郑若成，曾庆平，吴素贞，王印权，吴建伟，徐海铭，洪根深

（中国电子科技集团公司第五十八研究所，江苏无锡 214072）

1 引言

反熔丝电路因其具有高集成度、高速、低功耗、高保密性、高可靠性[1]、抗辐射特性好[2-4]、与传统CMOS工艺兼容等优点，近年来在业界获得广泛的研究和应用。其产品广泛应用于军事、航空、航天等领域。MTM反熔丝单元是一种典型的反熔丝器件，由上下金属电极和两电极之间的反熔丝薄膜介质层组成，其结构如图1所示。MTM反熔丝单元在未编程状态下处于高阻状态，阻值通常大于1 GΩ，编程后单元则处于低阻状态，阻值通常小于100 Ω，可用于非易失性存储器（PROM）及可编程逻辑器件（FPGA）电路中。由于MTM反熔丝单元的非挥发性，电路不会因辐射导致数据丢失，因此常被用于对抗辐射特性有较高要求的空间应用系统中，已经成为空间领域的主流技术之一。

图1 MTM单元结构示意图

目前国际上研究MTM反熔丝的单位以美国ACTEL公司为代表，经过近几十年的技术积淀，工艺水平已达到0.15 μm。国内方面，中国电科第58所在MTM反熔丝工艺方面也进行了较深入的研究，技术能力达到0.18 μm工艺技术水平。

MTM反熔丝薄膜工艺是MTM反熔丝单元最关键的单项工艺，直接决定反熔丝单元的常态、编程、可靠性以及抗辐照等特性。该薄膜工艺可以采用PVD（Physical Vapor Deposition）设备、蒸发设备或者CVD（Chem ical Vapor Deposition）工艺设备进行开发。不同工艺形成的MTM薄膜介质特性会有一定差异。鉴于MTM薄膜介质对于MTM反熔丝单元的重要性，本文基于CVD工艺设备，提供一种采用DOE试验设计进行单项工艺开发的方法，为科研生产工作中各种关键单项工艺的开发提供参考和借鉴。……