[发明专利]电极的制造方法、熔丝装置及其制造方法

说明书

本公开涉及电极的制造方法、熔丝装置及其制造方法。所述熔丝装置包括：熔丝元件，所述熔丝元件包含相变材料；以及第一电极，所述第一电极与所述熔丝元件接触，并且所述第一电极在与所述熔丝元件接触的部分处具有亚光刻尺寸。根据本公开，熔丝装置的断开电流相比于相关技术能够被减小。

技术领域

本公开涉及电极的制造方法、熔丝装置及其制造方法，尤其涉及采用相变材料作为熔丝元件的熔丝装置及其制造方法。

背景技术

熔丝装置（或称为电子熔丝（E-Fuse）装置）是电子产品中的关键性组件，其例如可被用于切换冗余内存、在射频电路中提供可调节的电阻与电容特性（即RC trimming）等。

传统的熔丝装置采用金属或多晶硅作为熔丝元件。当要断开熔丝元件时，所需的电流通常较大。所需的较大电流还使得与熔丝元件连接的开关元件（例如晶体管）通常占用较大的芯片面积。另外，断开熔丝元件所需的时间通常为毫秒（ms）级。另一方面，当使用激光来断开金属熔丝元件时，由于仅能在芯片封装前进行操作而使得其应用范围受限，并且制造过程中的良率较差。

因此，传统的熔丝装置所固有的大电流、大芯片面积、不便利性等成为业界亟欲改进之处。

发明内容

本公开鉴于以上问题中的至少一个提出了新的技术方案。

本公开在其一个方面提供一种电极的制造方法，其使得所述电极能够具有亚光刻尺寸。

本公开在其另一个方面提供一种熔丝装置及其制造方法，其中所述熔丝装置采用相变材料作为熔丝元件。

本公开在其又一个方面提供一种熔丝装置及其制造方法，其使得熔丝装置的断开电流相比于相关技术能够被减小。

根据本公开，提供一种熔丝装置，包括：熔丝元件，所述熔丝元件包含相变材料；以及第一电极，所述第一电极与所述熔丝元件接触，并且所述第一电极在与所述熔丝元件接触的部分处具有亚光刻尺寸。

在本公开的一些实施例中，所述第一电极在与所述熔丝元件接触的部分处的尺寸小于或等于100nm。

在本公开的一些实施例中，所述第一电极在与所述熔丝元件接触的部分处的尺寸小于或等于75nm。

在本公开的一些实施例中，所述相变材料是掺杂或未掺杂的硫属化物（chalcogenide）。

在本公开的一些实施例中，所述相变材料是掺杂或未掺杂的Ge-Sb-Te材料，或者是掺杂或未掺杂的Sb-Te材料。

在本公开的一些实施例中，所述相变材料的层厚度小于或等于30nm。

在本公开的一些实施例中，所述熔丝元件和所述第一电极中的每一个被嵌入在层间电介质或金属间电介质中。

在本公开的一些实施例中，所述熔丝装置还包括第二电极，所述第一电极和所述第二电极位于所述熔丝元件的相对侧。

在本公开的熔丝装置中，当经由所述第一电极给所述熔丝元件施加电流小于或等于3mA的脉冲时，所述熔丝元件产生相变，从而使所述熔丝装置处于断开状态。

根据本公开，还提供一种制造电极的方法，包括以下步骤：在衬底上依次形成第一电介质层、第二电介质层和第三电介质层；通过第一蚀刻处理，在所述第三电介质层和所述第二电介质层中形成第一通孔；在所述第三电介质层上形成第四电介质层，所述第四电介质层覆盖所述第一通孔的侧壁和底壁；通过第二蚀刻处理，去除所述第一通孔的底壁上的所述第四电介质层以露出所述第一电介质层，而保留所述第一通孔的侧壁上的所述第四电介质层；通过以所述第一通孔的侧壁上的所述第四电介质层作为蚀刻阻挡层进行第三蚀刻处理，在所述第一电介质层中形成从露出的所述第一电介质层至所述衬底的第二通孔；在所述第二通孔中填充电极材料；以及通过抛光处理，形成嵌入在所述第一电介质层中的所述电极。