半导体器件及其制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及半导体集成电路制作技术领域，具体而言，涉及一种半导体器件及其制作方法。
【背景技术】
[0002]反熔丝是半导体器件中常用的一种元件，其广泛应用于可编程的集成电路(IC)。反熔丝结构通常包括两个导体和形成于这两个导体之间的绝缘层，其工作原理为:当在反熔丝结构上不施加电压时，绝缘层不导电；当在反熔丝结构上施加足够高的电压时，绝缘层被击穿而处于导电状态，并使得反熔丝结构导通，此时将施加于半导体器件中并使反熔丝结构导通的电压称为编程电压。
[0003]目前，最典型的反熔丝结构主要有金属-α S1-金属(MTM，Metal to Metal)反熔丝、氧化物-氮化娃-氧化物(0N0，Oxide-Nitride-Oxide)反恪丝和栅氧化层反恪丝。其中，MTM反熔丝和ONO反熔丝的制作工艺与标准的CMOS工艺不兼容，会给芯片制造带来诸多不便。而栅氧化层反熔丝能够基于MOSFET形成，其制作过程不需要额外的工艺步骤，并与标准的CMOS工艺完全兼容。
[0004]现有的栅氧化层反熔丝结构包括栅氧层20'、栅极30'和源漏极40'，其结构如图1所示。工作时，栅氧层作为绝缘层，栅极和导通的源漏极作为绝缘层两侧的导体。然而，上述反熔丝结构的编程电压远大于半导体器件的工作电压。例如，反熔丝结构中的栅氧层的厚度为3.5nm时，需要大于5V的编程电压才能使栅氧层击穿，而正常的工作电压仅为3.3V左右，从而导致反熔丝结构在工作电压下难以导通。针对上述问题，目前还没有有效的解决方法。
【发明内容】
[0005]本申请的主要目的在于提供一种半导体器件及其制作方法，以降低反熔丝结构的编程电压，从而使半导体器件中的反熔丝结构在工作电压下更容易导通。
[0006]为了实现上述目的，根据本申请的一个方面，提供了一种半导体器件，该半导体器件包括:衬底，包括第一区域和第二区域；凹陷部，设置在第二区域的表面上；功能部件，设置在第一区域上；以及反熔丝结构，设置在第二区域上，其中，反熔丝结构包括导电部件及绝缘部件，且绝缘部件覆盖凹陷部及部分第二区域。
[0007]进一步地，凹陷部为多个分散的凹点。
[0008]进一步地，凹陷部形成一个或多个孔道结构。
[0009]进一步地，反熔丝结构设置在衬底的有源区中，导电部件包括设置在绝缘部件表面上的栅极，以及设置于衬底中的源漏极。
[0010]进一步地，有源区的长度和宽度不小于25 μ m。
[0011]进一步地，当半导体器件为闪存时，，第一区域包括闪存区和逻辑区；逻辑区上设置的功能部件为逻辑晶体管，闪存区上设置的功能部件为闪存晶体管。
[0012]为了实现上述目的，根据本申请的另一个方面，提供了一种半导体器件的制作方法，该制作方法包括以下步骤:提供包括第一区域和第二区域的衬底；在第二区域的表面上形成凹陷部；在第一区域上设置功能部件，并在第二区域上形成反熔丝结构，形成反熔丝结构的步骤包括:在具有凹陷部的第二区域表面上形成绝缘部件；以及在绝缘部件及第二区域上形成导电部件。
[0013]进一步地，形成凹陷部的步骤包括:在衬底的第一区域和第二区域上依次形成栅极介电层和栅极材料预备层；对栅极材料预备层进行减薄处理，形成栅极材料层，并且在位于第二区域中的栅极材料层中形成凹陷结构；刻蚀去除位于第二区域中的栅极材料层和栅极介电层，并在第二区域的表面上形成凹陷部。
[0014]进一步地，对栅极材料预备层进行减薄处理的步骤包括:对栅极材料预备层进行化学机械抛光以形成栅极材料中间层，并在第二区域中的栅极材料中间层中形成预凹陷结构；回蚀位于第二区域中的栅极材料中间层，形成栅极材料层和凹陷结构。
[0015]进一步地，当半导体器件为闪存时，第一区域包括闪存区和逻辑区；回蚀栅极材料中间层的步骤中，回蚀位于第二区域的栅极材料中间层，以及回蚀闪存区中的栅极材料中间层。
[0016]进一步地，回蚀栅极材料中间层的步骤包括:将光刻胶覆盖在逻辑区上；以及对位于第二区域的栅极材料中间层，以及位于闪存区中的栅极材料中间层进行回蚀。
[0017]进一步地，回蚀栅极材料中间层之后，位于闪存区的栅极材料层厚度为30?50nm，位于逻辑区的栅极材料层厚度为60?70nm，位于第二区域的栅极材料层厚度为30?42nm。
[0018]应用本申请的技术方案，本申请提供了一种包括具有衬底、凹陷部、功能部件和反熔丝结构的半导体器件，其中衬底包括第一区域和第二区域，且反熔丝结构包括导电部件及覆盖凹陷部及部分第二区域的绝缘部件。由于绝缘部件覆盖于凹陷部，使得绝缘部件的下表面具有与凹陷部对应的凸起部，而在反熔丝结构上施加电压时该凸起部的附近位置会产生具有高电场强度的电场，使得绝缘部件在较低的电压下即可被击穿，即降低了反熔丝结构的编程电压，从而使得半导体器件中的反熔丝结构在工作电压下更容易导通。
【附图说明】
[0019]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
[0020]图1示出了现有栅氧化层反熔丝结构的剖面结构示意图；
[0021]图2示出了本申请实施方式所提供的半导体器件的剖面结构示意图；
[0022]图3示出了本申请实施方式所提供的半导体器件的制作方法的流程示意图；
[0023]图4示出了在本申请实施方式所提供的半导体器件的制作方法中，提供包括第一区域和第二区域的衬底后的基体剖面结构示意图；
[0024]图5示出了在图4所示的第二区域的表面上形成凹陷部，且第一区域包括闪存区和逻辑区后的基体剖面结构示意图；
[0025]图5-1示出了在图4所示的第一区域和第二区域上依次形成栅极介电层和栅极材料预备层，以及对栅极材料预备层进行化学机械抛光以形成栅极材料中间层，并在第二区域中的栅极材料中间层中形成预凹陷结构后的基体剖面结构示意图；
[0026]图5-2示出了回蚀图5-1所示的位于第二区域和闪存区中的栅极材料中间层，以形成栅极材料层和凹陷结构后的基体剖面结构示意图；以及
[0027]图6示出了形成覆盖于图5所示的凹陷部和部分衬底表面上的绝缘部件，位于绝缘部件表面上的栅极和位于衬底中的源漏极，以及位于逻辑区中的逻辑晶体管和位于闪存区中的闪存晶体管后的基体剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0028]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0029]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。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，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0030]为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后