專利名稱：基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法。
背景技術(shù)：
利用熔線以程式化特定應(yīng)用或客戶需要的半導(dǎo)體器件已經(jīng)是常見手段，電子式熔線是熔線中有較高利用率的一種。電子式熔線由一層單晶硅形成，此單晶硅沉積在硅基底上并經(jīng)過金屬硅化制程。絕緣體上硅基底已經(jīng)被廣泛用于半導(dǎo)體制程中，下面介紹現(xiàn)有的一種在絕緣體上硅基底上形成電子式熔線的方法。請參照圖1所示，絕緣體上硅(SOI)晶圓100通常包括活性層110、絕緣層112和襯底114?；钚詫?10通常是一層硅、硅鍺氧化物、鍺或應(yīng)變硅所構(gòu)成的磊晶層。絕緣層112 通常又稱為埋入氧化層(buried oxide layer)，其材料可以是二氧化硅，形成在硅或玻璃材料的襯底114上，作用是使活性層110和襯底114電性隔離。請參照圖2所示，圖案化活性層110，在SOI晶圓上形成電子式熔線層210和有源區(qū) 212。請參照圖3所示，形成柵極310，所述柵極310包括柵氧化層314和單晶硅柵極電極 316。請參照圖4所示，形成間隙壁(Spacer) 318，并在有源區(qū)212形成輕摻雜源極/漏極區(qū)域320，間隙壁318的材料為氮化硅。請參照圖5所示，在輕摻雜源/漏極區(qū)域320和電子式熔線層210上進(jìn)行硅化物制程，即先沉積一層硅化物再進(jìn)行退火，形成金屬硅化物層610?，F(xiàn)有的絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法，形成的電子式熔絲包括電子式熔線層210和金屬硅化物層610，所述電子式熔線的厚度等于有源區(qū)212的厚度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決現(xiàn)有技術(shù)中，基于絕緣體上硅的電子式熔線厚度較厚，能耗較高的技術(shù)問題。為達(dá)到本發(fā)明的上述目的，本發(fā)明提供基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法，包括步驟在絕緣體上硅基底上形成單晶硅層，并圖案化所述單晶硅層，以形成有源區(qū)和電子式熔線區(qū)；在所述有源區(qū)和所述電子式熔線區(qū)上形成氧化層；形成氮化硅層，所述氮化硅層覆蓋所述有源區(qū)和所述電子式熔線區(qū)；去除所述電子式熔線區(qū)頂部的氮化硅層和氧化層；去除所述電子式熔線區(qū)的部分單晶硅層；
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去除剩余的所述氮化硅層和氧化層，保留所述有源區(qū)和所述電子式熔線區(qū)的單晶
硅層；在所述有源區(qū)形成柵極，并以所述柵極為掩膜，進(jìn)行源/漏區(qū)的低摻雜離子注入；在所述柵極側(cè)壁、所述有源區(qū)的單晶硅層側(cè)壁以及所述電子式熔線區(qū)的單晶硅層側(cè)壁形成間隙壁。在所述基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法中，所述氧化層為二氧化硅層。在所述基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法中，去除所述電子式熔線區(qū)頂部的氮化硅層和氧化層的方法為干法刻蝕。在所述基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法中，去除部分所述電子式熔線區(qū)的單晶硅層的方法為等離子體干法刻蝕。在所述基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法中，去除剩余的所述氮化硅層和氧化層，保留所述有源區(qū)和所述電子式熔線區(qū)的單晶硅層為通過選擇性地刻蝕或腐蝕分別去除硅片表面剩余的氮化硅和氧化硅。在所述基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法中，去除部分所述電子式熔線區(qū)的單晶硅層(單晶硅)后，所述電子式熔線區(qū)剩余的單晶硅層厚度范圍為100埃-1500埃。在所述基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法中，形成間隙壁之后，還包括進(jìn)行金屬硅化物制程，使所述電子式熔線區(qū)的單晶硅層全部形成金屬硅化物層。使有源區(qū)和電子式熔線區(qū)的單晶硅層在一道工序中形成，然后形成氧化層和氮化硅層，通過去除電子熔線區(qū)頂部的氮化硅層和氧化層，并進(jìn)一步去除電子式熔線區(qū)的部分單晶硅層，以達(dá)到減薄電子式熔線厚度，能夠得到由單純材料組成的較薄厚度的電子式熔線，所述電子式熔線的厚度可以根據(jù)需要控制；另外，由于熔線是單晶材料，其熔斷前后的電阻分布也會比較好，從而可以有效地提高Programming Window程序化窗口。


圖1-圖5為現(xiàn)有技術(shù)基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法各步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6-圖12為本發(fā)明實(shí)施例基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法各步驟的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本發(fā)明的核心思想在于，基于絕緣體上硅基底，使有源區(qū)和電子式熔線區(qū)的單晶硅層在一道工序中形成，然后形成氧化層和氮化硅層，通過去除電子熔線區(qū)頂部的氮化硅層和氧化層，并進(jìn)一步去除電子式熔線區(qū)的部分單晶硅層，以達(dá)到減薄電子式熔線厚度，從而降低熔斷電子式熔線的功耗的目的。本發(fā)明提供基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法，包括步驟請參照圖6所示，在絕緣體上硅基底10上形成單晶硅層，并圖案化所述單晶硅層， 以形成有源區(qū)12A和電子式熔線區(qū)12B ；形成所述單晶硅層的方法，可以是現(xiàn)有技術(shù)中的任
4意一種形成單晶硅層的方法，如外延法。請參照圖7所示，在所述有源區(qū)12A和所述電子式熔線區(qū)12B上形成氧化層14 ； 本實(shí)施例中，所述氧化層14為二氧化硅層，其形成方法是現(xiàn)有技術(shù)的形成方法，如化學(xué)氣相沉積法。氧化層的存在是為了防止氮化硅的應(yīng)力太大并作為氮化硅蝕刻的止蝕層。請繼續(xù)參照圖7所示，形成氮化硅層16，所述氮化硅層16覆蓋所述有源區(qū)12A和所述電子式熔線區(qū)12B;請參照圖8所示，去除所述電子式熔線區(qū)12B頂部的氮化硅層16和氧化層14 ；在本實(shí)施例中干法刻蝕，是現(xiàn)有的干法刻蝕工藝在此不再描述。請參照圖9所示，去除所述電子式熔線區(qū)12B的部分單晶硅層；在本實(shí)施例中，去除所述電子式熔線區(qū)12B的部分單晶硅層的方法為等離子體干法刻蝕；所述電子式熔線區(qū)剩余的單晶硅層厚度范圍為100埃-1500埃。請參照圖10所示，去除剩余的所述氮化硅層16和氧化層14，保留所述有源區(qū)12A 和所述電子式熔線區(qū)12B的單晶硅層；通過選擇性地刻蝕或腐蝕分別去除硅片表面剩余的氮化硅和氧化硅所述電子式熔線區(qū)12B保留的單晶硅層即電子式熔線。請參照圖11所示，在所述有源區(qū)12A形成柵極20，并以所述柵極20為掩膜，進(jìn)行源/漏區(qū)的低摻雜離子注入，如利用氮、砷、銻、硼、鋁或鎵等進(jìn)行摻雜，本步驟可以是現(xiàn)有低摻雜離子注入工藝的任意一種。在所述柵極側(cè)壁、所述有源區(qū)的單晶硅層側(cè)壁以及所述電子式熔線區(qū)的單晶硅層側(cè)壁形成間隙壁30。間隙壁30的材料可以是氮化硅(現(xiàn)在常用的是氧化硅或ONO結(jié)構(gòu))， 利用甲烷和氨氣作為反應(yīng)氣體，在大約300度至800度的溫度下反應(yīng)生成，厚度大約為300 埃-1000埃。上述實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)在于能夠得到由純晶體硅組成的較薄厚度的電子式熔線，所述電子式熔線的厚度可以根據(jù)需要控制；另外，另外，由于熔線是單晶材料，其熔斷前后的電阻分布也會比較好，從而可以有效地提高ProgrammingWindow程序化窗口，更利于提高良率。可選的，在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，在形成間隙壁30之后，還包括進(jìn)行金屬硅化物制程，使所述電子式熔線區(qū)的單晶硅層全部形成金屬硅化物層。金屬硅化物制成可以是現(xiàn)有的形成金屬硅化物的制程中的任意一種。金屬硅化物中的金屬可以是鈷、銅、鉬、鈦或鉭等，在本實(shí)施例中，所述電子式熔線完全由金屬硅化物組成，與現(xiàn)有技術(shù)中電子式熔線由兩種材料組成相比較，純材料層的電子式熔線的程式化更容易控制。由于程式化控制容易， 所以，有更高的可靠性。當(dāng)然在本發(fā)明的其他實(shí)實(shí)例中電子式熔線也可以是雙層結(jié)構(gòu)(當(dāng)熔絲層厚度不是很薄時)，或者也可以在熔絲的單晶硅層很薄時直接形成完全硅化的硅化物層。
權(quán)利要求
1.基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法，其特征在于，包括步驟在絕緣體上硅基底上形成單晶硅層，并圖案化所述單晶硅層，以形成有源區(qū)和電子式熔線區(qū)；在所述有源區(qū)和所述電子式熔線區(qū)上形成氧化層； 形成氮化硅層，所述氮化硅層覆蓋所述有源區(qū)和所述電子式熔線區(qū)； 去除所述電子式熔線區(qū)頂部的氮化硅層和氧化層； 去除所述電子式熔線區(qū)的部分單晶硅層；去除剩余的所述氮化硅層和氧化層，保留所述有源區(qū)和所述電子式熔線區(qū)的單晶硅層；在所述有源區(qū)形成柵極，并以所述柵極為掩膜，進(jìn)行源/漏區(qū)的低摻雜離子注入； 在所述柵極側(cè)壁、所述有源區(qū)的單晶硅層側(cè)壁以及所述電子式熔線區(qū)的單晶硅層側(cè)壁形成間隙壁。
2.如權(quán)利要求1所述的基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法，其特征在于，所述氧化層為二氧化硅層。
3.如權(quán)利要求1所述的基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法，其特征在于，去除所述電子式熔線區(qū)頂部的氮化硅層和氧化層的方法為干法刻蝕。
4.如權(quán)利要求1所述的基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法，其特征在于，去除部分所述電子式熔線區(qū)的單晶硅層的方法為等離子體干法刻蝕。
5.如權(quán)利要求1所述的基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法，其特征在于，去除剩余的所述氮化硅層和氧化層，保留所述有源區(qū)和所述電子式熔線區(qū)的單晶硅層為通過選擇性地刻蝕或腐蝕分別去除硅片表面剩余的氮化硅和氧化硅。
6.如權(quán)利要求1所述的基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法，其特征在于，去除部分所述電子式熔線區(qū)的單晶硅層后，所述電子式熔線區(qū)剩余的單晶硅層厚度范圍為100 埃-1500埃。
7.如權(quán)利要求1所述的基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法，其特征在于，形成間隙壁之后，還包括進(jìn)行金屬硅化物制程，使所述電子式熔線區(qū)的單晶硅層全部形成金屬硅化物層。
全文摘要
本發(fā)明提供基于絕緣體上硅的電子式熔線的制造方法，使有源區(qū)和電子式熔線區(qū)的單晶硅層利用有源區(qū)在一道工序中形成，然后形成氧化層和氮化硅層，通過去除電子熔線區(qū)頂部的氮化硅層和氧化層，并進(jìn)一步去除電子式熔線區(qū)的部分單晶硅層，有選擇性地減薄電子式熔線形成區(qū)域單晶硅層的厚度，從而降低熔斷電子式熔線的功耗并提高良率。
文檔編號H01L21/84GK102201373SQ20111010314
公開日2011年9月28日 申請日期2011年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月25日
發(fā)明者孔蔚然, 宗登剛, 李榮林 申請人:上海宏力半導(dǎo)體制造有限公司