JPH0955475A - 半導体装置とその製造方法 - Google Patents

半導体装置とその製造方法

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JPH0955475A
JPH0955475A JP7204537A JP20453795A JPH0955475A JP H0955475 A JPH0955475 A JP H0955475A JP 7204537 A JP7204537 A JP 7204537A JP 20453795 A JP20453795 A JP 20453795A JP H0955475 A JPH0955475 A JP H0955475A
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JP
Japan
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wiring layer
conductive wiring
insulating film
lower conductive
fuse
Prior art date
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Pending
Application number
JP7204537A
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English (en)
Inventor
Kotaro Misawa
孝太郎 三沢
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【構成】半導体装置のアンチヒュ−ズ形成に関する。ゲ
ート電極104によって下層導電配線層106に段差を
つけ、その段差の部分に上層導電配線層109との接続
孔を設ける。その際、接続孔は下層導電配線層の段差の
部分に開孔させる。その場合接続孔は、多結晶シリコン
による段差、または素子を電気的に分離するために選択
酸化によって形成されるLocosによる段差、または
Locos上に多結晶シリコンを形成することによって
できる段差上に開孔する。アンチヒューズはこうした接
続孔部にのみ形成する。 【効果】下層導電配線層の段差の部分にのみヒューズを
形成することにより、ヒューズに鋭角な部分ができ、そ
の鋭角な部分に電界が集中することによりブレイクしや
すくなる。こうしてアンチヒューズのブレイク電圧を低
く抑え、かつブレイク電圧のばらつき、すなわちプログ
ラム電圧のばらつきを抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置のアンチヒュ
−ズ形成に関する。
【0002】
【従来の技術】小容量のROMとして利用されるアンチ
ヒューズを、半導体基板上に形成する際の従来構造を図
7に示す。
【0003】半導体基板101上にゲート絶縁膜102
を介してゲート電極104を形成する。さらにゲート側
壁103を形成する。そして第一絶縁膜105を介し、
その上部に下層導電配線層106を形成する。さらに第
二絶縁膜107、上層導電配線層109を形成し、前記
下層導電配線と前記上層導電配線層を接続するための接
続孔部を有し、その前記接続孔部の前記下層導電配線層
と前記上層導電配線層との間にアモルファスシリコン1
08を化学的気相成長法によって堆積させることでヒュ
−ズを形成している。そしてこれまではヒューズを形成
する場合、下地の前記下層導電配線層の形状に関しては
特に制限を設けていなかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術において
は、下記のような問題点を有していた。
【0005】先の従来の技術のところでも述べたように
これまではチップ内の場所、また下地の形状によらずに
アンチヒューズが形成されていた。その場合に起こる問
題として下地の前記下層導電配線層に段差がある場合に
前記接続孔の深さが段差の上部と下部で異なってしま
う。深さの異なる接続孔をエッチングする場合、深い接
続孔にあわせてエッチング時間が設定されるため浅い接
続孔では下層導電配線層の表面がエッチングによりわず
かではあるが削り取られてしまい、そのために浅い接続
孔に形成したヒューズと、深い接続孔に形成したヒュー
ズではヒュ−ズの形状が異なってしまう。また下地の前
記下層導電配線層に段差がつき、その段差の部分にヒュ
ーズが形成される場合もあり、その場合には当然の如く
下地が平らな部分に形成したヒューズと形状が異なって
しまう。ヒューズの形状が異なるとプログラム電圧の値
が異なってしまい、またそのばらつき方も異なってく
る。
【0006】この場合次に述べることが問題として挙げ
られる。プログラム電圧が高いとデータの書き込み後の
抵抗が高くなってしまい、またマイグレーション耐性も
悪くなってしまう。またプログラム電圧がばらつくとデ
ータ書き込み後の抵抗もばらついてしまう。そこで本発
明はこのような問題を解決するもので、その目的とする
ところはアンチヒューズでブレイクしやすい部分、すな
わちプログラミングしやすい部分を作ることでプログラ
ム電圧を低く抑え、またプログラム電圧のばらつきを抑
えることができる半導体装置を提供するところにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
は、半導体基板上の第一絶縁膜上に形成された下層導電
配線層、前記下層導電配線層上に形成された第二絶縁
膜、前記第二絶縁膜上に形成された上層導電配線層及
び、前記上層、下層導電配線層を接続するための接続孔
を有し、前記接続孔に前記上層導電配線層と前記下層導
電配線層に挟まれるようにアモルファスシリコンを堆積
し、アンチヒュ−ズを形成する半導体装置において、前
記下層導電配線層の段差の部分のみにアンチヒュ−ズを
形成することを特徴とする。
【0008】また半導体基板上の第一絶縁膜上に形成さ
れた下層導電配線層、前記下層導電配線層上に形成され
た第二絶縁膜、前記第二絶縁膜上に形成された上層導電
配線層及び、前記上層、下層導電配線層を接続するため
の接続孔を有し、前記接続孔に前記上層導電配線層と前
記下層導電配線層に挟まれるようにアモルファスシリコ
ンを堆積し、アンチヒュ−ズを形成する半導体装置にお
いて、ヒューズを形成したい場所に段差を設けるために
前記第一絶縁膜と下層導電配線層との間に多結晶シリコ
ンを部分的に堆積させ、その上に絶縁膜を形成し、下層
導電配線層に段差を付けることを特徴とする。
【0009】
【実施例】本発明における第一の実施例の断面図を図1
に示す。101は半導体基板、102はゲート絶縁膜、
103はゲート側壁、104はゲート電極、105は第
一絶縁膜、106は下層導電配線層、107は第二絶縁
膜、108はアモルファスシリコン、109は上層導電
配線層を示している。
【0010】半導体基板101上にゲート絶縁膜102
を形成し、前記ゲート絶縁膜を介してゲート電極104
を形成する。さらにゲートの側壁に酸化膜103を形成
する。そして第一絶縁膜105を介し、その上部に前記
下層導電配線層106を形成する。さらに第二絶縁膜1
07、上層導電配線層109を形成し、前記下層導電配
線と前記上層導電配線層を接続するための接続孔部を有
し、その前記接続孔部に前記下層導電配線層と前記上層
導電配線層との間にアモルファスシリコン108を化学
的気相成長法によってデポすることでヒュ−ズを形成し
ている。
【0011】次に本発明による第一の実施例の製造方法
を図2〜図5に基づき説明する。
【0012】まず半導体基板101上にゲート酸化膜1
02をシリコン酸化膜により150〜200Å形成し、
その上に多結晶シリコンを化学的気相成長法、モリブデ
ンシリサイドをスパッタ法によってそれぞれ2000Å
程度堆積させ、フォトリソグラフィ及びエッチングによ
ってゲート電極104を形成する。その後全面にシリコ
ン酸化膜を2000〜4000Å程度堆積し、RIE
(Reactive Ion Eching)によって
エッチングすることによりゲート電極の側壁103を形
成する必要もある。この状態を示す図が図2である。
【0013】その後シリコン酸化膜、BPSG膜からな
る第一絶縁膜を10000Å程度形成し、下層導電配線
層をスパッタ、フォト、エッチングによって形成する。
この状態を示す図が図3である。
【0014】さらにNSG膜からなる第二絶縁膜を形成
する。第二絶縁膜を形成する際にはまず4000〜60
00Å堆積させ、それから例えば有機SOGを塗布し、
エッチバックするなどすることにより表面を平坦化して
からさらにNSG膜を5000〜6000Å堆積させる
とよい。その後ヒューズを形成するための接続孔を等方
性のウエットエッチ、異方性のドライエッチによって形
成する。その際前記接続孔は前記下層導電配線層の段差
の部分に開孔させる。その場合前記接続孔は前記多結晶
シリコンによる段差、または素子を電気的に分離するた
めに選択酸化によって形成されるLocos(Local oxidati
on of silicon)による段差、または前記Locos上に前記
多結晶シリコンを形成することによってできる段差上に
開孔する。この状態を示す図が図4である。
【0015】そして全面にアモルファスシリコンを堆積
し、前記接続孔の下部にのみアモルファスシリコンが残
るようにフォトリソグラフィ及びエッチングを行う。そ
の後下層導電配線層の形成と同様の方法で上層導電配線
層を形成する。この状態を示す図が図5である。
【0016】以上が本発明における第一の実施例の製造
方法である。
【0017】次に本発明の第2の実施例における半導体
装置の断面図を図6に示す。本発明の第2の実施例にお
ける製造方法を説明する。
【0018】第一絶縁膜の形成までは第一の実施例と同
様である。第一絶縁膜上に全面に多結晶シリコンを化学
的気相成長法により形成し、フォトおよびエッチングに
より部分的に多結晶シリコンを残し、段差を付ける。さ
らにその上に絶縁膜を形成する。それから下層導電配線
層を形成し、その後の工程については第1の実施例と同
様である。
【0019】この場合、多結晶シリコンのエッジと接続
孔のエッジとの横方向の間隔は多結晶シリコンのエッジ
を中心とすると左右それぞれ0.5μm程度ずれてもよ
い。図8に下地が平らなところにヒューズを形成した場
合、図9に下地が段差になっているところにヒューズを
形成した場合の半導体装置の断面図を示す。また図10
にこの両者の場合のプログラム電圧値を示す。図10に
示すように、下地が段差になっている場合のプログラム
電圧は7〜8Vに対し、下地が平らな場合のプログラム
電圧は7.5〜9.5となり下地が段差になっていると
ころにヒューズを形成した方がプログラム電圧が低く、
ばらつきも抑えられている。
【0020】段差部にヒューズを形成しなければなら
ず、ヒューズの形成場所を制限してしまうことになる
が、従来の製品においてはデザインルール上、下地が平
らな場所にヒューズが形成されることは少ないため、下
地が段差になっているところにのみヒューズを形成する
ことはそれほど問題にならないのではないかと思われ
る。
【0021】前記実施例のように下層導電配線層の段差
の部分にのみヒューズを形成することによりヒューズに
鋭角な部分ができ、その鋭角な部分に電界が集中するこ
とによりブレイクしやすくなる。このようにブレイクし
やすい部分を形成することによりプログラム電圧のばら
つきを抑えることができる。また段差は、ヒューズ1個
につき必ず選択トランジスタが1個設けられるので、そ
のトラジスタのゲート電極による段差を利用することが
でき、わざわざ段差を形成することもない。
【0022】
【発明の効果】以上に述べた本発明によると、半導体基
板上にアンチヒューズを形成する半導体装置においてア
ンチヒューズのプログラム電圧を低く抑え、またプログ
ラム電圧のばらつきを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の第1の実施例を示す断面
図。
【図2】本発明の半導体装置の製造方法の第1の実施例
を工程順に説明するための断面図。
【図3】本発明の半導体装置の製造方法の第1の実施例
を工程順に説明するための断面図。
【図4】本発明の半導体装置の製造方法の第1の実施例
を工程順に説明するための断面図。
【図5】本発明の半導体装置の製造方法の第1の実施例
を工程順に説明するための断面図。
【図6】本発明の半導体装置の第2の実施例を示す断面
図。
【図7】本発明の従来構造を示す断面図。
【図8】本発明に関する半導体装置の断面図。
【図9】本発明に関する半導体装置の断面図。
【図10】ヒューズの形状によるプログラム電圧の違い
を示すグラフ。
【符号の説明】 101 半導体基板 102 ゲート酸化膜 103 ゲート側壁 104 ゲート電極 105 第一絶縁膜 106、203 下層導電配線層 107、204 第二絶縁膜 108、205 アモルファスシリコン 109、206 上層導電配線層 201 多結晶シリコン 202 層間絶縁膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板上の第一絶縁膜上に形成された
    下層導電配線層、前記下層導電配線層上に形成された第
    二絶縁膜、前記第二絶縁膜上に形成された上層導電配線
    層及び、前記上層、下層導電配線層を接続するための接
    続孔を有し、前記接続孔に前記上層導電配線層と前記下
    層導電配線層に挟まれるようにアモルファスシリコンを
    堆積し、アンチヒュ−ズを形成する半導体装置におい
    て、前記下層導電配線層の段差の部分にアンチヒュ−ズ
    を設けたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】前記アンチヒューズを選択する選択トラン
    ジスタを有し、前記下層導電配線層の一部が前記選択ト
    ランジスタのゲート上に配置され前記段差を形成してな
    ることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工
    程と、前記第1の絶縁膜上に第1の導電配線層を形成す
    る工程と、前記第1の導電配線層上に第2の絶縁膜を形
    成する工程と、前記第2の絶縁膜上に第2の導電配線層
    を形成する工程と、前記第1の導電配線層の段差部に前
    記第1の導電配線層と前記第2の導電配線層とを接続す
    るための接続孔を設ける工程と、前記接続孔にアンチヒ
    ューズを設ける工程とを有することを特徴とする半導体
    装置の製造方法。
JP7204537A 1995-08-10 1995-08-10 半導体装置とその製造方法 Pending JPH0955475A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100299755B1 (ko) * 1998-06-10 2001-10-19 박종섭 반도체 소자의 리페어용 퓨즈 및 그 형성방법
KR100302877B1 (ko) * 1999-09-15 2001-11-07 황인길 필드 프로그램에블 게이트 어레이 제조 방법
US6794726B2 (en) 2002-04-17 2004-09-21 International Business Machines Corporation MOS antifuse with low post-program resistance

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