專利名稱：使用硅鍺的可編程熔絲的制作方法
技術領域：
圖1是制造期間晶片的部分側視圖。晶片101包括塊體 材料103 (例如單晶硅)的襯底和位于塊體材料103上的一層單晶硅 鍺層105。在一種實施方案中，層105是70%的砝和30%的鍺。但 是，在其他實施方案中，硅和鍺的比例可能不同。例如，可以使用的 其他比例包括60% Si和40% Ge; 50% Si和50% Ge;或者30% Si 和70% Ge。在一種實施方案中，層105僅包含硅和鍺，但是在其他 實施方案中，層105可以包含其他材料(例如碳，如在硅鍺碳中， Si^-yGexCy)并且可以包含摻雜材料(例如硼、磷和砷)。返回參考圖3，晶片101也包括在晶片101的其他區域中 橫向形成到熔絲120的其他結構(沒有顯示)。這種結構的實例包括 MOS晶體管、二極管和電容器。在一種實施方案中，有效區域(例 如MOS晶體管的通道和源極/漏極區)可以在位于溝槽隔離111外部 的區域中的層105的部分中形成。在一些實施方案中，晶片的有效部 分將使用鍺在熔絲區域中選擇性地注入，其中平面型晶體管的通道和 源極/漏極區將在未注入鍺的有效區域中形成。
00351在一些實施方案中，上面陳述的形成熔絲120的過程可 以在晶片的其他結構的形成期間執行。例如，溝槽隔離lll將在晶片 101的其他溝槽隔離的形成期間形成。硅化物107將在源極/漏極區上 硅化物的形成期間(以及在一些實施方案中，多晶硅柵極的柵極硅化 物的形成期間)形成。觸點117和113將在其他區域的平面型晶體管 的源極/漏極觸點的形成期間形成。因此，陳述的這種工藝可以有利 地與其他CMOS工藝兼容。在圖5中，溝槽隔離511比層506和層505延伸到晶片 501中更遠。在一種實施方案中，使得溝槽隔離511延伸到層506下 面防止熱量在編程期間橫向傳送通過層506。
[0040使得溝槽隔離511延伸到層505下面可以防止編程電流 經由該層傳送到集成電路的其他區域。
[0041在一些實施方案中，層505和塊體材料503具有不同的 導電型。層505和塊體材料503之間的導電型的差異防止編程電流在 這兩層之間傳送。因此，編程電流由溝槽隔離511橫向地包含并且因 層505與塊體材料103的導電型差異而垂直地包含。
[0042在其他實施方案中，層506和505可能具有不同的導電 型。因此，在這些實施方案中，編程電流將被抑制在層505與層506 之間傳送。在這種實施方案中，溝槽隔離511將不一定需要延伸到層 505下面以用于電流隔離，因為垂直的電流隔離可以因層505與506 的不同導電型而使用層506實現。
[0043在一些實施方案中，熔絲可以包括其他類型的可編程材 料和/或具有可編程材料的其他構造。例如，在一些實施方案中，熔 絲將不包括硅化物。在這種實施方案的一些實例中，硅鍺層(例如 505, 105)和/或上覆硅層(例如506)可以用作可編程材料。在這種 實施方案中，硅鍺層(例如105)或硅層(例如506)可以更重地摻雜以提供觸點之間的導電通路。因此，編程將引起硅鍺和/或硅的重 摻雜區中的不連續。
[0044在一種實施方案中， 一種形成可編程熔絲的方法包括提 供包含襯底的晶片，形成覆于襯底的第一觸點結構，以及形成覆于襯 底的第二觸點結構。第一觸點結構和第二觸點結構經由位于晶片區域 中的可編程材料電連接。晶片的區域包括位于襯底上的一層單晶硅 鍺。
[0045在另一種實施方案中， 一種電可編程熔絲包括第一觸點 結構和第二觸點結構。第一觸點結構和第二觸點結構經由單元片的第 一區域中的可編程材料電連接。第一區域包括位于第一觸點結構和笫 二觸點結構層級下面的層級處的一層單晶硅鍺。
[0046在另一種實施方案中， 一種可編程熔絲包括襯底和覆于 村底的一層硅鍺，且沒有插入的電介質材料。熔絲包括覆于該層硅鍺 的第一部分的第一觸點結構，沒有任何插入的電介質層。可編程熔絲
的第一端子包括第一觸點結構。熔絲包括覆于該層硅鍺的第二部分的 第二觸點結構。第二觸點結構電連接到第一觸點結構。可編程熔絲的 第二端子包括第二觸點結構。
[00471雖然已經顯示并描述了本發明的特定實施方案，本領域 技術人員應當認識到，基于這里的講授，可以進行進一步的改變和修 改而不背離本發明及其更廣泛方面，因此，附加權利要求打算在它們
的范圍內包括如本發明的真正本質和范圍內的所有這種改變和修改。
權利要求
1. 一種形成可編程熔絲的方法，包括提供包含襯底的晶片；形成覆在襯底上的第一觸點結構；形成覆在襯底上的第二觸點結構；其中第一觸點結構和第二觸點結構經由位于晶片的一個區域中的可編程材料電連接，該晶片區域包括位于襯底之上的一層單晶硅鍺。
2. 根據權利要求l的方法，還包括形成覆在晶片區域的該層單晶硅鍺上的一層導電材料，其中可編 程材料包括該層導電材料的材料。
3. 根據權利要求2的方法，其中該層導電材料包括硅化物。
4. 根據權利要求2的方法，其中第一觸點結構和第二觸點結構 每個電接觸該層導電材料。
5. 根據權利要求l的方法，還包括形成覆在該層單晶硅鍺上的一層單晶硅，其中第一觸點結構和第 二觸點結構在該層單晶硅之上形成。
6. 根據權利要求1的方法，其中第一觸點結構和第二觸點結構 在該層單晶硅鍺之上形成。
7. 根據權利要求1的方法，其中可編程材料包括由晶片的活性 材料形成的導電材料。
8. 根據權利要求1的方法，其中襯底具有第一類型的導電性并 且該層單晶硅鍺具有與第一類型相反的第二類型的導電性。
9. 根據權利要求1的方法，其中形成該層單晶硅鍺導致在該層 單晶硅鍺與襯底之間沒有插入的電介質材料。
10. 根據權利要求l的方法，還包括對可編程材料形成圖案，其中形成圖案包括對該層單晶硅鍺形成 圖案。
11. 根據權利要求l的方法，還包括提供該層單晶硅鍺以具有晶片的第一預先確定深度；以及 與該層單晶硅鍺的周圍邊緣相鄰地形成晶片的第二預先確定深度 的隔離區域，第一預先確定深度小于第二預先確定深度。
12. 根據權利要求1的方法，其中該層單晶硅鍺包括單晶硅鍺碳。
13. —種電可編程熔絲，包括 第一觸點結構； 第二觸點結構；其中第一觸點結構和第二觸點結構經由單元片的第一區域中的可 編程材料電連接，該第一區域包括位于第一觸點結構和第二觸點結構 層級下面的層級處的一層單晶硅鍺。
14. 根據權利要求13的電可編程熔絲，其中可編程材料在覆在 該層單晶硅鍺上的一層可編程材料中實現，該層可編程材料位于第一 觸點結構和第二觸點結構下面，當編程以使得可編程熔絲表現出第一 觸點結構與第二觸點結構之間的高阻態時，該可編程材料被物理地修 改。
15. 根據權利要求14的電可編程熔絲，還包括 覆在該層單晶硅鍺上并且位于該層可編程材料下面的一層單晶硅。
16. 根據權利要求14的電可編程熔絲，其中可編程材料包括硅 化物。
17. 根據權利要求13的電可編程熔絲，其中可編程材料包括該 層單晶硅鍺。
18. 根據權利要求13的電可編程熔絲，其中可編程材料位于活 性材料上。
19. 根據權利要求13的電可編程熔絲，其中該層單晶硅鍺具有 25-85%范圍內的鍺的摩爾濃度。
20. —種可編程熔絲，包括 襯底；覆在襯底上的一層硅鍺，且沒有插入的電介質材料； 覆在該層硅鍺的第一部分上的第一觸點結構，沒有任何插入的電介質層，可編程熔絲的第一端子包括第一觸點結構；以及覆在該層硅鍺的第二部分上的第二觸點結構，第二觸點結構電連接到第一觸點結構，可編程熔絲的第二端子包括第二觸點結構。
21. 根據權利要求20的可編程熔絲，還包括 覆在該層硅鍺上的導電層，導電層電連接第一觸點結構和第二觸點結構，當編程以使得可編程熔絲表現出第一觸點結構與第二觸點結 構之間的高阻態時，該導電層被物理地修改。
22. 根據權利要求21的可編程熔絲，其中導電層包括與第一觸 點結構和第二觸點結構電接觸的硅化物層。
23. 根據權利要求20的可編程熔絲，還包括 覆在該層珪鍺上的一層硅；以及覆在該層硅上并且位于第一觸點結構和第二觸點結構下面且與它 們電接觸的導電層，當編程以使得可編程熔絲表現出第一觸點結構與 第二觸點結構之間的高阻態時，該導電層被物理地修改。
全文摘要
使用一層硅鍺(SiGe)(例如單晶)(105)作為熱絕緣體以包含編程期間產生的熱量的一種可編程熔絲(120)以及形成方法。在一些實例中，可編程熔絲可能沒有位于導電層(107)與襯底(103)之間的任何電介質材料。在一個實例中，導電層(107)用作可編程材料，其處于低阻態中，電連接導電結構(119和117)。編程電流施加到可編程材料以修改可編程材料，從而將熔絲置于高阻態。
文檔編號H01L27/10GK101501848SQ200680037947
公開日2009年8月5日 申請日期2006年10月4日 優先權日2005年10月11日
發明者A·B·霍夫勒, M·K·奧羅斯基 申請人:飛思卡爾半導體公司