JPH0851157A - Anti-fuse and manufacture of anti-fuse - Google Patents

Anti-fuse and manufacture of anti-fuse

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JPH0851157A
JPH0851157A JP18588694A JP18588694A JPH0851157A JP H0851157 A JPH0851157 A JP H0851157A JP 18588694 A JP18588694 A JP 18588694A JP 18588694 A JP18588694 A JP 18588694A JP H0851157 A JPH0851157 A JP H0851157A
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JP
Japan
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antifuse
metal wiring
wiring layer
layer
conductor
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Application number
JP18588694A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Yuasa
寛 湯淺
Takeshi Mitsushima
猛 光嶋
Masafumi Shishino
政文 宍野
Shuichi Mayumi
周一 真弓
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
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Publication date
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  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain excellent programming characteristics having a small dispersion of dielectric breakdown voltage by reducing the dispersion of the deposited film thickness of an insulator used for an anti-fuse layer. CONSTITUTION:A lower electrode 26 consisting of tungsten is formed onto a first metallic wiring layer 22, and brought into contact with the first metallic wiring layer 22 in the lowermost section of the lower electrode 26. Width in the vertical direction and lateral direction of the lower electrode 26 is set in the width of the first metallic wiring layer or less, and the thickness of the lower electrode 26 is set in approximately 80% of the film thickness of inter- layer insulating films 25 on the first metallic wiring layer 22. The sidewall sections of the lower electrode are coated with the inter-layer insulating films 25. The uppermost section of the lower electrode is coated with the inter-layer insulating film 25 except a section brought into contact with an anti-fuse layer 23. The anti-fuse layer 23 is formed between the lower electrode 26 and a second metallic wiring layer 24.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路におけ
る、アンチヒューズおよびアンチヒューズの製造方法に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an antifuse and a method for manufacturing the antifuse in a semiconductor integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ゲートアレイのプロトタイプやそ
の代替品として、手元で論理をプログラミングできるF
PGA(Field-Programmable Gate Array)が利用され
ている。FPGA(Field-Programmable Gate Array)
の主たるプログラミング方式はメモリー方式とアンチヒ
ューズ方式の2種類があり、FPGAの高速化、高集積
化の観点からアンチヒューズ方式が有望視されている。
さらに、FPGAの高速化、高集積化のためアンチヒュ
ーズ素子は、多結晶シリコンとシリコン基板に挟まれた
構造に換わるものとして金属配線間に挟まれた構造が開
発されている。アンチヒューズ素子は、通常は閉回路ま
たは高抵抗状態であり、電気的なプログラミング信号に
より低抵抗状態に変化する。
2. Description of the Related Art In recent years, as a prototype of a gate array or its substitute, the logic which can be programmed at hand has been developed.
PGA (Field-Programmable Gate Array) is used. FPGA (Field-Programmable Gate Array)
There are two main programming methods, a memory method and an anti-fuse method, and the anti-fuse method is regarded as promising from the viewpoint of high speed and high integration of FPGA.
Further, in order to increase the speed and integration of the FPGA, an antifuse element has been developed which has a structure sandwiched between metal wires as a substitute for the structure sandwiched between polycrystalline silicon and a silicon substrate. The anti-fuse element is normally in a closed circuit or in a high resistance state, and changes to a low resistance state by an electric programming signal.

【0003】以下図面を参照しながら、従来のアンチヒ
ューズの一例について説明する。図3は従来のアンチヒ
ューズを示した断面構造図である。図3において、1は
絶縁基板である。2はアルミニウム合金からなる第1の
金属配線層である。3は絶縁体からなるアンチヒューズ
層である。4はアルミニウム合金からなる第2の金属配
線層である。5は第1の金属配線層2と第2の金属配線
層4を電気的に絶縁する層間絶縁膜である。
An example of a conventional antifuse will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 is a sectional structural view showing a conventional antifuse. In FIG. 3, reference numeral 1 is an insulating substrate. Reference numeral 2 is a first metal wiring layer made of an aluminum alloy. 3 is an antifuse layer made of an insulator. Reference numeral 4 is a second metal wiring layer made of an aluminum alloy. Reference numeral 5 is an interlayer insulating film that electrically insulates the first metal wiring layer 2 and the second metal wiring layer 4.

【0004】以上のような構成のアンチヒューズについ
て、以下にその動作について説明する。
The operation of the antifuse having the above structure will be described below.

【0005】アンチヒューズは通常、アンチヒューズ層
3を介して、第1の金属配線層2と第2の金属配線層4
の間を絶縁しており、第1の金属配線層2と第2の金属
配線層4は閉回路となっている。
The antifuse usually has a first metal wiring layer 2 and a second metal wiring layer 4 via an antifuse layer 3.
The first metal wiring layer 2 and the second metal wiring layer 4 form a closed circuit.

【0006】ここで、アンチヒューズ層3により電気的
に絶縁されている第1の金属配線層2と第2の金属配線
層4からなる回路を形成する場合、まず、第1の金属配
線層2と第2の金属配線層4に電気的なプログラミング
信号を外部より提供する。外部より提供されたプログラ
ミング信号により、アンチヒューズ層3を介して第1の
金属配線層2と第2の金属配線層4の間に電圧が印加さ
れる。第1の金属配線層2と第2の金属配線層4の間に
印加されている電圧の臨界値がアンチヒューズ層3を介
して確立されると、アンチヒューズ層3は絶縁破壊を起
こす。その結果、第1の金属配線層2と第2の金属配線
層4間が低抵抗状態となり、第1の金属配線層2と第2
の金属配線層4からなる新たな回路が形成される。
Here, when forming a circuit composed of the first metal wiring layer 2 and the second metal wiring layer 4 which are electrically insulated by the anti-fuse layer 3, first of all, the first metal wiring layer 2 is formed. And an electrical programming signal is externally provided to the second metal wiring layer 4. A voltage is applied between the first metal wiring layer 2 and the second metal wiring layer 4 via the antifuse layer 3 by a programming signal provided from the outside. When the critical value of the voltage applied between the first metal wiring layer 2 and the second metal wiring layer 4 is established through the antifuse layer 3, the antifuse layer 3 causes a dielectric breakdown. As a result, a low resistance state is created between the first metal wiring layer 2 and the second metal wiring layer 4, and the first metal wiring layer 2 and the second metal wiring layer 4
A new circuit including the metal wiring layer 4 is formed.

【0007】以下に図3に示した従来のアンチヒューズ
の形成方法を説明する。図4(a)〜(e)は従来のア
ンチヒューズの製造工程を示す工程断面図である。
A method of forming the conventional antifuse shown in FIG. 3 will be described below. 4A to 4E are process cross-sectional views showing the manufacturing process of the conventional antifuse.

【0008】図4において、11は絶縁基板、12はア
ルミニウム合金からなる第1の金属配線層、13はアン
チヒューズを形成する部位、14は絶縁体からなるアン
チヒューズ層、15はアルミニウム合金からなる第2の
金属配線層、16は第1の金属配線層12と第2の金属
配線層15を電気的に絶縁する層間絶縁膜である。
In FIG. 4, 11 is an insulating substrate, 12 is a first metal wiring layer made of an aluminum alloy, 13 is a portion forming an antifuse, 14 is an antifuse layer made of an insulator, and 15 is an aluminum alloy. The second metal wiring layer 16 is an interlayer insulating film that electrically insulates the first metal wiring layer 12 and the second metal wiring layer 15.

【0009】まず、絶縁基板11上にアルミニウム合金
をスパッタリング法により堆積する。続いて、堆積され
た前記アルミニウム合金をマスキングしかつエッチング
して、アルミニウム合金からなる第1の金属配線層12
を形成する(図4(a))。
First, an aluminum alloy is deposited on the insulating substrate 11 by a sputtering method. Subsequently, the deposited aluminum alloy is masked and etched to form a first metal wiring layer 12 made of an aluminum alloy.
Are formed (FIG. 4A).

【0010】次に、第1の金属配線層12上に層間絶縁
膜16を堆積し、かつ第1の金属配線層12上の平坦化
を行う(図4(b))。その後、層間絶縁膜16をマス
キングしかつエッチングして、アンチヒューズを形成す
る部位13のみ、前記第1の金属配線層12を露出させ
る(図4(c))。
Next, an interlayer insulating film 16 is deposited on the first metal wiring layer 12 and the first metal wiring layer 12 is flattened (FIG. 4B). After that, the interlayer insulating film 16 is masked and etched to expose the first metal wiring layer 12 only in the portion 13 where the antifuse is formed (FIG. 4C).

【0011】次に、露出している第1の金属配線層12
および層間絶縁膜16上に、CVD法を用いて絶縁体を
堆積する(図4(d))。
Next, the exposed first metal wiring layer 12
Then, an insulator is deposited on the interlayer insulating film 16 by the CVD method (FIG. 4D).

【0012】次に、堆積された絶縁体をマスキングしか
つエッチングして、アンチヒューズを形成する部位13
以外の範囲の前記堆積された絶縁体を除去し、前記堆積
された絶縁体からなるアンチヒューズ層14を形成する
(図4(e))。
The deposited insulator is then masked and etched to form the antifuse site 13.
The deposited insulator in a region other than the above is removed, and the antifuse layer 14 made of the deposited insulator is formed (FIG. 4E).

【0013】次に、スパッタリング法によりアルミニウ
ム合金を堆積する。続いて、堆積されたアルミニウム合
金をマスキングしかつエッチングすることにより、アン
チヒューズ層を被覆する第2の金属配線層15を形成す
る(図4(f))。
Next, an aluminum alloy is deposited by the sputtering method. Subsequently, the deposited aluminum alloy is masked and etched to form the second metal wiring layer 15 that covers the antifuse layer (FIG. 4F).

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来のア
ンチヒューズでは、アンチヒューズを形成する部位13
の深さが、層間絶縁膜16の膜厚と等しくなる。そのた
め、層間絶縁膜16の堆積膜厚が厚いほど、アンチヒュ
ーズを形成する部位13の底部,側壁部においては、そ
の上部に比べてアンチヒューズ層14として用いられて
いる絶縁体の堆積膜厚が薄くなり、さらに複数のアンチ
ヒューズを形成する際には、それぞれのアンチヒューズ
を形成する部位の底部,側壁部における絶縁体の堆積膜
厚のばらつきが大きくなる。ここで、アンチヒューズ層
14が絶縁破壊をおこす電界は、主としてアンチヒュー
ズ層14の膜厚に依存するため、前述の堆積膜厚のばら
つきが、そのまま、アンチヒューズ層14の絶縁破壊電
圧のばらつきとなる。FPGAのプログラム素子として
アンチヒューズを用いる際には、前述のアンチヒューズ
層14の絶縁破壊電圧のばらつきは、プログラミング上
および信頼性上の大きな問題点となる。以上の問題点を
解決するには、層間絶縁膜16の膜厚を減じればよい
が、半導体集積回路においては、層間絶縁膜16膜厚が
減少するにしたがって、配線間の寄生容量が増加するた
め、層間絶縁膜を薄くすることが困難である。
In the conventional antifuse as described above, the portion 13 forming the antifuse is formed.
Is equal to the film thickness of the interlayer insulating film 16. Therefore, as the deposited film thickness of the interlayer insulating film 16 is larger, the deposited film thickness of the insulator used as the antifuse layer 14 is smaller in the bottom portion and the side wall portion of the portion 13 where the antifuse is formed than in the upper portion thereof. Further, when the plurality of antifuses are formed, the thickness of the insulator deposited on the bottom and the side wall of each antifuse is greatly varied. Here, since the electric field that causes the dielectric breakdown of the antifuse layer 14 mainly depends on the film thickness of the antifuse layer 14, the above-mentioned variation in the deposited film thickness remains as it is as the variation in the dielectric breakdown voltage of the antifuse layer 14. Become. When the antifuse is used as the program element of the FPGA, the variation in the dielectric breakdown voltage of the antifuse layer 14 becomes a serious problem in programming and reliability. To solve the above problems, the film thickness of the interlayer insulating film 16 may be reduced. However, in the semiconductor integrated circuit, the parasitic capacitance between the wirings increases as the film thickness of the interlayer insulating film 16 decreases. Therefore, it is difficult to thin the interlayer insulating film.

【0015】本発明のアンチヒューズでは、アンチヒュ
ーズを形成する部位13の底部,側壁部における、アン
チヒューズ層14として用いられている絶縁体の堆積膜
厚のばらつきを低減できる。その結果、アンチヒューズ
層14の絶縁破壊電圧のばらつきを低減でき、良好なプ
ログラミング特性および高信頼性を得ることが可能とな
る。
In the antifuse of the present invention, it is possible to reduce the variation in the deposited film thickness of the insulator used as the antifuse layer 14 on the bottom and side walls of the portion 13 forming the antifuse. As a result, variations in the dielectric breakdown voltage of the antifuse layer 14 can be reduced, and good programming characteristics and high reliability can be obtained.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のアンチヒューズは、半導体あるいは絶縁体で
なる基板上に形成された、第1の導体からなる第1の配
線と、絶縁体からなるアンチヒューズ層と、第1の配線
上かつアンチヒューズ層直下に形成された第2の導体か
らなる電極と、アンチヒューズ層の上に形成された第3
の導体からなる第2の金属配線と、第1の金属配線と第
2の金属配線とを絶縁するための層間絶縁膜を備え、か
つ、第2の導体からなる電極の高さが、第1の金属配線
上の層間絶縁膜厚と同程度である。
In order to solve the above-mentioned problems, an antifuse of the present invention comprises a first wiring made of a first conductor and an insulator formed on a substrate made of a semiconductor or an insulator. An anti-fuse layer, a second conductor electrode formed on the first wiring and directly below the anti-fuse layer, and a third conductor formed on the anti-fuse layer.
A second metal wiring made of a conductor of the above, and an interlayer insulating film for insulating the first metal wiring and the second metal wiring, and the height of the electrode made of the second conductor is It is about the same as the interlayer insulating film thickness on the metal wiring.

【0017】上記課題を解決するために本発明のアンチ
ヒューズの製造方法は、半導体あるいは絶縁体でなる基
板上に、第1の導体を堆積させる工程と、第1の導体上
に第2の導体を堆積する工程と、第1の導体上に堆積さ
れた第2の導体をエッチングしてパターニングする工程
と、第1の導体をエッチングする工程と、第1および第
2の導体上に第1の絶縁膜を堆積する工程と、第1の絶
縁膜を平坦化する工程と、第1の絶縁膜をエッチングし
て、第2の導体の一部を露出させる工程と、露出した第
2の導体上および第1の絶縁膜上に第2の絶縁膜を堆積
する工程と、第2の絶縁膜をエッチングする工程と、第
2の絶縁膜上に、第3の導体を堆積させる工程と、第3
の導体をエッチングする工程を備えている。
In order to solve the above problems, the method of manufacturing an antifuse of the present invention comprises a step of depositing a first conductor on a substrate made of a semiconductor or an insulator, and a second conductor on the first conductor. A step of depositing the first conductor, a step of etching and patterning the second conductor deposited on the first conductor, a step of etching the first conductor, and a step of etching the first conductor on the first and second conductors. A step of depositing an insulating film, a step of planarizing the first insulating film, a step of etching the first insulating film to expose a part of the second conductor, and a step of exposing the exposed second conductor. And a step of depositing a second insulating film on the first insulating film, a step of etching the second insulating film, a step of depositing a third conductor on the second insulating film, and a third step.
The step of etching the conductor of FIG.

【0018】[0018]

【作用】本発明は上記した構成によって、アンチヒュー
ズを形成する部位の深さを低減できる。その結果、アン
チヒューズを形成する部位の底部,側壁部における、ア
ンチヒューズ層に用いられている絶縁体の堆積膜厚のば
らつきを低減できる。そのため、本発明のアンチヒュー
ズでは、アンチヒューズ層の絶縁破壊電圧のばらつきを
低減でき、良好なプログラミング特性および高信頼性を
得ることが可能となる。
The present invention can reduce the depth of the portion where the antifuse is formed by the above-mentioned structure. As a result, it is possible to reduce variations in the deposited film thickness of the insulator used for the antifuse layer at the bottom and side walls of the portion where the antifuse is formed. Therefore, in the antifuse of the present invention, it is possible to reduce variations in the dielectric breakdown voltage of the antifuse layer, and it is possible to obtain good programming characteristics and high reliability.

【0019】[0019]

【実施例】以下本発明の一実施例のアンチヒューズにつ
いて、図面を参照しながら説明する。図1(a)は本発
明の実施例におけるアンチヒューズの縦方向の断面構造
図、図1(b)は本発明の実施例におけるアンチヒュー
ズの横方向の断面構造図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An antifuse of an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1A is a vertical sectional structure view of an antifuse according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a lateral sectional structure view of an antifuse according to an embodiment of the present invention.

【0020】図1において、21は絶縁基板、22はア
ルミニウム合金からなる第1の金属配線層、23は絶縁
体からなるアンチヒューズ層、24はアルミニウム合金
からなる第2の金属配線層である。25は二酸化シリコ
ンからなる層間絶縁膜で、第1の金属配線層22と第2
の金属配線層24を電気的に絶縁するためのものであ
る。26はタングステンからなる下部電極である。
In FIG. 1, reference numeral 21 is an insulating substrate, 22 is a first metal wiring layer made of an aluminum alloy, 23 is an antifuse layer made of an insulator, and 24 is a second metal wiring layer made of an aluminum alloy. Reference numeral 25 denotes an interlayer insulating film made of silicon dioxide, which is used for the first metal wiring layer 22 and the second metal wiring layer 22.
This is for electrically insulating the metal wiring layer 24. Reference numeral 26 is a lower electrode made of tungsten.

【0021】以下に本発明の実施例におけるアンチヒュ
ーズの構成を説明する。図1において、第1の金属配線
層22および第2の金属配線層24は、半導体集積回路
装置の回路要素である。また、第1の金属配線層22お
よび第2の金属配線層24は、アンチヒューズが形成さ
れている部位、および回路設計上必要とされた接点以外
の範囲では、層間絶縁膜25で絶縁されている。
The structure of the antifuse in the embodiment of the present invention will be described below. In FIG. 1, the first metal wiring layer 22 and the second metal wiring layer 24 are circuit elements of the semiconductor integrated circuit device. In addition, the first metal wiring layer 22 and the second metal wiring layer 24 are insulated by the interlayer insulating film 25 in a region other than the portion where the antifuse is formed and the contact required for circuit design. There is.

【0022】タングステンからなる下部電極26は、第
1の金属配線層22上にあり、その最下部で第1の金属
配線層22に接している。下部電極26の縦方向,横方
向の幅は、第1の金属配線層幅以下であり、下部電極2
6の厚さは、第1の金属配線層22上の層間絶縁膜25
膜厚の80%程度である。また、下部電極26の側壁部
は層間絶縁膜25に覆われている。下部電極26の最上
部はアンチヒューズ層23と接している部分を除いて層
間絶縁膜25に覆われている。アンチヒューズ層23
は、下部電極26と第2の金属配線層24の間にあり、
上部で第2の金属配線層24と、下部で下部電極26と
接しており、第1の金属配線層22と第2の金属配線層
24を絶縁している。
The lower electrode 26 made of tungsten is on the first metal wiring layer 22 and is in contact with the first metal wiring layer 22 at the lowermost portion. The vertical and horizontal widths of the lower electrode 26 are less than or equal to the width of the first metal wiring layer, and
The thickness of 6 is the thickness of the interlayer insulating film 25 on the first metal wiring layer 22.
It is about 80% of the film thickness. The sidewall of the lower electrode 26 is covered with the interlayer insulating film 25. The uppermost portion of the lower electrode 26 is covered with the interlayer insulating film 25 except for the portion in contact with the antifuse layer 23. Antifuse layer 23
Is between the lower electrode 26 and the second metal wiring layer 24,
The upper part is in contact with the second metal wiring layer 24 and the lower part is in contact with the lower electrode 26, and insulates the first metal wiring layer 22 and the second metal wiring layer 24 from each other.

【0023】このような構成により、アンチヒューズを
形成する部位のみ層間絶縁膜25の膜厚を低減できる。
従って、アンチヒューズを形成する部位の底部,側壁部
のアンチヒューズ層23膜厚が上部と同程度になる。そ
の結果、アンチヒューズを形成する部位の底部,側壁部
のアンチヒューズ層23膜厚のばらつきが低減できる。
アンチヒューズ層23の膜厚ばらつきの低減によって、
アンチヒューズ層23の絶縁破壊電圧が安定し、良好な
プログラミング特性および高信頼性を有するアンチヒュ
ーズを得ることができる。また、アンチヒューズ層23
がない第1の金属配線層22と第2の金属配線層24の
層間絶縁膜25の膜厚は充分厚く配線間の寄生容量によ
る半導体装置の計算速度低下は問題にはならない。
With such a structure, the film thickness of the interlayer insulating film 25 can be reduced only in the portion where the antifuse is formed.
Therefore, the film thickness of the antifuse layer 23 at the bottom and the side wall of the portion where the antifuse is formed is about the same as that at the top. As a result, it is possible to reduce variations in the film thickness of the antifuse layer 23 at the bottom and side walls of the portion where the antifuse is formed.
By reducing the variation in the thickness of the antifuse layer 23,
The dielectric breakdown voltage of the anti-fuse layer 23 is stable, and an anti-fuse having good programming characteristics and high reliability can be obtained. In addition, the antifuse layer 23
The thickness of the interlayer insulating film 25 between the first metal wiring layer 22 and the second metal wiring layer 24 is sufficiently large, and the reduction in the calculation speed of the semiconductor device due to the parasitic capacitance between the wirings does not pose a problem.

【0024】以下に本発明の一実施例におけるアンチヒ
ューズの製造方法を説明する。図2(a)〜(i)は本
発明の実施例の製造工程を示す断面図である。
A method of manufacturing an antifuse in one embodiment of the present invention will be described below. 2A to 2I are cross-sectional views showing the manufacturing process of the embodiment of the present invention.

【0025】図2において、31は絶縁基板である。3
2はアルミニウム合金からなる第1の金属配線層であ
る。33は絶縁体からなるアンチヒューズ層である。3
4はアルミニウム合金からなる第2の金属配線層であ
る。35は第1の金属配線層32と第2の金属配線層3
4を電気的に絶縁するための二酸化シリコンからなる層
間絶縁膜である。36はタングステンからなる下部電極
である。37はアンチヒューズを形成する部位である。
In FIG. 2, reference numeral 31 is an insulating substrate. Three
Reference numeral 2 is a first metal wiring layer made of an aluminum alloy. 33 is an antifuse layer made of an insulator. Three
Reference numeral 4 is a second metal wiring layer made of an aluminum alloy. 35 is the first metal wiring layer 32 and the second metal wiring layer 3
4 is an interlayer insulating film made of silicon dioxide for electrically insulating 4. 36 is a lower electrode made of tungsten. 37 is a portion forming an antifuse.

【0026】まず、絶縁基板31上にスパッタリング法
により、アルミニウム;99%,シリコン;1%の組成
になるように、アルミニウム合金を6000Å程度の厚
さに堆積する。続いて、CVD法によりタングステンを
5000Å程度の厚さに堆積する(図2(a))。
First, an aluminum alloy is deposited on the insulating substrate 31 by sputtering to a thickness of about 6000Å so that the composition of aluminum is 99% and silicon is 1%. Then, tungsten is deposited to a thickness of about 5000 Å by the CVD method (FIG. 2A).

【0027】次に、アルミニウム合金上に堆積されたタ
ングステンをマスキングし、弗素系ガスを用いてエッチ
ングして、アルミニウム合金上にタングステンからなる
下部電極36を形成する(図2(b))。アルミニウム
合金は弗素系のプラズマやラジカルではほとんどエッチ
ングされない。
Next, the tungsten deposited on the aluminum alloy is masked and etched with a fluorine-based gas to form a lower electrode 36 made of tungsten on the aluminum alloy (FIG. 2B). Aluminum alloys are hardly etched by fluorine-based plasma and radicals.

【0028】次に、下部電極36の下にあるアルミニウ
ム合金をマスキングしてエッチングし、絶縁基板31上
にアルミニウム合金からなる第1の金属配線層32を形
成する(図2(c))。
Next, the aluminum alloy under the lower electrode 36 is masked and etched to form the first metal wiring layer 32 of aluminum alloy on the insulating substrate 31 (FIG. 2C).

【0029】次に、第1の金属配線層32および下部電
極36を含む基板上に、プラズマCVD法により、二酸
化シリコンを20000Å程度の厚さに堆積し、層間絶
縁膜35層を形成する(図2(d))。
Next, on the substrate including the first metal wiring layer 32 and the lower electrode 36, silicon dioxide is deposited to a thickness of about 20000Å by the plasma CVD method to form an interlayer insulating film 35 layer (FIG. 2 (d)).

【0030】次に、公知のレジストエッチバック法を用
いて、層間絶縁膜35をエッチングすることにより、第
1の金属配線層32上を平坦化し、下部電極36上でア
ンチヒューズを形成する部位37の層間絶縁膜35の膜
厚を0〜2000Å程度にする(図2(e))。
Next, the interlayer insulating film 35 is etched by using a known resist etch back method to flatten the first metal wiring layer 32 and form a portion 37 on the lower electrode 36 where an antifuse is formed. The film thickness of the interlayer insulating film 35 is set to about 0 to 2000 Å (FIG. 2E).

【0031】次に、層間絶縁膜35をマスキングし、か
つエッチングして、アンチヒューズを形成する部位37
のみ、下部電極36の表面を露出させる(図2
(f))。
Next, the interlayer insulating film 35 is masked and etched to form an antifuse portion 37.
Only, the surface of the lower electrode 36 is exposed (see FIG. 2).
(F)).

【0032】次に、プラズマCVD法により、アモルフ
ァスシリコン膜を1500Å程度堆積させる。この時ア
ンチヒューズを形成する部位37の層間絶縁膜35の膜
厚は2000Å以下と薄いためアンチヒューズを形成す
る部位37の底部,側壁部のアモルファスシリコンの膜
厚が上部と同じ約1500Åになる。続いて、アモルフ
ァスシリコン膜をマスキングし、かつエッチングして、
アンチヒューズ層33を形成する(図2(g))。
Next, an amorphous silicon film is deposited to about 1500 Å by plasma CVD method. At this time, since the film thickness of the interlayer insulating film 35 in the portion 37 where the antifuse is formed is as thin as 2000 Å or less, the film thickness of the amorphous silicon in the bottom portion and side wall portion of the portion 37 where the antifuse is formed is approximately 1500 Å, which is the same as the upper portion. Subsequently, the amorphous silicon film is masked and etched,
The antifuse layer 33 is formed (FIG. 2G).

【0033】次に、スパッタリング法でアルミニウム合
金(アルミニウム;99%,シリコン;1%)を600
0Åの厚さに堆積する。続いて、堆積されたアルミニウ
ム合金をマスキングしかつエッチングすることにより、
層間絶縁膜35上およびアンチヒューズ層33上に、第
2の金属配線層34を形成する(図2(h))。
Next, an aluminum alloy (aluminum; 99%, silicon; 1%) is 600 by sputtering.
Deposit to a thickness of 0Å. Subsequently, by masking and etching the deposited aluminum alloy,
A second metal wiring layer 34 is formed on the interlayer insulating film 35 and the antifuse layer 33 (FIG. 2 (h)).

【0034】[0034]

【発明の効果】本発明のアンチヒューズは、アンチヒュ
ーズ層の直下に、高さが第1の金属配線層上の層間絶縁
膜厚と同程度である下部電極パターンを備えたことによ
って、アンチヒューズを形成する部位の底部,側壁部に
おける、アンチヒューズ層に用いられている絶縁体の堆
積膜厚のばらつきを低減することができる。その結果、
アンチヒューズ層の絶縁破壊電圧のばらつきの少ない、
良好なプログラミング特性および高信頼性を有するアン
チヒューズを形成することが可能となる。
According to the antifuse of the present invention, the antifuse is provided with a lower electrode pattern immediately below the antifuse layer, the height of which is about the same as the interlayer insulating film thickness on the first metal wiring layer. It is possible to reduce the variation in the deposited film thickness of the insulator used for the antifuse layer at the bottom and side walls of the portion where the is formed. as a result,
Less variation in the dielectric breakdown voltage of the antifuse layer,
It is possible to form an antifuse having good programming characteristics and high reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明のアンチヒューズにおける一実施例の断
面図
FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of an antifuse of the present invention.

【図2】本発明のアンチヒューズの製造方法における一
実施例の工程断面図
FIG. 2 is a process cross-sectional view of one embodiment of the method for manufacturing an antifuse of the present invention.

【図3】従来のアンチヒューズの断面図FIG. 3 is a sectional view of a conventional antifuse.

【図4】従来のアンチヒューズの製造方法を説明するた
めの工程断面図
4A to 4C are process cross-sectional views for explaining a conventional method for manufacturing an antifuse.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 絶縁基板 22 第1の金属配線層 23 アンチヒューズ層 24 第2の金属配線層 25 層間絶縁膜 26 下部電極 31 絶縁基板 32 第1の金属配線層 33 アンチヒューズ層 34 第2の金属配線層 35 層間絶縁膜 36 下部電極 37 アンチヒューズを形成する部位 21 Insulating Substrate 22 First Metal Wiring Layer 23 Antifuse Layer 24 Second Metal Wiring Layer 25 Interlayer Insulating Film 26 Lower Electrode 31 Insulating Substrate 32 First Metal Wiring Layer 33 Antifuse Layer 34 Second Metal Wiring Layer 35 Interlayer insulating film 36 Lower electrode 37 Antifuse forming part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 真弓 周一 大阪府高槻市幸町1番1号 松下電子工業 株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shuichi Mayumi 1-1, Saiwaicho, Takatsuki City, Osaka Prefecture Matsushita Electronics Industrial Co., Ltd.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体あるいは絶縁体でなる基板上に形
成された、第1の導体からなる第1の配線と、絶縁体か
らなるアンチヒューズ層と、前記第1の配線上かつアン
チヒューズ層直下に形成された第2の導体からなる電極
と、前記アンチヒューズ層の上に形成された第3の導体
からなる第2の金属配線と、前記第1の金属配線と第2
の金属配線とを絶縁するための層間絶縁膜を備え、か
つ、前記第2の導体からなる電極の高さが、前記第1の
金属配線上の層間絶縁膜厚と同程度であることを特徴と
するアンチヒューズ。
1. A first wiring made of a first conductor, formed on a substrate made of a semiconductor or an insulator, an antifuse layer made of an insulator, and on the first wiring and immediately below the antifuse layer. An electrode made of a second conductor formed on the antifuse layer, a second metal wiring made of a third conductor formed on the antifuse layer, the first metal wiring, and a second metal wiring.
An interlayer insulating film for insulating the metal wiring from each other, and the height of the electrode made of the second conductor is approximately the same as the interlayer insulating film thickness on the first metal wiring. And antifuse.
【請求項2】 半導体あるいは絶縁体でなる基板上に、
第1の導体を堆積させる工程と、前記第1の導体上に第
2の導体を堆積する工程と、前記第1の導体上に堆積さ
れた第2の導体をエッチングしてパターニングする工程
と、前記第1の導体をエッチングする工程と、前記第1
および第2の導体上に第1の絶縁膜を堆積する工程と、
前記第1の絶縁膜を平坦化する工程と、前記第1の絶縁
膜をエッチングして、前記第2の導体の一部を露出させ
る工程と、前記露出した第2の導体上および第1の絶縁
膜上に第2の絶縁膜を堆積する工程と、前記第2の絶縁
膜をエッチングする工程と、前記第2の絶縁膜上に、第
3の導体を堆積させる工程と、前記第3の導体をエッチ
ングする工程を備えたことを特徴とするアンチヒューズ
の製造方法。
2. A substrate made of a semiconductor or an insulator,
Depositing a first conductor, depositing a second conductor on the first conductor, and etching and patterning the second conductor deposited on the first conductor, Etching the first conductor; and the first
And depositing a first insulating film on the second conductor,
A step of planarizing the first insulating film, a step of etching the first insulating film to expose a part of the second conductor, and a step of exposing the exposed second conductor and the first conductor. Depositing a second insulating film on the insulating film; etching the second insulating film; depositing a third conductor on the second insulating film; A method for manufacturing an antifuse, comprising a step of etching a conductor.
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