金属熔丝(metal fuse)，所述熔丝结构101下方有隔离结构(未示出)，所述隔离结构的形成方法为硅的局部氧化法(LOCOS)或浅沟槽隔离(STI)等方法。所述第一介质层103的材料选自氧化硅、有机硅酸盐玻璃、硼硅玻璃等，所述第一介质层103内形成有栓塞103a。所述第二介质层104的材料选自氧化硅、有机硅酸盐玻璃、硼硅玻璃等，所述第二介质层104内形成有互连和通孔结构104a。根据实际工艺，所述第二介质层104内还可以形成有更多层的金属互连结构和通孔结构。

如图2所示，对所述第一介质层103和第二介质层104进行刻蚀，在所述熔丝结构101的上方形成开口。形成所述开口的目的在于：由于所述熔丝结构101一般是通过使用较大的电流或者电压来熔断，在熔断的过程中会产生大量的热量和生成物，所述开口有助于排出热量和相应的生成物，防止内部电路受到损伤。

在所述开口的形成过程中，为了防止刻蚀过程对熔丝结构101造成损伤，同时也为了防止所述熔丝结构101与空气接触被氧化，所述开口底部会残留一定厚度的第一介质层103a，所述残留的第一介质层103a的厚度视实际工艺需要而定。但是，现有技术在刻蚀过程中无法精确控制残留的第一介质层103a的厚度，如果刻蚀量过大，则会损伤到所述熔丝结构101；如果刻蚀过小，则使得所述残留的第一介质层103a的厚度偏大，在所述熔丝结构101熔断时，产生的生成物无法胀破所述残留的第一介质层103a，从而造成生成物无法向上排出，导致横向膨胀而损坏内部电路。而且，随着工艺水平和电路复杂性的提高，金属互连结构的层数逐渐增多，因此所述熔丝结构101上堆积的介质层的总厚度变得很大，使得刻蚀过程的精度更加难以控制。

因此，需要一种新的熔丝结构的形成方法，以有效控制熔丝结构上方残留的介质层的厚度，避免熔丝结构在熔断时发生横向膨胀对电路造成损伤。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种熔丝结构的形成方法，能够有效的控制熔丝结构上方残留的介质层的厚度，避免熔丝结构在熔断时发生横向膨胀对电路造成损伤。

为解决上述问题，本发明提供了一种熔丝结构的形成方法，包含下列步骤：

提供半导体衬底，所述半导体衬底上形成有熔丝结构；

在所述半导体衬底上形成第一介质层，所述第一介质层覆盖熔丝结构并具有目标厚度；

在所述第一介质层上形成刻蚀终止层；

在所述刻蚀终止层上形成第二介质层；

对所述第二介质层进行选择性刻蚀，在所述熔丝结构上方形成开口，所述开口底部露出刻蚀终止层。

可选的，所述目标厚度为2000至

可选的，所述第二介质层的材料选自氧化硅、有机硅酸盐玻璃或硼硅玻璃。

可选的，所述刻蚀终止层的材料与第二介质层的材料不同。

可选的，所述刻蚀终止层的材料选自氮氧化硅(SiON)、氮化硅(SiN)或富硅氧化物(SRO)。

可选的，所述刻蚀终止层的厚度为300至