一种反熔丝结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体领域，具体地，本发明涉及一种反熔丝结构。
【背景技术】
[0002]在包括CMOS的集成电路中，通常希望能够永久的存储信息，后者在制造后形成集成电路的永久连接。通常可以选用可熔连接的熔丝或者器件实现所述目的。例如，熔丝也可以用于编程冗余元件，以替代同一失效元件。此外，熔丝可用于存储芯片标识或其他这样的信息，或用于通过调节通路的电阻来调节电路速度。
[0003]所述熔丝器件中的一类是通过激光编程或烧断的，以在半导体器件被处理和钝化之后断开连接，此类熔丝器件需要激光精确对准熔丝器件上，精度要求很高，不然则会造成相邻器件的损坏；此外，该类熔丝器件不能和许多最新工艺技术一起使用。
[0004]随着半导体技术的不断发展，反熔丝(Ant1-fuse)技术已经吸引了很多发明者、IC设计者和制造商的显著关注。反熔丝是可改变到导电状态的结构，或者换句话说，反熔丝是从不导电状态改变为导电状态的电子器件。等同地，二元状态可以是响应于电应力(如编程电压或编程电流)的高电阻和低电阻中的任一种。反熔丝器件可以被布置在存储阵列中，由此形成普遍公知的一次性可编程(OTP)存储器。
[0005]目前的反熔丝开发集中在三维薄膜结构和特殊的金属间材料。这种反熔丝技术需要在标准CMOS工艺中不可利用的附加的处理步骤，这阻止了反熔丝在典型的VLSI和ASIC设计中的应用，这里，可编程性可以帮助克服不断缩短的器件寿命周期和不断上升的芯片开发成本的问题。因此，在工业上对使用标准CMOS工艺的可靠反熔丝结构存在明显的需要。
[0006]反熔丝(Ant1-fuse)的可编程芯片技术提供了稳定的以及晶体管之间的导电路径，相对于常规的保险丝(blowing fuses)的熔链接方法来说，反熔丝技术通过分裂导电路径打开一个导电电路，反熔丝的通过成长(growing) —个导电通道来关闭电路。
[0007]现有技术中反熔丝(Ant1-fuse)的结构如图1a和Ib所示，其中，在所述衬底101上形成金属层102-介电层103-金属层104的夹心结构，其中所述介电层为非结晶硅(amorphous silicon),利用所述反熔丝进行栅极数组的程序化,其中如图1a所示，当在所述反熔丝结构上不施加电压时，所述中间介质层处于“关”的状态，此时所述介电层不导电，当在所述熔丝结构上施加电压时，所述介电层非结晶娃(amorphous silicon)变为多晶娃(polysilicon)，处于导电状态，所述反熔丝处于“开”的状态，如图1b所示，以此进行反熔丝的程序化。
[0008]现有技术中高密度的反熔丝阵列(high-density ant1-fuse arrays)更多的是选用常规CMOS器件中的多晶硅栅极结合位于所述栅极下方的硅氧化物来形成熔丝结构，如图2所示，所述反熔丝结构包括位于衬底上的沟道氧化物层105、浮栅106、氧化物层107以及逻辑多晶硅108 (logic poly)，当所述CMOS器件的逻辑多晶硅108以及沟道氧化物层105、浮栅106、氧化物层107被击穿后，实现所述反熔丝结构的编程。
[0009]虽然反熔丝技术在半导体技术中得到广泛的发展和应用，但是随着半导体技术的不断发展以及器件尺寸的不断缩小，现有技术中各种反熔丝结构中熔丝的熔断和击穿电压都不断地缩小，使器件变得不够稳定，因此，需要对常规的反熔丝结构进行改进，以提高器件的性能。
【发明内容】
[0010]在
【发明内容】
部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在【具体实施方式】部分中进一步详细说明。本发明的
【发明内容】
部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
[0011]本发明为了克服目前存在问题，提供了一种反熔丝结构，包括:
[0012]半导体衬底；
[0013]位于所述半导体衬底上的栅极介电层；
[0014]位于所述栅极介电层上的金属栅极阵列，所述金属栅极阵列包括若干金属栅极条。
[0015]作为优选，所述栅极介电层为高K介电材料。
[0016]作为优选，所述若干金属栅极条为彼此平行设置的指状结构。
[0017]作为优选，所述若干金属栅极条设置于核心有源区和输入输出区。
[0018]作为优选，所述若干金属栅极条为彼此交叉的网格形状结构。
[0019]作为优选，所述若干金属栅极条仅设置于输入输出区。
[0020]作为优选，所述反熔丝结构还包括金属连接线，以将所述若干金属栅极条连接为一体。
[0021]作为优选，所述金属栅极条中包括位于所述栅极介电层上的TiN覆盖层以及金属层。
[0022]作为优选，所述TiN覆盖层的四周边缘呈凸起状，以包围位于上方的所述金属层。
[0023]作为优选，所述反熔丝结构设置于N阱上。
[0024]作为优选，所述金属栅极为N型多晶硅。
[0025]本发明为了解决现有技术中存在的各种问题，提供了一种反熔丝结构，所述反熔丝结构包括半导体衬底，位于所述半导体衬底上的栅极介电层，位于所述栅极介电层上的金属栅极阵列，所述金属栅极阵列包括若干金属栅极条，所述金属栅极阵列可以为若干平行的金属栅极条并列排列设置或者横向纵向的金属栅极条相互交错形成网格状结构，所述若干平行的金属栅极条设置于同一平面上，编程时，在所述金属栅极阵列上施加电压，所述金属栅极阵列中的高K介电层被击穿即实现所述反熔丝结构的编程，所述结构可以降低反熔丝结构的编程电压，提高器件的稳定性和良率。
【附图说明】
[0026]本发明的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施例及其描述，用来解释本发明的装置及原理。在附图中，
[0027]图1a-1b为现有技术中反熔丝结构处于关和开状态时的结构示意图；
[0028]图2为现有技术中栅极反熔丝结构的结构示意图；
[0029]图3a_3c为本发明中【具体实施方式】中反熔丝结构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
[0031]为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的描述，以说明本发明所述反熔丝结构。显然，本发明的施行并不限于半导体领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
[0032]应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本发明的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
[0033]现在，将参照附图更详细地描述根据本发明的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。应当理解的是，提供这些实施例是为了使得本发明的公开彻