一種修調電阻及其制造方法技術

本發明專利技術提供一種修調電阻，包括半導體襯底；介質層，形成于半導體襯底上；熔絲修調形狀，由熔絲淀積形成于介質層上，熔絲修調形狀有熔斷區域和兩端，熔斷區域中有改變電流密度大小的修調結構和在熔絲修調形狀的兩端分別有連接墊；鈍化層，形成在熔絲修調形狀和介質層上，鈍化層有對應修調結構的修調窗口和分別有對應連接墊的壓點窗口。本發明專利技術還提供修調電阻的制造方法，利用熔絲修調形狀在熔斷區域中具有改變電流密度大小的修調結構，使修調結構處的熔絲有效橫截面積偏小，電流密度偏大，熔斷位置固定，熔斷區域較小，同時使熔絲上的修調窗口開孔較小，以降低修調電阻上的修調窗口過大所導致的金屬殘留和化學殘留等所引起的可靠性風險。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于半導體制造エ藝
，尤其涉及。
技術介紹
集成電路版圖設計通常較為標準化和理想化，在實際的制造過程中受廠家、エ藝方法、エ藝波動和測試條件等因素影響，導致設計預想的尺寸和電性功能產生誤差。對于需要調整基準電壓和基準頻率的產品，電阻的限流和分壓功能在模擬電路中廣泛運用，但阻值受摻雜濃度和擴散程度的影響，誤差可達到±20%，如此大的誤差不能滿足高精度電路的要求。為了消除廠家、エ藝方法、エ藝波動和測試條件等因素對芯片性能的影響，在管芯版圖中經常設計出被稱為修調電阻(Trim resistor)的可調電阻。修調電阻的布局和主要的功能電路相連，只需要在芯片測試時采用合適的測試程序，通過專門制作的修調壓點對修調電阻選擇性的燒斷，使修調壓點間的電阻盡可能的接近理論值，從而通過對修調電阻的選取和結構的改變來達到電路設計者所需要的性能。修調電阻通常分為熔絲、齊納ニ極管及薄膜電阻激光校正三種。薄膜電阻激光校正方法實現的微調電阻可以使精度在±0.1%以內，但設備昂貴，エ藝較復雜。熔絲和齊納ニ極管擊穿與金屬的選擇類似可以重新設定電阻網絡，可作為編程開關設計在管芯中。但齊納ニ極管由于擊穿結構和燒熔特點，對金屬材料、摻雜程度、接觸孔電阻、修調方向等具有較高的要求，不能通過使用難熔金屬或硅化物的エ藝制作齊納擊穿管，且實際運用中熔化的合金絲移動的非常快且毫無規律以至于很難控制，故采用齊納ニ極管實現修調電阻的較少。熔絲類修調電阻由于燒斷技術對エ藝和測試技術要求相對簡單，在實際中廣泛采用。常用的熔絲類修調方法為加瞬間電流使熔絲瞬間熔斷，利用瞬間電流密度在電阻中產生集中的熱量聚集，使電阻達到熔點，導致熔斷和蒸發，熔絲類修調方法也可采用增加瞬間電壓的方法，但由于高壓容易會對產品其他位置造成擊穿采用的較少。熔絲類修調方法根據材料主要分為金屬和多晶硅兩種，金屬中主要以普遍用于布線的鋁為主，而多晶硅為重摻雜。鋁的熔點相對較低(660°C)，當修調時周期為幾毫秒大小為幾百毫安的電流脈沖就可以將熔絲熔斷，開始汽化時大部分金屬可熔化并排出，利用金屬熔絲很容易編程，并且對于難熔金屬熔絲也可以可靠的達到修調作用。多晶硅熔絲熔點比鋁高很多(1410°C )，并且很脆，在快速加熱的過程中容易破裂，要求編程電流脈沖上升的時間足夠短。熔絲類修調方法的原理相同，結構類似，都是通過對熔絲的熔斷后，使熔絲開路達到修調效果的，圖1所示為傳統的以鋁材料熔絲為代表的金屬熔絲修調電阻的正面結構示意圖。其中包括:10為修調金屬，所述修調金屬10整條寬度和厚度一致，11為修調連接墊(Trim PAD)，12為修調金屬10上的壓點窗ロ，13為修調連接墊11上的壓點窗ロ，以及覆蓋在所述修調金屬10上除修調金屬上的壓點窗ロ 12區域之外的鈍化層。所述修調金屬上的壓點窗ロ 12利于熔斷修調金屬時的能量瞬間釋放以及金屬蒸發，但如果所述修調金屬上的壓點窗ロ 12過小，熔絲熔斷的過程中能量釋放不掉，會使起保護作用的鈍化層斷裂，裂口大小和金屬濺出方向存在很多不確定性，會延伸到附近的電路結構中，導致潛在的可靠性風險。但如果所述修調金屬上的壓點窗口過大，修調金屬熔塌及亂濺的金屬容易殘留在所述修調金屬上的壓點窗口及修調金屬上的壓點窗口附近多個區域，存在短路的風險，也容易在后道、封裝工藝中出現金屬殘留、化學殘留等可靠性風險。圖2所示為圖1的金屬熔絲修調電阻出現過修調、整條修調金屬修調時的正面結構示意圖。其中14a和14b為修調金屬修調后金屬的端頭，15為修調金屬修調濺出的金屬殘留落在所述修調金屬的壓點窗口和鈍化層上。發生修調金屬10蒸發不完全的原因主要是修調金屬過多，修調金屬上的壓點窗口 12開口較小，測試條件不當等導致。當出現此類問題時，普通的清洗條件無法將殘留在所述修調金屬上的壓點窗口及修調金屬上的壓點窗口附近多個區域的金屬去盡，且部分清洗液也會殘留并沿著界面腐蝕到鈍化層，破壞到附近的電路結構，導致產品的失效。圖3所示為圖1的金屬熔絲修調電阻出現修調不充分時的正面結構示意圖，其中16a和16b為修調金屬修調后金屬的端頭，兩個端頭(16a和16b)間距很小，在修調金屬10進行修調的瞬間，由于金屬熔化特性，鋁發生熔斷時兩端的金屬呈球狀收縮并為高溫液體狀態，會出現往下流淌的情況。如果兩個端頭(16a和16b)的距離足夠小，兩端的金屬會重新融合在一起，修調金屬10又重新連接起來,如圖4中所示的17a和17b已經連在一起,導致修調金屬10修調失敗。因此，傳統的金屬熔絲修調電阻中，由于修調過程中整條修調金屬的任何位置都有可能成為最優先熔斷的點，修調金屬容易出現過修調、整條金屬被修調、修調不充分、修調失敗的多種情況；此外，由于熔斷點不固定，熔斷量不同，所需的測試條件也不一樣，無疑使測試條件的調試增加了很多難度，測試程序穩定性和準確性不能得到很好的保證，產生較多的失效管芯；同時修調金屬上的壓點窗口過大和過小都會影響到修調效果，增加了可靠性風險等。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供，使修調電阻的熔斷位置固定，并在修調電阻的熔斷點附近的小區域中蒸發的金屬較少，以降低修調電阻上的壓點窗口過大所導致的金屬殘留和化學殘留等所引起的不可靠性風險。為了解決上述問題，本專利技術提供一種修調電阻，包括:一半導體襯底；一介質層，形成于所述半導體襯底上；一熔絲修調形狀，由熔絲淀積形成于所述介質層上，所述熔絲修調形狀具有一熔斷區域和兩端，所述熔斷區域中具有改變電流密度大小的修調結構以及在所述熔絲修調形狀的兩端分別具有一連接墊；一鈍化層，形成在所述熔絲修調形狀和介質層上，所述鈍化層具有對應所述修調結構的修調窗口和分別具有對應所述連接墊的一壓點窗口。進一步的，所述修調結構為彎曲形狀。進一步的，所述彎曲形狀的寬度與除所述彎曲形狀以外的熔斷區域的寬度相同或變窄。優選的，當所述彎曲形狀的寬度變窄時，所述彎曲形狀以外的熔斷區域的寬度大于所述彎曲形狀的寬度的1.5倍。優選的，所述彎曲形狀為至少一個拐角，以每個所述拐角為分界點的兩邊熔絲的夾角為1-179度。進一步的，以所述拐角為分界點的兩邊熔絲的寬度相同或不相同。優選的，所述彎曲形狀為至少一弧形，每段所述弧形為圓弧形或橢圓弧形的弧度為1-359度。優選的，所述介質層具有至少一階梯，覆蓋于每個所述階梯上的所述彎曲形狀為一臺階。優選的，所述臺階的高度大于等于所述熔絲厚度的0.1倍。進一步的，所述修調窗口涵蓋住所述熔斷區域，所述修調窗口的形狀與熔斷區域的形狀相同或不同。優選的，所述修調窗口的形狀與熔斷區域的形狀相同時，所述修調窗口大小大于等于熔斷區域的兩倍。可選的，所述介質層為單層介質層或復合介質層。優選的，所述介質層的厚度為丨000人 20000人。可選的，所述熔絲采用的材料為多晶硅時，所述熔絲的厚度為10人-20000人。可選的，所述熔絲采用的材料為金屬時，所述金屬采用的材料為形成在所述修調電阻上用于布線連接的金屬鋁、銅、鋁合金或鋁銅合金，所述熔絲的厚度為1000A-20000Ao可選的，所述鈍化層與介質層使用的材料為具有差異大的選擇比。根據本專利技術的另一方面，提供一種修調電阻的制造方法，包括如下步驟:提供一半導體襯底，在所述半導體襯底上制作一介質層；在所述介質層上淀積熔絲；選取所述熔絲的本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種修調電阻，包括：一半導體襯底；一介質層，形成于所述半導體襯底上；一熔絲修調形狀，由熔絲淀積形成于所述介質層上，所述熔絲修調形狀具有一熔斷區域和兩端，所述熔斷區域中具有改變電流密度大小的修調結構以及在所述熔絲修調形狀的兩端分別具有一連接墊；一鈍化層，形成在所述熔絲修調形狀和介質層上，所述鈍化層具有對應所述修調結構的修調窗口和分別具有對應所述連接墊的一壓點窗口。

【技術特征摘要】
1.一種修調電阻，包括: 一半導體襯底； 一介質層，形成于所述半導體襯底上； ー熔絲修調形狀，由熔絲淀積形成于所述介質層上，所述熔絲修調形狀具有一熔斷區域和兩端，所述熔斷區域中具有改變電流密度大小的修調結構以及在所述熔絲修調形狀的兩端分別具有一連接墊； 一鈍化層，形成在所述熔絲修調形狀和介質層上，所述鈍化層具有對應所述修調結構的修調窗口和分別具有對應所述連接墊的ー壓點窗ロ。2.按權利要求1所述的修調電阻，其特征在于，所述修調結構為彎曲形狀。3.按權利要求2所述的修調電阻，其特征在于，所述彎曲形狀的寬度與除所述彎曲形狀以外的熔斷區域的寬度相同或變窄。4.按權利要求3所述的修調電阻，其特征在干，當所述彎曲形狀的寬度變窄時，所述彎曲形狀以外的熔斷區域的寬度大于所述彎曲形狀的寬度的1.5倍。5.按權利要求4所述的修調電阻，其特征在于，所述彎曲形狀為至少ー個拐角，以每個所述拐角為分界點的兩邊熔絲的夾角為1-179度。6.按權利要求5所述的修調電阻，其特征在干，以所述拐角為分界點的兩邊熔絲的寬度相同或不相同。7.按權利要求4所述的修調電阻，其特征在于，所述彎曲形狀為至少一弧形，每段所述弧形為圓弧形或橢圓弧形的弧 度為1-359度。8.按權利要求4所述的修調電阻，其特征在于，所述介質層具有至少ー階梯，覆蓋于每個所述階梯上的所述彎曲形狀為一臺階。9.按權利要求8所述的修調電阻，其特征在于，所述臺階的高度大于等于所述熔絲厚度的0.1倍。10.按權カ要求6、7或9所述的修調電阻，其特征在于，所述修調窗ロ涵蓋住所述熔斷區域，所述修調窗ロ的形狀與熔斷區域的形狀相同或不同。11.按權カ要求10所述的修調電阻，其特征在于，所述修調窗ロ的形狀與熔斷區域的形狀相同時，所述修調窗ロ大小大于等于熔斷區域的兩倍。12.按權利要求1所述的修調電阻，其特征在于，所述介質層為單層介質層或復合介質層。13.按權利要求1所述的修調電阻，其特征在于，所述介質層的厚度為I oooA-20000 A c14.按權利要求1所述的修調電阻，其特征在于，所述熔絲采用的材料為多晶硅時，所述熔絲的厚度為10A-20000人。15.按權利要求1所述的修調電阻，其特征在于，所述熔絲采用的材料為金屬時，所述金屬采用的材料為形成在所述修調電阻上用于布線連接的金屬鋁、銅、鋁合金或鋁銅合金，所述熔絲的厚度為1000人-20000人。16.按權利要求1所述的修調電阻，其特征在于，所述鈍化層與介質層使用的材料為具有差異大的選擇比。17.一種修調電阻的制造方法，包括如下步驟:提供一半導體襯底，在所述半導體襯底上制作一介質層； 在所述介質層上淀積熔絲； 選取所述熔絲的ー熔斷區域，去除所述熔斷區域中的部分熔絲，暴露出所述介質層，在所述熔斷區域中未去除熔絲的部位形成一具有改變電流密度大小的修調結構，以及在所述熔斷區域之外的熔絲兩端分別形成一連接墊，從而形成熔絲修調形狀； 在所述熔絲修調形狀和暴露出的所述介質層上淀積鈍化層，去除部分鈍化層，形成修調窗ロ，所述修調窗ロ暴露出所述修調結構上的熔絲以及所述修調結構上的熔絲下方的介質層，在所述連接墊上的鈍化層上制作壓點窗ロ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊彥濤，陳文偉，劉慧勇，韓健，江宇雷，雷輝，
申請(專利權)人：杭州士蘭集成電路有限公司，
類型：發明
國別省市：