[发明专利]金属可编程熔丝器件制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造工艺，且特别涉及金属可编程熔丝器件制作方法。

背景技术

金属可编程熔丝（Metal Fuse）技术利用金属电迁移现象发展起来的一种技术，它能和CMOS工艺技术兼容，面积小。主要用做执行冗余、现场修复芯片、对芯片重新编程，使电子产品变得更加智能化。

参考图1，在常见的电子可编程熔丝器件版图中，电极2和电极3之间由金属熔丝1相连接。当在两电极之间加以较高电流时，在较高的电流密度的作用下，相关原子将会沿着电子运动方向进行迁移，形成空洞，最终断路，这种现象就是电迁移（EM）现象。由于金属熔丝在熔断之前和熔断之后的电阻会发生变化，通常熔断之后的电阻为熔断之前的电阻的100~100000倍，金属可编程熔丝器件正是利用金属熔丝的电迁移现象所引起的电阻变化，从而实现可编程的目的。

金属可编程熔丝器件的电迁移现象与金属熔丝中的电流密度分布紧密相关，当金属熔丝中的电流密度分布不均匀（即存在电流密度梯度）的时候，相关原子在两个电极方向上受电子风力状况不同，从而更容易发生电迁移现象，使得金属熔丝更容易熔断。

发明内容

本发明提供了一种金属可编程熔丝器件制作方法，增强金属可编程熔丝器件的熔断性能。

为了实现上述技术目的，本发明提出一种金属可编程熔丝器件制作方法，包括：将器件区域分为非金属可编程熔丝区域和金属可编程熔丝区域；在所述金属可编程熔丝区域下方设置附加空置下层金属；对所述非金属可编程熔丝区域以及金属可编程熔丝区域进行光刻和显影。

可选的，在对所属金属可编程熔丝区域进行光刻时，所述附加空置下层金属对光线形成干涉，使得金属可编程熔丝区域的典型尺寸发生变化。

可选的，所述附加空置下层金属采用铜或铝。

可选的，所述附加空置下层金属以垂直于原金属可编程熔丝器件方向设置。

可选的，所述附加空置下层金属成等间距排列。

相较于现有技术，本发明金属可编程熔丝器件制作方法在金属可编程熔丝区域下方设置附加空置下层金属，从而提高金属熔丝边缘的粗糙度，使得金属可编程熔丝器件中的电流密度变化增大，以增强金属可编程熔丝器件的熔断性能。

附图说明

图1为常规的金属可编程熔丝器件版图示意图；

图2为本发明金属可编程熔丝器件制作方法一种实施方式的流程示意图；

图3为采用本发明金属可编程熔丝器件制作方法之后所形成的金属可编程熔丝器件版图示意图。

具体实施方式

下面将结合具体实施例和附图，对本发明进行详细阐述。

参考图2，本发明提供了一种金属可编程熔丝器件制作方法，包括：

步骤S1，将器件区域分为非金属可编程熔丝区域和金属可编程熔丝区域；

步骤S2，在所述金属可编程熔丝区域下方设置附加空置下层金属；

步骤S3，对所述非金属可编程熔丝区域以及金属可编程熔丝区域进行光刻和显影。

发明人经过多次试验和实践发现，在熔丝曝光的工艺过程中，由于下层金属会对光线形成干涉，使得金属可编程熔丝区域的典型尺寸发生变化，经过曝光过程之后，所形成的金属熔丝边缘更加粗糙。在生产实践中，通常可在垂直于原金属可编程熔丝器件方向上设置该附加空置下层金属。在具体实施例中，该附加空置下层金属可成等间距排列，以获得期望的干涉效果。

参考图3，在采用本发明金属可编程熔丝器件制作方法的一种具体实施方式中，在金属可编程熔丝器件版图中，在连接电极2和电极3的金属熔丝100下方设置附加空置下层金属4。接着，经过显影刻蚀等相关工艺之后，由于附加空置下层金属4的干涉作用，金属熔丝100的典型尺寸会发生变化，存在多种典型尺寸，例如典型尺寸D1和典型尺寸D2，因此附加空置下层金属间隔设置使得金属熔丝100的边缘变得粗糙。此时，当在电极2和电极3之间加以高电流时，金属熔丝100的电流密度均匀性变差，从而增强了金属可编程熔丝的电迁移性能，进而增强了金属可编程熔丝器件的熔断性能。

相较于现有技术，本发明在制作金属可编程熔丝器件的过程中，将待光刻的器件划分为非金属可编程熔丝区域和金属可编程熔丝区域，并且在金属可编程熔丝区域下方设置附加空置下层金属，从而提高金属熔丝边缘的粗糙度，使得金属可编程熔丝器件中的电流密度的变化变大，以增强金属可编程熔丝器件的熔断性能。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。