[发明专利]一种半导体器件的电可编程熔丝结构

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体地，本发明涉及一种半导体器件的电可编程熔丝结构。

背景技术

在包括CMOS的集成电路中，通常希望能够永久的存储信息，后者在制造后形成集成电路的永久连接。通常可以选用可熔连接的熔丝或者器件实现所述目的。例如，熔丝也可以用于编程冗余元件，以替代同一失效元件。此外，熔丝可用于存储芯片标识或其他这样的信息，或用于通过调节通路的电阻来调节电路速度。

所述熔丝器件中的一类是通过激光编程或烧断的，以在半导体器件被处理和钝化之后断开连接，此类熔丝器件需要激光精确对准熔丝器件上，精度要求很高，不然则会造成相邻器件的损坏；此外，该类熔丝器件不能和许多最新工艺技术一起使用。

目前，在半导体器件中所使用的大都为电编程熔丝结构（Electrically Programmable Fuse Structure，E-fuse），E-fuse的一次性电编程熔丝由于其提供的电路和系统设计灵活性被普遍应用。甚至在将集成电路芯片封装和安装在系统中之后也可以对E-fuse编程。E-fuse还可以提供对电路设计的自由改变，后者解决产品寿命中可能出现的各种问题。相对于烧蚀型熔丝E-fuse更小，因而具有电路密度优势。尽管E-fuse具有上述种种优点，但是也存在有弊端，例如现在E-fuse通常需要超过标准电源电压的电压来编程，但随着技术发展工作电压迅速减小，所以获得编程E-fuse的太高的电压会加重技术中的电工作限制，而且目前E-fuse的电阻也会发生变化，给E-fuse的应用带来很多问题。

为了使E-fuse更好的在芯片产业中得到更广泛的应用，目前需要解决的问题是需要降低E-fuse的编程电压以及电流。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明为了克服目前存在问题，提供了一种半导体器件的电可编程熔丝结构，包括：

熔丝元件；

与所述熔丝元件互连的第一端部和第二端部；

所述第一端部和所述第二端部与所述熔丝元件的连接部位呈三角形状，且连接部位处所述第一端部和第二端部边缘与所述熔丝元件的边缘形成的钝角为135°，其中所述第一端部和第二端部上各具有四个矩形接触孔，形成2×2的接触阵列，用于电连接。

作为优选，所述熔丝元件包括：

绝缘层，位于半导体衬底上；

栅氧化层，位于所述绝缘层上；

多晶硅层，位于所述栅氧化层上；

硅化物层，位于所述多晶硅层上；

氮化物覆层，位于所述硅化物层上。

作为优选，所述绝缘层为氧化物层。

作为优选，所述硅化物层为硅化钴层。

作为优选，所述多晶硅层为P型掺杂或N型掺杂。

作为优选，所述熔丝元件中用于连接所述第一端部和所述第二端部的区域的宽度为60-100nm。

作为优选，所述熔丝元件中用于连接所述第一端部和所述第二端部的区域的长度是所述宽度的4-10倍。

作为优选，所述第一端部为阴极或阳极，所述第二端部对应的为阳极或者阴极。

在未编程状态下，所述熔丝连接的电阻由栅氧化层、多晶硅层以及上面的硅化物层各自的电阻并联而成，在本发明的一具体实施方式中所提供的初始电阻为80-150欧姆，一般优选小于100欧姆，小于现有的相当尺寸的熔丝可获得电阻，然后通过接触孔104在导电熔丝连接区域101上施加电位，所述电压一般为0.9-2.5伏，同时也会在所述熔丝上产生能耗，熔丝元件连接上的能耗增加了熔丝连接的电阻。由于例如晶体硅的多晶硅层没有例如晶界的缺陷，因此可以非常有效的实现编程，从而也使得本发明的E-fuse非常具有能效，由此需要较小的面积支持电路。

本发明所述的熔丝结构能够非常容易的获得高而且一致的最终电阻，由此避免了断裂或者凝聚的有害影响并避免了相邻器件之间的损害，本发明所述结构有利于允许较低的编程电压、电流和/或编程时间。

附图说明

本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，

图1为本发明中所述电可编程熔丝俯视图；

图2为本发明所述电可编程熔丝截面图。

具体实施方式