[实用新型]击穿式电熔丝结构、半导体器件

说明书

本实用新型提供了一种击穿式电熔丝结构、半导体器件。通过在绝缘材料层中定义出击穿区，并使击穿区的边界位于有源区的区域范围内而不与隔离结构的边界接壤，从而可屏除绝缘材料层对应有源区边界的部分发生击穿的可能性，进而可避免由于有源区的边界缺陷而导致编程电压不稳定的问题。如此，不仅可提高击穿式电熔丝结构的编程电压的稳定性，并且由于击穿区中的绝缘材料层具备均匀品质，从而可被均匀击穿，因此可相应的提供一均匀的电流流通通道。

技术领域

本实用新型涉及半导体技术领域，特别涉及一种击穿式电熔丝结构，以及一种半导体器件。

背景技术

熔丝结构在当前的集成电路中被广泛运用，以选择性地将半导体器件从电路的其他部分连接或断开，并可提供逻辑操作。熔丝结构一般具有熔断式熔丝结构和击穿式熔丝结构这两种。其中，熔断式熔丝结构在激活之后，即可使熔丝通过熔解、断开等方式，中断或断开电连接，以使电路电阻增加，从而提供激活的熔丝结构和未激活断的熔丝结构之间的逻辑差。以及，击穿式熔丝结构与熔断式熔丝结构的工作方式正好相反，击穿式熔丝结构在未激活时是不导电的，而在激活(击穿、金属扩散、非晶硅变为多晶硅等)之后变为导体而形成电连接，进而可以选择性地允许原本电学隔离的两个器件或芯片进行电学连接，且能够提供用于进行逻辑操作的不同电阻值。

具体的，击穿式熔丝结构一般为三明治结构，包括上电极、下电极和位于上电极和下电极之间的绝缘材料层。其中一种击穿式熔丝结构是利用衬底、形成在衬底上的绝缘材料层和形成在绝缘材料层上的导电材料层构成三明治结构。在对这种击穿式熔丝结构进行编程以使其激活时，是对熔丝结构的衬底和导电材料层施加预定电压，从而使绝缘材料层被击穿，进而通过绝缘材料层中被击穿的区域实现电路导通。然而，现有的击穿式熔丝结构中，常常会有编程电压不稳定的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种击穿式电熔丝结构，以解决现有的击穿式电熔丝结构常常发生编程电压不稳定的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种击穿式电熔丝结构，包括：

一衬底，所述衬底中形成有一隔离结构，所述隔离结构围绕出一有源区在所述衬底中；

一绝缘材料层，形成在所述衬底上，所述绝缘材料层覆盖所述有源区的顶面并延伸覆盖所述隔离结构在所述有源区周边的区域，并且所述绝缘材料层对应所述有源区的区域中定义有一击穿区，所述击穿区的边界位于所述有源区的区域范围内而未与所述隔离结构的边界接壤，所述绝缘材料层在所述击穿区内具有一电熔丝击穿厚度，所述电熔丝击穿厚度小于所述绝缘材料层在所述击穿区外的周边厚度，用于在编程过程中被击穿；以及，

一导电材料层，形成在所述绝缘材料层上并覆盖所述绝缘材料层的所述击穿区；其中，所述有源区还具有不与所述导电材料层重迭覆盖的接触区。

可选的，所述绝缘材料层包括隔离层和被所述隔离层包围的熔丝氧化层，所述熔丝氧化层的厚度小于所述隔离层的厚度，所述熔丝氧化层的边界对应在所述有源区的区域范围内而未与所述隔离结构的边界接壤，所述隔离层与所述熔丝氧化层连接并从所述有源区延伸至所述隔离结构，以使所述绝缘材料层对应所述熔丝氧化层的区域构成所述击穿区。

可选的，从所述击穿区的边界至所述有源区的边界的距离大于等于4nm。

可选的，所述导电材料层覆盖所述绝缘材料层的所述熔丝氧化层并延伸覆盖所述隔离层。

可选的，所述导电材料层部分覆盖所述有源区并延伸覆盖所述隔离结构，以使所述导电材料层和所述有源区之间具有一交叠区域，所述交叠区域的周边高度是由所述绝缘材料层的所述隔离层的厚度所界定，并且所述绝缘材料层的所述熔丝氧化层的边界位于所述交叠区域的区域范围内。

可选的，所述绝缘材料层的所述隔离层的厚度大于3nm，所述绝缘材料层的所述熔丝氧化层的厚度小于等于3nm。