專利名稱：使用硅鍺的可編程熔絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：


圖1是制造期間晶片的部分側(cè)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(qū)域中 橫向形成到熔絲120的其他結(jié)構(gòu)(沒有顯示)。這種結(jié)構(gòu)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(qū)域(例 如MOS晶體管的通道和源極/漏極區(qū))可以在位于溝槽隔離111外部 的區(qū)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(qū)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(qū)將在未注入鍺的有效區(qū)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(jié)構(gòu)的形成期間執(zhí)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(qū)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(diǎn)117和113將在其他區(qū)域的平面型晶體管 的源極/漏極觸點(diǎn)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(yuǎn)。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(jīng)由該層傳送到集成電路的其他區(qū)域。
[0041在一些實施方案中，層505和塊體材料503具有不同的 導(dǎo)電型。層505和塊體材料503之間的導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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?qū)?05與506 的不同導(dǎo)電型而使用層506實現(xiàn)。
[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(gòu)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?fù)诫s以提供觸點(diǎn)之間的導(dǎo)電通路。因此，編程將引起硅鍺和/或硅的重 摻雜區(qū)中的不連續(xù)。
[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(diǎn)結(jié)構(gòu)，以及形成覆于襯 底的第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。第一觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)和第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)經(jīng)由位于晶片區(qū)域 中的可編程材料電連接。晶片的區(qū)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(diǎn) 結(jié)構(gòu)和第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。第一觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)和第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)經(jīng)由單元片的第 一區(qū)域中的可編程材料電連接。第一區(qū)域包括位于第一觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)和笫 二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)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(zhì)材料。熔絲包括覆于該層硅鍺 的第一部分的第一觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)，沒有任何插入的電介質(zhì)層?？删幊倘劢z
的第一端子包括第一觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。熔絲包括覆于該層硅鍺的第二部分的 第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)電連接到第一觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)?？删幊倘劢z的 第二端子包括第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。
[00471雖然已經(jīng)顯示并描述了本發(fā)明的特定實施方案，本領(lǐng)域 技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，基于這里的講授，可以進(jìn)行進(jìn)一步的改變和修 改而不背離本發(fā)明及其更廣泛方面，因此，附加權(quán)利要求打算在它們
的范圍內(nèi)包括如本發(fā)明的真正本質(zhì)和范圍內(nèi)的所有這種改變和修改。
權(quán)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(diǎn)結(jié)構(gòu)；形成覆在襯底上的第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)；其中第一觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)和第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)經(jīng)由位于晶片的一個區(qū)域中的可編程材料電連接，該晶片區(qū)域包括位于襯底之上的一層單晶硅鍺。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l的方法，還包括形成覆在晶片區(qū)域的該層單晶硅鍺上的一層導(dǎo)電材料，其中可編 程材料包括該層導(dǎo)電材料的材料。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中該層導(dǎo)電材料包括硅化物。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中第一觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)和第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu) 每個電接觸該層導(dǎo)電材料。
5. 根據(jù)權(quán)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(diǎn)結(jié)構(gòu)和第 二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)在該層單晶硅之上形成。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中第一觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)和第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu) 在該層單晶硅鍺之上形成。
7. 根據(jù)權(quán)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(dǎo)電材料。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中襯底具有第一類型的導(dǎo)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(dǎo)電性。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中形成該層單晶硅鍺導(dǎo)致在該層 單晶硅鍺與襯底之間沒有插入的電介質(zhì)材料。
10. 根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(yù)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(yù)先確定深度 的隔離區(qū)域，第一預(yù)先確定深度小于第二預(yù)先確定深度。
12. 根據(jù)權(quán)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(diǎn)結(jié)構(gòu)； 第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)；其中第一觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)和第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)經(jīng)由單元片的第一區(qū)域中的可 編程材料電連接，該第一區(qū)域包括位于第一觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)和第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu) 層級下面的層級處的一層單晶硅鍺。
14. 根據(jù)權(quán)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(xiàn)，該層可編程材料位于第一 觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)和第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)下面，當(dāng)編程以使得可編程熔絲表現(xiàn)出第一 觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)與第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)之間的高阻態(tài)時，該可編程材料被物理地修 改。
15. 根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(nèi)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(zhì)材料； 覆在該層硅鍺的第一部分上的第一觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)，沒有任何插入的電介質(zhì)層，可編程熔絲的第一端子包括第一觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)；以及覆在該層硅鍺的第二部分上的第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)，第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)電連接到第一觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)，可編程熔絲的第二端子包括第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20的可編程熔絲，還包括 覆在該層硅鍺上的導(dǎo)電層，導(dǎo)電層電連接第一觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)和第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)，當(dāng)編程以使得可編程熔絲表現(xiàn)出第一觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)與第二觸點(diǎn)結(jié) 構(gòu)之間的高阻態(tài)時，該導(dǎo)電層被物理地修改。
22. 根據(jù)權(quán)利要求21的可編程熔絲，其中導(dǎo)電層包括與第一觸 點(diǎn)結(jié)構(gòu)和第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)電接觸的硅化物層。
23. 根據(jù)權(quán)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(diǎn)結(jié)構(gòu)和第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)下面且與它 們電接觸的導(dǎo)電層，當(dāng)編程以使得可編程熔絲表現(xiàn)出第一觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)與 第二觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)之間的高阻態(tài)時，該導(dǎo)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(chǎn)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(dǎo)電層(107)與襯底(103)之間的任何電介質(zhì)材料。在一個實例中，導(dǎo)電層(107)用作可編程材料，其處于低阻態(tài)中，電連接導(dǎo)電結(jié)構(gòu)(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(tài)。
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(yōu)先權(quán)日2005年10月11日
發(fā)明者A·B·霍夫勒, M·K·奧羅斯基 申請人:飛思卡爾半導(dǎo)體公司