CN103094250B - 一种修调电阻及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种修调电阻，包括半导体衬底；介质层，形成于半导体衬底上；熔丝修调形状，由熔丝淀积形成于介质层上，熔丝修调形状有熔断区域和两端，熔断区域中有改变电流密度大小的修调结构和在熔丝修调形状的两端分别有连接垫；钝化层，形成在熔丝修调形状和介质层上，钝化层有对应修调结构的修调窗口和分别有对应连接垫的压点窗口。本发明还提供修调电阻的制造方法，利用熔丝修调形状在熔断区域中具有改变电流密度大小的修调结构，使修调结构处的熔丝有效横截面积偏小，电流密度偏大，熔断位置固定，熔断区域较小，同时使熔丝上的修调窗口开孔较小，以降低修调电阻上的修调窗口过大所导致的金属残留和化学残留等所引起的可靠性风险。

Description

一种修调电阻及其制造方法

技术领域

本发明属于半导体制造工艺技术领域，尤其涉及一种修调电阻及其制造方法。

背景技术

集成电路版图设计通常较为标准化和理想化，在实际的制造过程中受厂家、工艺方法、工艺波动和测试条件等因素影响，导致设计预想的尺寸和电性功能产生误差。对于需要调整基准电压和基准频率的产品，电阻的限流和分压功能在模拟电路中广泛运用，但阻值受掺杂浓度和扩散程度的影响，误差可达到±20％，如此大的误差不能满足高精度电路的要求。为了消除厂家、工艺方法、工艺波动和测试条件等因素对芯片性能的影响，在管芯版图中经常设计出被称为修调电阻(Trimresistor)的可调电阻。修调电阻的布局和主要的功能电路相连，只需要在芯片测试时采用合适的测试程序，通过专门制作的修调压点对修调电阻选择性的烧断，使修调压点间的电阻尽可能的接近理论值，从而通过对修调电阻的选取和结构的改变来达到电路设计者所需要的性能。

修调电阻通常分为熔丝、齐纳二极管及薄膜电阻激光校正三种。薄膜电阻激光校正方法实现的微调电阻可以使精度在±0.1％以内，但设备昂贵，工艺较复杂。熔丝和齐纳二极管击穿与金属的选择类似可以重新设定电阻网络，可作为编程开关设计在管芯中。但齐纳二极管由于击穿结构和烧熔特点，对金属材料、掺杂程度、接触孔电阻、修调方向等具有较高的要求，不能通过使用难熔金属或硅化物的工艺制作齐纳击穿管，且实际运用中熔化的合金丝移动的非常快且毫无规律以至于很难控制，故采用齐纳二极管实现修调电阻的较少。熔丝类修调电阻由于烧断技术对工艺和测试技术要求相对简单，在实际中广泛采用。常用的熔丝类修调方法为加瞬间电流使熔丝瞬间熔断，利用瞬间电流密度在电阻中产生集中的热量聚集，使电阻达到熔点，导致熔断和蒸发，熔丝类修调方法也可采用增加瞬间电压的方法，但由于高压容易会对产品其他位置造成击穿采用的较少。

熔丝类修调方法根据材料主要分为金属和多晶硅两种，金属中主要以普遍用于布线的铝为主，而多晶硅为重掺杂。铝的熔点相对较低(660℃)，当修调时周期为几毫秒大小为几百毫安的电流脉冲就可以将熔丝熔断，开始汽化时大部分金属可熔化并排出，利用金属熔丝很容易编程，并且对于难熔金属熔丝也可以可靠的达到修调作用。多晶硅熔丝熔点比铝高很多(1410℃)，并且很脆，在快速加热的过程中容易破裂，要求编程电流脉冲上升的时间足够短。

熔丝类修调方法的原理相同，结构类似，都是通过对熔丝的熔断后，使熔丝开路达到修调效果的，图1所示为传统的以铝材料熔丝为代表的金属熔丝修调电阻的正面结构示意图。其中包括：10为修调金属，所述修调金属10整条宽度和厚度一致，11为修调连接垫(TrimPAD)，12为修调金属10上的压点窗口，13为修调连接垫11上的压点窗口，以及覆盖在所述修调金属10上除修调金属上的压点窗口12区域之外的钝化层。所述修调金属上的压点窗口12利于熔断修调金属时的能量瞬间释放以及金属蒸发，但如果所述修调金属上的压点窗口12过小，熔丝熔断的过程中能量释放不掉，会使起保护作用的钝化层断裂，裂口大小和金属溅出方向存在很多不确定性，会延伸到附近的电路结构中，导致潜在的可靠性风险。但如果所述修调金属上的压点窗口过大，修调金属熔塌及乱溅的金属容易残留在所述修调金属上的压点窗口及修调金属上的压点窗口附近多个区域，存在短路的风险，也容易在后道、封装工艺中出现金属残留、化学残留等可靠性风险。

图2所示为图1的金属熔丝修调电阻出现过修调、整条修调金属修调时的正面结构示意图。其中14a和14b为修调金属修调后金属的端头，15为修调金属修调溅出的金属残留落在所述修调金属的压点窗口和钝化层上。发生修调金属10蒸发不完全的原因主要是修调金属过多，修调金属上的压点窗口12开口较小，测试条件不当等导致。当出现此类问题时，普通的清洗条件无法将残留在所述修调金属上的压点窗口及修调金属上的压点窗口附近多个区域的金属去尽，且部分清洗液也会残留并沿着界面腐蚀到钝化层，破坏到附近的电路结构，导致产品的失效。

图3所示为图1的金属熔丝修调电阻出现修调不充分时的正面结构示意图，其中16a和16b为修调金属修调后金属的端头，两个端头(16a和16b)间距很小，在修调金属10进行修调的瞬间，由于金属熔化特性，铝发生熔断时两端的金属呈球状收缩并为高温液体状态，会出现往下流淌的情况。如果两个端头(16a和16b)的距离足够小，两端的金属会重新融合在一起，修调金属10又重新连接起来，如图4中所示的17a和17b已经连在一起，导致修调金属10修调失败。

因此，传统的金属熔丝修调电阻中，由于修调过程中整条修调金属的任何位置都有可能成为最优先熔断的点，修调金属容易出现过修调、整条金属被修调、修调不充分、修调失败的多种情况；此外，由于熔断点不固定，熔断量不同，所需的测试条件也不一样，无疑使测试条件的调试增加了很多难度，测试程序稳定性和准确性不能得到很好的保证，产生较多的失效管芯；同时修调金属上的压点窗口过大和过小都会影响到修调效果，增加了可靠性风险等。

发明内容

本发明的目的是提供一种修调电阻及其制造方法，使修调电阻的熔断位置固定，并在修调电阻的熔断点附近的小区域中蒸发的金属较少，以降低修调电阻上的压点窗口过大所导致的金属残留和化学残留等所引起的不可靠性风险。

为了解决上述问题，本发明提供一种修调电阻，包括：

一半导体衬底；

一介质层，形成于所述半导体衬底上；

一熔丝修调形状，由熔丝淀积形成于所述介质层上，所述熔丝修调形状具有一熔断区域和两端，所述熔断区域中具有改变电流密度大小的修调结构以及在所述熔丝修调形状的两端分别具有一连接垫；

一钝化层，形成在所述熔丝修调形状和介质层上，所述钝化层具有对应所述修调结构的修调窗口和分别具有对应所述连接垫的一压点窗口。

进一步的，所述修调结构为弯曲形状。

进一步的，所述弯曲形状的宽度与除所述弯曲形状以外的熔断区域的宽度相同或变窄。

优选的，当所述弯曲形状的宽度变窄时，所述弯曲形状以外的熔断区域的宽度大于所述弯曲形状的宽度的1.5倍。

优选的，所述弯曲形状为至少一个拐角，以每个所述拐角为分界点的两边熔丝的夹角为1-179度。

进一步的，以所述拐角为分界点的两边熔丝的宽度相同或不相同。

优选的，所述弯曲形状为至少一弧形，每段所述弧形为圆弧形或椭圆弧形的弧度为1-359度。

优选的，所述介质层具有至少一阶梯，覆盖于每个所述阶梯上的所述弯曲形状为一台阶。

优选的，所述台阶的高度大于等于所述熔丝厚度的0.1倍。

进一步的，所述修调窗口涵盖住所述熔断区域，所述修调窗口的形状与熔断区域的形状相同或不同。

优选的，所述修调窗口的形状与熔断区域的形状相同时，所述修调窗口大小大于等于熔断区域的两倍。

可选的，所述介质层为单层介质层或复合介质层。

优选的，所述介质层的厚度为

可选的，所述熔丝采用的材料为多晶硅时，所述熔丝的厚度为

可选的，所述熔丝采用的材料为金属时，所述金属采用的材料为形成在所述修调电阻上用于布线连接的金属铝、铜、铝合金或铝铜合金，所述熔丝的厚度为

可选的，所述钝化层与介质层使用的材料为具有差异大的选择比。

根据本发明的另一方面，提供一种修调电阻的制造方法，包括如下步骤：

提供一半导体衬底，在所述半导体衬底上制作一介质层；

在所述介质层上淀积熔丝；

选取所述熔丝的一熔断区域，去除所述熔断区域中的部分熔丝，暴露出所述介质层，在所述熔断区域中未去除熔丝的部位形成一具有改变电流密度大小的修调结构，以及在所述熔断区域之外的熔丝两端分别形成一连接垫，从而形成熔丝修调形状；

在所述熔丝修调形状和暴露出的所述介质层上淀积钝化层，去除部分钝化层，形成修调窗口，所述修调窗口暴露出所述修调结构上的熔丝以及所述修调结构上的熔丝下方的介质层，在所述连接垫上的钝化层上制作压点窗口，形成修调电阻。

进一步的，所述修调结构为弯曲形状。

进一步的，所述弯曲形状的宽度与除所述弯曲形状以外的熔断区域的宽度相同或变窄。

优选的，当所述弯曲形状的宽度变窄时，所述弯曲形状以外的熔断区域的宽度大于所述弯曲形状的宽度的1.5倍。

优选的，在所述熔断区域中未去除熔丝的部位制作的弯曲形状为具有至少一个拐角，在所述拐角处形成具有改变电流密度大小的修调结构，将所述拐角为分界点的两边熔丝制成1-179度的夹角。

进一步的，将所述拐角为分界点的两边熔丝的宽度制成相同或不相同。

优选的，在所述熔断区域中未去除熔丝的部位制作的弯曲形状为具有至少一弧形，在所述弧形处形成具有改变电流密度大小的修调结构，将所述弧形制成具有弧度为1-359度的圆弧形或椭圆弧形。

优选的，淀积所述熔丝之前，将所述介质层形成具有至少一阶梯的形状，淀积所述熔丝之后，选取覆盖在所述阶梯上的熔丝为熔断区域，在所述熔断区域中未去除熔丝的部位制作的弯曲形状为具有台阶，所述台阶处形成具有改变电流密度大小的修调结构。

优选的，所述台阶的高度大于等于所述熔丝厚度的0.1倍。

进一步的，所述修调窗口涵盖住所述熔断区域，所述修调窗口的形状与熔断区域的形状相同或不同。

优选的，所述修调窗口的形状与熔断区域的形状相同时，所述修调窗口大小大于等于熔断区域的两倍。

可选的，在所述半导体衬底上制作一介质层的步骤为：在所述半导体衬底上采用一步工艺步骤淀积材料形成的单层介质层；或在所述半导体衬底上采用多个工艺步骤由下至上分别淀积材料形成的复合介质层。

优选的，所述介质层的厚度为

可选的，所述熔丝采用的材料为多晶硅时，所述熔丝的厚度为

可选的，所述熔丝采用的材料为金属时，所述金属采用的材料为形成在所述修调电阻上用于布线连接的金属铝、铜、铝合金或铝铜合金，所述熔丝的厚度为

优选的，所述金属熔丝淀积温度为240～260℃，淀积功率为7KW～9KW，腔体压力为2Torr～4Torr，所形成的熔丝的厚度为

可选的，在所述去除部分钝化层时，所述钝化层与介质层分别使用的材料为具有差异大的选择比。

由上述技术方案可见，本发明提供一种修调电阻，所述修调电阻包括一半导体衬底；一介质层，形成于所述半导体衬底上；一熔丝修调形状，由熔丝淀积形成于所述介质层上，所述熔丝修调形状具有一熔断区域和两端，所述熔断区域中具有改变电流密度大小的修调结构以及在所述熔丝修调形状的两端分别具有一连接垫；一钝化层，形成在所述熔丝修调形状和介质层上，所述钝化层具有对应所述修调结构的修调窗口和分别具有对应所述连接垫的一压点窗口，以利用熔丝修调形状在熔断区域中具有改变电流密度大小的修调结构，使所述熔断区域中的金属导线的有效横截面积偏小处电流集中，电流密度偏大，容易出现电迁移和达到熔点的特性，在不增加其他工艺成本的前提下，制作出容易修调，熔断位置固定，熔断区域较小，同时使熔丝上的修调窗口开孔较小，蒸发金属较少的修调结构，有效解决了过分修调、整条金属被修调、修调不充分、修调失败的发生。

利用所述修调窗口作为修调结构处的释放窗口，由于修调结构固定，蒸发金属量小，可在修调熔断点附近小区域制作所述释放窗口，使修调电阻上的压点窗口开口较小，有效降低由于修调电阻上开口过大导致的金属残留、化学残留等可靠性风险，避免了由于蒸发不充分导致的金属溅出并残留带来的沾污和风险。同时由于修调简单，熔断位置固定，每次修调所需能量相差不大，测试程序对电压电流容易控制，使测试程序的稳定性和准确性得到很好的保证。

附图说明

图1是传统的金属熔丝修调电阻制造方法的正面结构示意图；

图2至图4为传统的金属熔丝修调电阻制造方法容易出现的异常情况时的正面结构示意图；

图5是本发明修调电阻的制造方法的流程示意图；

图6至图10是本发明实施例一弯曲形状为矩形拐角的修调电阻的制造方法；

图11是图10对应的弯曲形状为具有拐角的修调电阻的正面俯视图；

图12是图10对应的弯曲形状为具有拐角的修调电阻的相关保护图形的正面俯视图的举例；

图13和图14是图10对应的弯曲形状为具有拐角的修调电阻在拐角分界点两边的熔丝宽度大小的举例；

图16是图13对应的修调窗口与熔断区域的形状相同的举例；

图16至图20是本发明实施例二弯曲形状为具有弧形的修调电阻的制造方法；

图21是图21对应的弯曲形状为具有弧形的修调电阻的正面俯视图；

图22和图23是图20对应的弯曲形状为具有弧形的修调电阻的相关保护图形的正面俯视图的举例；

图24为图20对应的弧形为圆弧形或椭圆弧形的结构示意图

图25是图20对应的弯曲形状为具有弧形的修调电阻在弧形处的熔丝宽度大小的举例；

图26是图25对应的修调窗口与熔断区域的形状相同的举例；

图27至图32是本发明实施例三弯曲形状为具有台阶的修调电阻的制造方法；

图33是图32对应的弯曲形状为具有台阶的修调电阻的正面俯视图；

图34是图32对应的弯曲形状为具有台阶的修调电阻在台阶处的熔丝宽度大小的举例；

图35是图32对应的具有n个台阶的修调电阻的正面俯视图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

参见图5，本发明提供一种修调电阻的制造方法，包括如下步骤：

S1：提供一半导体衬底，在所述半导体衬底上制作一介质层；

S2：在所述介质层上淀积熔丝；

S3：选取所述熔丝的一熔断区域，去除所述熔断区域中的部分熔丝，暴露出所述介质层，在所述熔断区域中未去除熔丝的部位形成一具有改变电流密度大小的修调结构，以及在所述熔断区域之外的熔丝两端分别形成一连接垫，从而形成熔丝修调形状；

S4：在所述熔丝修调形状和暴露出的所述介质层上淀积钝化层，去除部分钝化层，形成修调窗口，所述修调窗口暴露出所述修调结构上的熔丝以及所述修调结构上的熔丝下方的介质层，在所述连接垫上的钝化层上制作压点窗口，形成修调电阻。

实施例一

参见附图5，结合图6至14对本发明提供的弯曲形状为拐角的修调电阻的制造方法的工艺进行详细说明。

S1：提供一半导体衬底，在所述半导体衬底上制作一介质层。

参见图6，提供一半导体衬底30，在所述半导体衬底30上制作一介质层31。

其中，所述半导体衬底30可以是硅衬底、锗硅衬底、Ⅲ-Ⅴ族元素化合物衬底或本领域技术人员公知的其他半导体材料衬底，本实施例中采用的是硅衬底。更具体地，本实施例中采用的半导体衬底30中可以形成有MOS场效应含硅材料或硅化合物等。对于双极型电路提供的所述半导体衬底通常为P(111)晶向的半导体衬底。

其中，所述介质层31的厚度为如果所述介质层31的厚度偏薄，后续刻蚀过程中由于工艺波动等因数，所述介质层31容易被刻蚀，如果所述介质层31被刻尽，所述半导体衬底30将裸露出来，污染物容易从该区域进入到所述半导体衬底30内部，影响到电性及可靠性问题；同时如果裸露出所述半导体衬底30，在发生修调结构的端头出现的熔端点会塌陷到所述半导体衬底30上形成短路，修调飞溅出的残留物与所述半导体衬底30连接，导致其他的潜在风险。并且所述介质层31的厚度偏薄，会导致在发生修调结构的下方的寄生现象明显，影响管芯的工作性能，尤其对于频率要求较高的产品。

此外，所述介质层31的制作可以是单独一步工艺步骤淀积材料完成的单层介质层，也可以是多个工艺步骤由下至上分别淀积材料完成的复合介质层，如果所述熔丝采用的材料选择金属时，通常在做金属布线层次之前，进行所述介质层31厚度的累积，这样做可以保证后续工艺制得的修调电阻在修调结构的金属下方没有台阶差，保证金属下方的平整度。

S2：在所述介质层上淀积熔丝。

参见图7，在所述介质层31上淀积熔丝32。

所述熔丝使用的材料通常为多晶硅和金属。当所述熔丝采用的材料为多晶硅时，需要在后续工艺做重掺杂多晶，并使金属布线前的所有掺杂层次在后续工艺制得的修调熔断区域内不能打开，以保证电阻的精度，所述熔丝的厚度为大多数情况下，选择金属来做熔丝材料，用于所述熔丝的金属一般都是使用布线所需的金属连线材料，布线金属淀积时同时完成熔丝材料的淀积。由于布线金属可以是第一层金属、第二层金属……等多层次，在布线同时完成所述熔丝的淀积，因此所述熔丝采用的金属为用于布线连接的金属，即最后用于布线的一层金属，所述熔丝的厚度一般在

优选的，在本实施例中，当所述熔丝32采用多晶硅时，其材料为Si(硅)；当所述熔丝32采用金属时，其材料为Al(铝)或Cu(铜)或铝合金或铝铜合金，所述金属熔丝淀积温度为240～260℃，淀积功率为7KW～9KW，腔体压力为2Torr～4Torr，所形成的熔丝32的厚度为

S3：选取所述熔丝的一熔断区域，去除所述熔断区域中的部分熔丝，暴露出所述介质层，在所述熔断区域中未去除熔丝的部位形成一具有改变电流密度大小的修调结构，以及在所述熔断区域之外的熔丝两端分别形成一连接垫，从而形成熔丝修调形状。

参见图8，选取所述熔丝32的一熔断区域，通过匀胶、曝光、刻蚀、去胶等工艺，去除所述熔断区域中的部分熔丝，暴露出所述介质层31a，在所述熔断区域中未去除熔丝的部位形成一弯曲形状，所述弯曲形状为具有改变电流密度大小的修调结构。所述弯曲形状的宽度与除所述弯曲形状以外的熔断区域的宽度相同或变窄。当所述弯曲形状的宽度变窄时，所述弯曲形状以外的熔断区域的宽度大于所述弯曲形状的宽度的1.5倍。

具体的，在所述介质层31上采用厚度为1.8um～2.2um的正胶，经过匀胶、曝光、显影、湿法刻蚀前烘烤、打胶、湿法刻蚀、干法刻蚀前烘烤、干法刻蚀、冲水、干法去胶、后处理，去除所述熔断区域中的部分熔丝。所述湿法刻蚀过程中采用的是铝腐蚀液，刻蚀温度为29～31℃，湿法刻蚀所腐蚀的厚度占所述熔丝总厚度的20～35％；所述干法刻蚀过程中采用的刻蚀气体主要有CF₄(四碳化氟)、BCl₃(氯化硼)以及适量的N₂(氮气)和O₂(氧气)等。

具体的，在所述熔断区域中未去除熔丝的部位制作的弯曲形状为具有至少一个拐角32a，因此形成具有改变电流密度大小的所述修调结构，以所述拐角为分界点，所述修调结构两边熔丝的宽度可以一致，也可以选择不一致。需要说明的是，在实际应用中，可以根据需要，所述拐角可以是一个拐角，也可以是两个拐角，或者n个拐角(n为自然数)，只要改变传统的修调电阻厚度和宽度一致的矩形规则，使修调电阻出现拐角的都是本发明保护的范畴。

参见图8，在所述熔断区域之外的熔丝两端分别形成一连接垫32b，从而形成熔丝修调形状A。

结合图8和图9，解释所述熔丝修调形状的原理，并指出本实施例一所利用的原理和方法。根据导体的物理特性，在电流密度不高的情况下，电流和电阻的关系遵从欧姆定律，但当电流密度很高(10⁴A/cm2以上)时，移动载流子的传输将引起金属原子的逐渐位移，使金属出现空洞和堆积，这种现象称为电迁移。以铝材料为代表的熔丝中，当电流密度接近5E10⁴A/cm²时电迁移就会变得明显，由于电迁移的出现，引起金属原子逐渐移出原本晶粒位置，使相邻的晶粒间形成空隙，使导线的有效横截面积减小，电流集中到连线剩余部分，使得电流密度增大，原先未出现电子迁移的剩余导线部分也出现了电迁移，使空隙出现的越多，直至导线切断。根据导体的热导理论，电流流动的过程中由于电子撞击金属离子会产生热量，且热量和电流密度的大小成正比，电流密度越大越集中，产生的热量越大，当热量达到金属的熔点时，金属出现熔化蒸发，在重掺杂多晶中也可以用类似的原理解释。

根据导体的模拟结论，在实际的修调时，一般采用的都是瞬间大电流条件，修调过程中随着瞬间大电流的导通，在发生电迁移导线极短时间内出现空洞和堆积的同时，也伴随着热量的急剧增加，温度迅速升高并达到熔丝的熔点，电流密度越大的地方越快出现电迁移和达到熔点，熔断区域的电流又转移到邻近未熔断的区域，则未熔断的区域中电流密度激增，也紧接着出现了电迁移和温度的迅速升高，直至整个熔丝截面熔断。

具体的，根据导体的物理特性和模拟结论，电流的走向和密度发生了改变，电流逐个电子传递，当熔断区域中的修调结构为拐角时，电流的传递在拐角处发生积聚，在拐角内侧电流密度最大。以二维模拟为例，设以铝材料为代表的熔丝宽度W和厚度为1um，拐角两端的夹角θ＝90度时，当通过电流为10mA时，非拐角区域L1和L2电流密度在1E10⁶A/cm²以下，拐角内侧Rconer的电流密度达到了5E10⁶A/cm²左右。当通过电流为100mA时，非拐角区域L1和L2电流密度在9E10⁶A/cm²以下，拐角内侧Rconer的电流密度达到了1.8E10⁷A/cm²左右。

具体的，拐角越小，电流密度越大。以二维模拟为例，设以铝材料为代表的熔丝宽度和厚度为1um，拐角两端的夹角θ分别为45度、90度和135度时，当通过电流都为100mA时，非拐角区域L1和L2电流密度在9E10⁶A/cm²以下，但夹角θ为135度时拐角内侧Rconer的电流密度达到1E10⁷A/cm²左右，夹角θ为90度时拐角内侧Rconer的电流密度达到1.8E10⁷A/cm²左右，夹角θ为45度时拐角内侧Rconer的电流密度更是达到了2.5E10⁷A/cm²左右。由此可见，当夹角θ越小时，拐角内侧Rconer的电流密度越大，也容易发生熔断。然而当夹角θ很小时，以拐角为分界点的两边的两段铝金属的距离越短，当发生熔化时两边的两端铝金属都收缩成球状高温液态，而后两端铝金属又容易重新融合在一起导致连接，飞溅出的物质也容易和未修调的熔丝导通，从而导致修调失败。当夹角θ偏大时，修调金属倾向于直线，电阻趋向于均匀，拐角处电阻偏大不明显，不容易实现熔断区域中具有拐角处熔断。所以本实施列中，将所述拐角为分界点的两边熔丝的夹角θ制成1-179度，并优选45～135度。

S4：在所述熔丝修调形状和暴露出的所述介质层上淀积钝化层，去除部分钝化层，形成修调窗口，所述修调窗口暴露出所述修调结构上的熔丝以及所述修调结构上的熔丝下方的介质层，在所述连接垫上的钝化层上制作压点窗口，形成修调电阻。

参见图10，在所述熔丝修调形状和暴露出的所述介质层31上淀积钝化层33，所述钝化层33覆盖在所述熔丝修调形状上后为33a，所述熔丝修调形状外由于台阶差，所述钝化层淀积到所述介质层上为33b，通过匀胶、曝光、刻蚀、去胶等工艺，出去部分钝化层33，形成修调窗口34a，所述修调窗口34a需要暴露出所述修调结构以及与所述修调结构紧邻的介质层31，在每个所述连接垫32b上的钝化层33上制作压点窗口34b，从而形成修调电阻。

具体的，通过所述修调窗口34a将拐角32a附近区域打开，即所述打开需要涵盖到修调结构上的金属和非修调结构上的区域，如图10所示为刻蚀去除部分钝化层后的剖面倾斜结构示意图，图10中所述修调窗口34a打开露出修调结构上的金属即拐角处32a，非修调结构上的区域为刻开钝化层，露出所述修调结构上的金属下方的介质层31a，以使修调时修调结构处熔断的金属熔丝能足够的被蒸发出来，释放能量。

具体的，所述修调窗口34a的大小可根据拐角处两边熔丝夹角θ的大小做相应调整，所述拐角的夹角θ制作的越大，所述修调窗口34a制作的越大，所述拐角的夹角θ制作的越小，所述修调窗口34a制作的越小。

具体的，钝化层33可以是氧化层，或是掺磷、硼的氧化层，也可以是氮化硅等作为保护层。刻蚀去除部分钝化层形成所述修调窗口时，刻蚀程序需要保证所述钝化使用的材料和所述熔丝材料下使用的介质层材料具有较高的选择比，避免钝化过刻蚀可能会刻尽所述介质层31而露出所述半导体衬底30，后期修调后所述修调结构处的熔丝飞溅和半导体衬底30导通，引起沾污物、腐蚀液导致的可靠性风险。

进一步的，图11为图10对应的弯曲形状为具有拐角的修调电阻的正面俯视图。

进一步的，图12为图10对应的弯曲形状为具有拐角的修调电阻的相关保护图形的正面俯视图的举例，其余根据设计、制版商、生产厂家等设计出具有拐角形状的修调电阻也属于本发明保护范围。

进一步的，图13和图14为图10对应的弯曲形状为具有拐角的修调电阻在拐角分界点两边的熔丝宽度大小的举例，以矩形拐角为分界点，矩形拐角的一边熔丝L1宽度W1为熔丝宽度变窄，矩形拐角的另一边熔丝L2宽度W2为规则熔丝宽度，其中W2＞W1，优选W2＞1.5倍的W1。所述W2＞W1目的是使具有矩形拐角的修调电阻在拐角的一边熔丝L1的宽度W1小于另一边熔丝L2的宽度W2，根据电流的特性，当有效横截面变窄时，电流密度会变大，这样更利于使熔丝出现电迁移和达到熔丝熔断的目的。因此，以二维模拟为例，在图11和图13中，设以铝材料为代表的熔丝宽度和厚度为1um，拐角的夹角θ分别为90度，当通过电流都为100mA时，图11中非拐角区域L1和L2的电流密度都在9E10⁶A/cm²以下，在拐角内侧Rconer的电流密度达到1E10⁷A/cm²左右，但在图13中，非拐角区域L2和图11中的非拐角区域L2的电流密度一样都在9E10⁶A/cm²以下，然而在拐角内侧Rconer靠近熔丝L1宽度变窄的区域，Rconer的电流密度达到2.3E10⁷A/cm²左右，根据熔丝电流密度和熔断特性，可以选择性的将电流更集中在矩形拐角的一侧，或某一段，这样可以使修调的位置更限定住，更容易修调，更容易编程，修调污染更少，修调更加稳定。

图15是图13所示的修调窗口为更小的一种结构，其中所述修调窗口34a和熔断区域32a的形状相同，但所述修调窗口34a涵盖住所述熔断区域32a，且要求所述修调窗口34a的面积大于等于熔断区域32a，优选地，所述修调窗口34a的面积是熔断区域32a的两倍。这样做的目的是可以将压点开窗口导致的金属残留和化学残留等所引起的不可靠性风险降至最低。

实施例二

参见附图5，结合图16至26对本发明提供的弯曲形状为具有弧形的修调电阻的制造方法的工艺进行详细说明。

本实施例中的步骤S1(参见附图16)和步骤S2(参见附图17)请参见实施例一中的步骤S1和S2中的内容，在此不再一一赘述。

本实施例中与实施例一的区别在于步骤S3和步骤S4的不同。步骤S3的具体不同如下：

参见图18和图19，图19为图18的正面俯视图，在所述区域中未去除熔丝的部位制作的弯曲形状为具有至少一弧形32a，因此形成具有改变电流密度大小的所述修调结构，将所述弧形制成具有弧度θ为1-359度的圆弧形或椭圆弧形，优选圆弧形，优选90～180度的弧度，所述弧形的宽度W具有和所述弯曲形状相同的宽度。需要说明的是，在实际应用中，可以根据需要，所述弧形可以是一段弧形，也可以是两段弧形，或者n段弧形(n为自然数)，只要改变传统的修调电阻厚度和宽度一致的矩形规则，使修调电阻出现弧形的都是本发明保护的范畴。

此外，在本实施例中，同样可以根据实施例一中阐述的导体的物理特性和模拟结论，在大电流情况下，电流逐个电子传递，当熔断区域中的修调结构为弧形时，在弧形位置电流的方向和传导区别于规则矩形，由于弧形内侧的距离最近，电流的传递在弧形内侧发生积聚，此时熔丝在弧形内侧电流密度最大熔丝内侧的电流密度可以是外侧的数倍甚至数十倍，根据导线电迁移和热电效应，熔丝首先在弧形内侧发生熔断，当内侧熔断后电流传递到同一横截面未熔断的导线，在大电流的条件下原先未熔断的导线也发生了电迁移直至熔断，达到修调的结果。

而本实施例中的步骤S3的其他相关内容和工艺参数请参见实施例一中的步骤S3的相关内容和工艺参数，在此不再一赘述。

本实施例中步骤S4与实施例一中的步骤S4的不同具体如下：

通过所述修调窗口34a将弧形32a附近区域打开，即所述打开需要涵盖到修调结构上的金属和非修调结构上的区域，如图19所示为刻蚀去除部分钝化层后的侧面俯视结构示意图，图20中所述修调窗口34a打开露出修调结构上的金属即弧形处32a，非修调结构上的区域为刻开钝化层，露出所述修调结构上的金属下方的介质层31a，以使修调时修调结构处熔断的金属熔丝能足够的被蒸发出来，释放能量。

所述修调窗口34a的大小可根据弧形的弧度θ的大小做相应调整，所述弧形的弧度θ制作的越大，所述修调窗口34a制作的越大，所述弧形的弧度θ制作的越小，所述修调窗口34a制作的越小。

进一步的，图21为图20对应的所述修调电阻的制造方法所形成的弯曲形状为具有弧形的修调电阻的正面俯视图。其中所述修调窗口34a打开后，将露出弧形32a的结构以及所述弧形32a的结构下方的介质层31a，分别和侧面俯视图20中的部位对应。

进一步的，图22和图23是图20对应的弯曲形状为具有弧形的修调电阻的相关保护图形的正面俯视图的举例，其余根据设计、制版商、生产厂家等设计出具有拐角形状的修调电阻也属于本发明保护范围。

进一步的，图24为图20对应的弧形为圆弧形或椭圆弧形的结构示意图。d为所述连接垫32b对应的熔丝部分到两条熔丝中心的距离，d1为弧形S1最高点到弧形底部的距离，d2为弧形S2最高点到弧形底部的距离，d3为弧形S3最高点到弧形底部的距离。其中当d2＝d时，根据几何定义，此时弧形的弧度θ为180度，当d1＜d时，弧形的弧度θ小于180度，当d3＞d时，弧形的弧度θ变成椭圆形。

进一步的，图25为图20对应的弯曲形状为具有弧形的修调电阻在弧形处的熔丝宽度大小的举例，其中所述弧形的宽度为W1，所述弧形以外的熔断区域的宽度为规则矩形宽度W，其中W＞W1，优选W＞1.5倍的W1。所述W＞W1目的是使修调电阻在所述弧形的宽度W1小于除所述弧形以外的熔断区域的宽度W，根据电流的特性，当有效横截面变窄时，电流密度会变大，这样更利于使熔丝出现电迁移和达到熔丝熔断的目的。

图26是图25对应的修调窗口为更小的一种结构，其中所述修调窗口34a和熔断区域32a的形状相同，但所述修调窗口34a涵盖住所述熔断区域32a，且要求所述修调窗口34a的面积大于等于熔断区域32a，优选的，所述修调窗口34a的面积是熔断区域32a的两倍。这样做的目的是可以将压点开窗口导致的金属残留和化学残留等所引起的不可靠性风险降至最低。

而本实施例中的步骤S4的其他相关内容和工艺参数请参见实施例一中的步骤S4的相关内容和工艺参数，在此不再一赘述。

实施例三

参见附图5，结合图27至32对本发明提供的弯曲形状为具有台阶的修调电阻的制造方法的工艺进行详细说明。

本实施例中的步骤S1(参见附图27)请参见实施例一中的步骤S1中的内容，在此不再一一赘述。

本实施例中与实施例一的区别在于步骤S2、步骤S3和步骤S4的不同。步骤S2的具体不同如下：

参见图28，淀积熔丝32之前，对所述介质层31进行光刻、刻蚀等工艺，刻蚀停留在所述介质层31中，使所述介质层31形成具有至少一阶梯31a的形状，并可确定所述介质层31所需要的阶梯高度和阶梯个数，所述阶梯31a的个数可以是一个，两个，甚至n个，优选的，所述阶梯31a的高度X大于等于后续工艺淀积的熔丝厚度的0.1倍。

本实施例中步骤S3与实施例一中的步骤S3的不同具体如下：

参见图29，淀积所述熔丝32之后，选取覆盖在所述阶梯31a上的熔丝32为熔断区域，依然去除所述熔断区域中的部分熔丝，在所述熔断区域中未去除熔丝的部位制作的弯曲形状为台阶32a，参见图30，继续去除所述熔断区域中的部分熔丝，暴露出所述介质层31，所述台阶32a处即形成具有改变电流密度大小的修调结构，所述台阶32a的高度也为大于等于所述熔丝厚度的0.1倍。

参见图31，图31是图30对应的弯曲形状为具有台阶的熔丝修调形状的正面俯视图。

本实施例中步骤S4与实施例一中的步骤S4的不同具体如下：

参见图32，图32所示为刻蚀去除部分钝化层后的侧面结构示意图，淀积所述钝化层33。通过所述修调窗口34a将台阶32a附近区域打开，即所述打开需要涵盖到修调结构上的金属和非修调结构上的区域，图32中所述修调窗口34a打开露出修调结构上的金属即台阶处32a，非修调结构上的区域为刻开钝化层，露出所述修调结构上的金属下方的介质层31a，以使修调时修调结构处熔断的金属熔丝能足够的被蒸发出来，释放能量。

所述修调窗口34a的大小可根据台阶32a的表面区域的大小做相应调整，所述台阶32a的表面区域制作的越大，所述修调窗口34a制作的越大，所述台阶32a的表面区域制作的越小，所述修调窗口34a制作的越小。

进一步的，图33为图32对应的弯曲形状为具有台阶的修调电阻的正面俯视图。其中所述修调窗口34a打开后，将露出台阶32a的结构以及所述台阶32a的结构下方的介质层31a，分别和侧面俯视图32中的部位对应。

进一步的，图34是图32对应的弯曲形状为具有台阶的修调电阻在台阶处的熔丝宽度大小的举例，其中在台阶处的宽度为W1，所述台阶以外的熔断区域的宽度为规则矩形宽度W，其中W＞W1，优选W＞1.5倍的W1。所述W＞W1目的是使修调电阻在所述台阶的宽度W1小于除所述台阶以外的熔断区域的宽度W，根据电流的特性，当有效横截面变窄时，电流密度会变大，这样更利于使熔丝出现电迁移和达到熔丝熔断的目的。

进一步的，图35是图32对应的弯曲形状为具有n个台阶的修调电阻的正面俯视图，其余根据设计、制版商、生产厂家等设计出具有台阶形状的修调电阻也属于本发明保护范围。

而本实施例中的步骤S4的其他相关内容和工艺参数请参见实施例一中的步骤S4的相关内容和工艺参数，在此不再一赘述。

本发明适用于半导体制造中常见的修调电阻制作方法，包括熔丝、齐纳二极管及薄膜电阻激光校正等修调电阻制作方法。本发明也适用于半导体制造中常见的非修调电阻制作方法。

此外，利用本发明修调电阻的制造方法制作特殊的产品结构和器件结构，也是属于本发明保护范围。

通过本发明提供的修调电阻的制造方法制作一种修调电阻，结合图10、图20和图32，可知，所述修调电阻包括：

一半导体衬底30；一介质层31，形成于所述半导体衬底30上；一熔丝修调形状A(参见图9、图19和图31)，由熔丝32淀积形成于所述介质层31上，所述熔丝修调形状A具有一熔断区域和两端，所述熔断区域中具有改变电流密度大小的修调结构以及在所述熔丝修调形状的两端分别具有一连接垫32b；

一钝化层33，形成在所述熔丝修调形状A和介质层31上，所述钝化层33具有对应所述修调结构的修调窗口34a和分别具有对应所述连接垫32b的一压点窗口34b。

本发明利用熔丝修调形状在熔断区域中具有改变电流密度大小的修调结构为弯曲形状，使所述熔断区域中的金属导线的有效横截面积偏小处电流集中，电流密度偏大，容易出现电迁移和达到熔点的特性，在不增加其他工艺成本的前提下，制作出容易修调，熔断位置固定，熔断区域较小，同时使熔丝上的修调窗口开孔较小，蒸发金属较少的修调结构，有效解决了过分修调、整条金属被修调、修调不充分、修调失败的发生。

利用所述修调窗口作为修调结构处的释放窗口，由于修调结构固定，蒸发金属量小，可在修调熔断点附近小区域制作所述释放窗口，使修调电阻上的压点窗口开口较小，有效降低由于修调电阻上开口过大导致的金属残留、化学残留等可靠性风险，避免了由于蒸发不充分导致的金属溅出并残留带来的沾污和风险。同时由于修调简单，熔断位置固定，每次修调所需能量相差不大，测试程序对电压电流容易控制，使测试程序的稳定性和准确性得到很好的保证。

本发明虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改，因此本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (26)

1.一种修调电阻，包括：

一半导体衬底；

一介质层，形成于所述半导体衬底上；

一熔丝修调形状，由熔丝淀积形成于所述介质层上，所述熔丝修调形状具有一熔断区域和两端，所述熔断区域中具有改变电流密度大小的修调结构以及在所述熔丝修调形状的两端分别具有一连接垫，所述修调结构为弯曲形状；

一钝化层，形成在所述熔丝修调形状和介质层上，所述钝化层具有对应所述修调结构的修调窗口和分别具有对应所述连接垫的一压点窗口；

其中，所述修调窗口涵盖住所述熔断区域，并且所述修调窗口的形状与熔断区域的形状相同，所述修调窗口大小大于等于熔断区域的两倍。

2.如权利要求1所述的修调电阻，其特征在于，所述弯曲形状的宽度与除所述弯曲形状以外的熔断区域的宽度相同或变窄。

3.如权利要求2所述的修调电阻，其特征在于，当所述弯曲形状的宽度变窄时，所述弯曲形状以外的熔断区域的宽度大于所述弯曲形状的宽度的1.5倍。

4.如权利要求3所述的修调电阻，其特征在于，所述弯曲形状为至少一个拐角，以每个所述拐角为分界点的两边熔丝的夹角为1-179度。

5.如权利要求4所述的修调电阻，其特征在于，以所述拐角为分界点的两边熔丝的宽度相同或不相同。

6.如权利要求3所述的修调电阻，其特征在于，所述弯曲形状为至少一弧形，每段所述弧形为圆弧形或椭圆弧形的弧度为1-359度。

7.如权利要求3所述的修调电阻，其特征在于，所述介质层具有至少一阶梯，覆盖于每个所述阶梯上的所述弯曲形状为一台阶。

8.如权利要求7所述的修调电阻，其特征在于，所述台阶的高度大于等于所述熔丝厚度的0.1倍。

9.如权利要求1所述的修调电阻，其特征在于，所述介质层为单层介质层或复合介质层。

10.如权利要求1所述的修调电阻，其特征在于，所述介质层的厚度为

11.如权利要求1所述的修调电阻，其特征在于，所述熔丝采用的材料为多晶硅时，所述熔丝的厚度为

12.如权利要求1所述的修调电阻，其特征在于，所述熔丝采用的材料为金属时，所述金属采用的材料为形成在所述修调电阻上用于布线连接的金属铝、铜、铝合金或铝铜合金，所述熔丝的厚度为

13.如权利要求1所述的修调电阻，其特征在于，所述钝化层与介质层使用的材料为具有差异大的选择比。

14.一种修调电阻的制造方法，包括如下步骤：

提供一半导体衬底，在所述半导体衬底上制作一介质层；

在所述介质层上淀积熔丝；

选取所述熔丝的一熔断区域，去除所述熔断区域中的部分熔丝，暴露出所述介质层，在所述熔断区域中未去除熔丝的部位形成一具有改变电流密度大小的修调结构，以及在所述熔断区域之外的熔丝两端分别形成一连接垫，从而形成熔丝修调形状，所述修调结构为弯曲形状；

在所述熔丝修调形状和暴露出的所述介质层上淀积钝化层，去除部分钝化层，形成修调窗口，所述修调窗口暴露出所述修调结构上的熔丝以及所述修调结构上的熔丝下方的介质层，在所述连接垫上的钝化层上制作压点窗口，形成修调电阻；

其中，所述修调窗口涵盖住所述熔断区域，并且所述修调窗口的形状与熔断区域的形状相同，所述修调窗口大小大于等于熔断区域的两倍。

15.如权利要求14所述的修调电阻的制造方法，其特征在于，所述弯曲形状的宽度与除所述弯曲形状以外的熔断区域的宽度相同或变窄。

16.如权利要求15所述的修调电阻的制造方法，其特征在于，当所述弯曲形状的宽度变窄时，所述弯曲形状以外的熔断区域的宽度大于所述弯曲形状的宽度的1.5倍。

17.如权利要求16所述的修调电阻的制造方法，其特征在于，在所述熔断区域中未去除熔丝的部位制作的弯曲形状为具有至少一个拐角，在所述拐角处形成具有改变电流密度大小的修调结构，将所述拐角为分界点的两边熔丝制成1-179度的夹角。

18.如权利要求17所述的修调电阻的制造方法，其特征在于，将所述拐角为分界点的两边熔丝的宽度制成相同或不相同。

19.如权利要求16所述的修调电阻的制造方法，其特征在于，在所述熔断区域中未去除熔丝的部位制作的弯曲形状为具有至少一弧形，在所述弧形处形成具有改变电流密度大小的修调结构，将所述弧形制成具有弧度为1-359度的圆弧形或椭圆弧形。

20.如权利要求16所述的修调电阻的制造方法，其特征在于，淀积所述熔丝之前，将所述介质层形成具有至少一阶梯的形状，淀积所述熔丝之后，选取覆盖在所述阶梯上的熔丝为熔断区域，在所述熔断区域中未去除熔丝的部位制作的弯曲形状为具有台阶，所述台阶处形成具有改变电流密度大小的修调结构。

21.如权利要求20所述的修调电阻的制造方法，其特征在于，所述台阶的高度大于等于所述熔丝厚度的0.1倍。

22.如权利要求14所述的修调电阻的制造方法，其特征在于，在所述半导体衬底上制作一介质层的步骤为：在所述半导体衬底上采用一步工艺步骤淀积材料形成的单层介质层；或在所述半导体衬底上采用多个工艺步骤由下至上分别淀积材料形成的复合介质层。

23.如权利要求14所述的修调电阻的制造方法，其特征在于，所述介质层的厚度为

24.如权利要求14所述的修调电阻的制造方法，其特征在于，所述熔丝采用的材料为多晶硅时，所述熔丝的厚度为

25.如权利要求14所述的修调电阻的制造方法，其特征在于，所述熔丝采用的材料为金属时，所述金属采用的材料为形成在所述修调电阻上用于布线连接的金属铝、铜、铝合金或铝铜合金，所述熔丝的厚度为

26.如权利要求14所述的修调电阻的制造方法，其特征在于，在所述去除部分钝化层时，所述钝化层与介质层分别使用的材料为具有差异大的选择比。