一種反熔絲結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及半導體領域，具體地，本發明涉及一種反熔絲結構。
【背景技術】
[0002]在包括CMOS的集成電路中，通常希望能夠永久的存儲信息，后者在制造后形成集成電路的永久連接。通常可以選用可熔連接的熔絲或者器件實現所述目的。例如，熔絲也可以用于編程冗余元件，以替代同一失效元件。此外，熔絲可用于存儲芯片標識或其他這樣的信息，或用于通過調節通路的電阻來調節電路速度。
[0003]所述熔絲器件中的一類是通過激光編程或燒斷的，以在半導體器件被處理和鈍化之后斷開連接，此類熔絲器件需要激光精確對準熔絲器件上，精度要求很高，不然則會造成相鄰器件的損壞；此外，該類熔絲器件不能和許多最新工藝技術一起使用。
[0004]隨著半導體技術的不斷發展，反熔絲(Ant1-fuse)技術已經吸引了很多發明者、IC設計者和制造商的顯著關注。反熔絲是可改變到導電狀態的結構，或者換句話說，反熔絲是從不導電狀態改變為導電狀態的電子器件。等同地，二元狀態可以是響應于電應力(如編程電壓或編程電流)的高電阻和低電阻中的任一種。反熔絲器件可以被布置在存儲陣列中，由此形成普遍公知的一次性可編程(OTP)存儲器。
[0005]反熔絲結構廣泛的應用于永久性編程(permanently program)的集成電路(integrated circuits, IC)中，例如某種編程漏極器件(Certain programmable logicdevices)、專門目的而設計的集成電路(Applicat1n Specific Integrated Circuit,ASIC)，利用反熔絲結構來配置的邏輯電路和從一個標準的IC設計創建一個定制的設計，反熔絲結構可以用于編程只讀存儲器(programmable read-only memory, PR0M)中。例如可編程的漏極器件，例如VLSI和ASIC設計中的應用，選用反熔絲技術來配置邏輯電路，以及從標準的集成電路來設計特定的電路；或者將反熔絲結構應用于可編程只讀存儲器件(PR0M)，每一字節包含一熔絲以及一反熔絲，并通過觸發其中的一個或者兩個實現編程。
[0006]現有技術中典型的反熔絲(Ant1-fuse)的結構為金屬層-介電層-金屬層的夾心結構，其中所述介電層為非結晶娃(amorphous silicon),利用所述反熔絲進行柵極數組的程序化，當在所述反熔絲結構上不施加電壓時，所述中間介質層處于“關”的狀態，此時所述介電層不導電，當在所述熔絲結構上施加電壓時，所述介電層非結晶娃(amorphoussilicon)變為多晶娃(polysilicon),處于導電狀態,所述反熔絲處于“開”的狀態，以此進行反熔絲的程序化。
[0007]反熔絲結構在集成電路中得到廣泛應用，但是反熔絲結構的長期穩定性成為反熔絲結構的一個重要問題，因為隨著時間的延長，所述反熔絲結構有性能退化的趨勢。
[0008]現有技術中還存在如圖1a-1b所述的反熔絲結構，在所述反熔絲結構中包括梳狀對梳狀(comb-comb)的結構，如圖1a所示，還包括梳狀-蛇形彎曲-梳狀(comb-serpentine-comb)的結構，如圖1b所示，在所述梳狀對梳狀(comb-comb)的結構中包括第一梳狀結構101和第二梳狀結構102，所述第一梳狀結構101和第二梳狀結構102相對設置，并且第一梳狀結構101中的梳齒和第二梳狀結構102中的梳齒相互隔離、交錯設置，所述梳狀-蛇形彎曲-梳狀(comb-serpentine-comb)的結構相對于梳狀對梳狀(comb-comb)的結構來說增加了一個蛇形彎曲103,所述蛇形彎曲103彎曲環繞所述第一梳狀結構101和第二梳狀結構102，所述反熔絲結構的穩定性具有一定的提高，但是由于其結構呈線對線(line-to-line)結構，但是其編程條件相當苛刻，例如需要更大的電場或者編程電壓等。
[0009]上述兩種反熔絲結構在雖然得到廣泛的應用，但是所述反熔絲結構在反熔絲結構或者存在長期穩定性不能保證的弊端，或者存在編程條件苛刻，不容易實現的問題，都給反熔絲結構的應用帶來很大阻礙，因此需要對現有技術中的所述反熔絲結構作進一步的改進，以便消除上述問題。
【發明內容】
[0010]在
【發明內容】
部分中引入了一系列簡化形式的概念，這將在【具體實施方式】部分中進一步詳細說明。本發明的
【發明內容】
部分并不意味著要試圖限定出所要求保護的技術方案的關鍵特征和必要技術特征，更不意味著試圖確定所要求保護的技術方案的保護范圍。
[0011]本發明為了克服目前存在問題，提供了一種反熔絲結構，包括:
[0012]相對設置的第一梳狀金屬件和第二梳狀金屬件，其中所述第一梳狀金屬件包含至少兩個第一指狀金屬線，所述第二梳狀金屬件包含至少兩個第二指狀金屬線，所述第一指狀金屬線和所述第二指狀金屬線并列間隔設置，其中所述第一指狀金屬線的內側間隔設置有朝向所述第二指狀金屬線的多個凸起端。
[0013]作為優選，所述反熔絲結構還包括電源，所述第一梳狀金屬件和所述第二梳狀金屬件分別連接于電源的正負極，在施加電壓的情況下所述第一指狀金屬線和所述第二指狀金屬線之間擊穿導通，實現編程。
[0014]作為優選，所述第一指狀金屬線和所述第二指狀金屬線之間設置有絕緣層。
[0015]作為優選，所述第二指狀金屬線的內側也間隔設置有凸起端，所述第一指狀金屬線上的凸起端和所述第二指狀金屬線上的凸起端相對設置，或者所述第一指狀金屬線上的凸起端和所述第二指狀金屬線上的凸起端相錯設置，所述第一指狀金屬線上的凸起端與所述第二指狀金屬線上的凸起端之間的間隙相對。
[0016]作為優選，所述第一指狀金屬線的內外兩側沿縱向均間隔設置有凸起端。
[0017]作為優選，所述第一梳狀金屬件包含兩個第一指狀金屬線，所述第二梳狀金屬件包含兩個第二指狀金屬線，其中，所述第一指狀金屬線和所述第二指狀金屬線交替設置，其中位于兩端的所述第一指狀金屬線和第二指狀金屬線的內側沿縱向間隔設置有凸起端，位于中間的所述第一指狀金屬線和第二指狀金屬線的兩側沿縱向間隔設置有凸起端。
[0018]作為優選，所述第一指狀金屬線上的凸起端和所述第二指狀金屬線上的凸起端相對設置，或者所述第一指狀金屬線上的凸起端和所述第二指狀金屬線上的凸起端相錯設置，所述第一指狀金屬線上的凸起端與所述第二指狀金屬線上的凸起端之間的間隙相對。
[0019]作為優選，所述凸起端為點狀凸起。
[0020]作為優選，所述凸起端和所述第一指狀金屬線為一體設置。
[0021]作為優選，所述第一梳狀金屬件包含多個并列設置的第一指狀金屬線，所述第二梳狀金屬件包含多個并列設置的第二指狀金屬線，所述第一指狀金屬線和所述第二指狀金屬線交替設置。
[0022]作為優選，所述第一梳狀金屬件還包括第一連接線，連接所述多個第一指狀金屬線，以形成梳狀結構；
[0023]所述第二梳狀金屬件還包括第二連接線，連接所述多個第二指狀金屬線，以形成梳狀結構；
[0024]所述第一梳狀金屬件和所述第二梳狀金屬件相對設置，所述第一指狀金屬線和所述第二指狀金屬線相互交錯。
[0025]作為優選，所述第一連接線和所述第二連接線分別連接所述電源的正極和負極。
[0026]作為優選，第一指狀金屬線上的凸起端和所述第二指狀金屬線之間的距離為SI，所述凸起端之間的間隙的寬度為S2，調節所述SI和S2，以優化編程條件。
[0027]作為優選，當所述第一指狀金屬線上的凸起端和所述第二指狀金屬線上的凸起端相對設置時，所述第一指狀金屬線上的凸起端和所述第二指狀金屬線上的凸起端之間的距離為SI，所述凸起端之間的間隙的寬度為S2，調節所述SI和S2，以優化編程條件。
[0028]作為優選，當所述第一指狀金屬線上的凸起端和所述第二指狀金屬線上的凸起端相錯設置時，所述第一指狀金屬線上的凸起端和所述第二指狀金屬線上的凸起端之間的距離為SI，所述第一指狀金屬線上的凸起端的寬度為S3，所述第二指狀金屬線上的凸起端的寬度為S4，調節S1、S3和S4，以優化編程條件。
[0029]本發明中所述反熔絲結構包括第一指狀金屬線和第二指狀金屬線交替設置，其中所述第一指狀金屬線和/或第二指狀金屬線的內側或者兩側設置有凸起端，改變現有技術中線對線(line-to-line)的反熔絲結構,變為線對凸起端(line-to_tip)的結構或者凸起端對凸起端(tip-to-tip)的結構，并且通過優化所述第一指狀金屬線、第二指狀金屬線的數目，第一指狀金屬線和第二指狀金屬線之間的距離、第一指狀金屬線上凸起端之間的間隙或者所述凸起端的寬度來進一步優化所述反熔絲結構的編程條件，能夠解決反熔絲結構長期穩定性的問題。
[0030]此外,通過將所述反熔絲結構設計為線對凸起端(line-to-tip)的結構或者凸起端對凸起端(tip-to-tip)的結構,可以優化編程條件,其中當所述凸起端的設置,在施加編程電壓時，在所述凸起端附近的局部電場強度至少加倍，所述加強的電場強度使得在實現擊穿時的時間至少減少88%，從而更快速、更容易的實現所述反熔絲結構的編程。
【附圖說明