[发明专利]多晶硅熔丝的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种多晶硅熔丝的形成方法。

背景技术

目前熔丝广泛被用在集成电路领域，成为电子产品中的关键组件，其中大电流烧断的多晶硅熔丝(Poly Fuse)为常用的熔丝之一。多晶硅熔丝可用于切换掌管备用内存、储存安全码及电子卷标的低字码数据、提供射频电路(RF)可调整的电阻与电容特性、修调混合信号电路的电压或电流的基准源等等。

但现有的以大电流烧断的多晶熔丝面临不可恢复性的问题，需以较大电流进行熔断，这将受限于烧录设备与接脚的设计，且很容易烧坏整个电路至无法恢复正常。传统制程所衍生出来的不可回复性与不便利性俱成为产业界亟欲改良的缺点，所以对多晶硅熔丝的制程工艺提出了很高的要求，希望以用尽可能小的电流和最短的时间的熔断多晶硅熔丝。

传统多晶硅熔丝的制作方法如下：

如图1a所示，在衬底100表面热氧化一层氧化硅101；

如图1b所示，在氧化硅101上沉积多晶硅102，对所述多晶硅102进行掺杂；刻蚀多晶硅102至氧化硅101形成两头宽中间窄的多晶硅熔丝103，该步骤形成多晶硅熔丝后的俯视图如图1h所示；

如图1c所示，在上述结构表面沉积介质层104；

如图1d所示，在介质层104上涂覆光刻胶105；

如图1e所示，光刻形成第一窗口105a；

如图1f所示，刻蚀去除第一窗口105a内的一部分介质层104，在介质层104中形成第二窗口104a；

如图1g所示，去除光刻胶105。

上述多晶硅熔丝的制作工艺完成后，在多晶硅熔丝上面只留下一个相对较薄的介质，以便更容易烧断多晶硅熔丝。但这种方法受限于多晶硅熔丝上的介质层厚度的控制。如果介质层太厚熔丝烧断比较困难，必须需要很大的电流并相对较长的时间来熔断，这就可能容易使得烧坏整个电路至无法恢复正常；而介质层厚度太薄，甚至没有介质层的话，这个窗口里水汽和带电粒子容易进去，熔丝烧断的地方又容易短路，达不到使用熔丝的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种多晶硅熔丝的形成方法，以减小电流和缩短时间来熔断多晶硅熔丝，提高多晶硅熔丝的可靠性。

本发明的技术解决方案是一种多晶硅熔丝的形成方法，包括以下步骤：

提供一衬底，所述衬底具有隔离结构；

在衬底表面热氧化一层氧化硅；

在所述氧化硅和隔离结构表面沉积多晶硅，对所述多晶硅进行掺杂；

刻蚀多晶硅至氧化硅形成位于隔离结构上方的两头粗中间细的多晶硅熔丝，所述多晶硅熔丝位于隔离结构上方的部分呈突起；

在所述多晶硅熔丝、隔离结构及氧化硅表面沉积介质层并平坦化所述介质层；

在介质层上涂覆光刻胶，光刻形成第一窗口，所述第一窗口与突起相对应且宽度大于突起宽度；

刻蚀去除第一窗口内的一部分介质层，在介质层中形成第二窗口；

去除光刻胶。

作为优选：所述隔离结构的高度为2000-20000埃。

作为优选：所述氧化硅的厚度为30-500埃。

作为优选：在所述对多晶硅进行掺杂步骤中还包括采用硅化工艺形成硅化物。

作为优选：所述多晶硅熔丝中间窄的区域为熔断区，宽度为0.18-1.5微米。

作为优选：所述第二窗口内突起上方的介质层厚度为500-2000埃。

与现有技术相比，本发明采用衬底上的隔离结构形成位于隔离结构上方的部分呈突起的多晶硅熔丝，在多晶硅熔丝上沉积介质层，刻蚀去除隔离结构上方的一部分介质层，在介质层中形成窗口，利用窗口内多晶硅熔丝突起上方的介质层薄的特性，在同样的熔断电流和熔断时间的条件下使得突起处的多晶硅熔丝更容易烧断，而且多晶硅熔丝下方的隔离结构可以避免熔丝烧断的地方的短路问题，同时还可以阻挡窗口里水汽和带电粒子的进入，窗口和突起的凹凸结合提高了多晶硅熔丝的可靠性。

附图说明

图1a-1g是现有技术多晶硅熔丝的形成方法的过程中各个工艺步骤的剖面图；

图1h是现有技术刻蚀形成多晶硅熔丝后的俯视图；

图2是本发明多晶硅熔丝的形成方法的流程图；

图3a-3i是本发明多晶硅熔丝的形成方法的过程中各个工艺步骤的剖面图；

图3j是本发明刻蚀形成多晶硅熔丝后的俯视图。

具体实施方式

本发明下面将结合附图作进一步详述：