JPH10503062A - 低漏洩非ヒューズ構造及び組立方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 下部導体電極及び上部導体電極間に配設された非ヒューズ。この非ヒューズ材料は２つのシリコンナイトライドレイヤー間に設けられた１層のアモルファスシリコンレイヤーよりなる。二酸化シリコンの１つの薄いレイヤーが上記アモルファスシリコン及び上記シリコンナイトライドレイヤーの１層の間に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】 低漏洩非ヒューズ構造及び組立方法 発明の背景 １．発明の技術分野 本発明は非ヒューズ(antifuse)の改良に関する。更に詳しくは、金属−金属ア モルファスシリコンの非ヒューズ構造並びにその組立方法に関する。 ２．先行技術 アモルファスシリコンの非ヒューズに共通した問題は意図しない非ヒューズに より惹き起こされる高レベルの漏洩である。この漏洩は適用電圧５ボルトに於い て典型的には数ナノアンペアである。絶縁に於いて、単一の非ヒューズによって 惹き起こされるこのような漏洩はとるに足りないものと考えられるかも知れない 。大型のＦＰＧＡ集積回路は数ミリアンペアの集合漏洩を有する１００万以上の 非ヒューズを採用している。この漏洩は温度、とりわけ通常の操作条件下のＦＰ ＧＡアレイ中に発生する７０乃至１２５℃の高温によって急速に悪化する。 シリコンナイトライドレイヤーを非ヒューズレイヤー(通常はシリコンナイト ライド−アモルファスシリコン−シリコンナイトライドの非ヒューズ材料)に加 えることはこの漏洩を有意義に低減しない。かくしてこの問題を回避する非ヒュ ーズ構造の要求がある。加えて、非ヒューズアレー中の問題はこれ迄のところ意 図した非ヒューズのプログラミングの過程での意図しない非ヒューズのプログラ ミングにあった。意図しないプログラミングの非ヒューズの漏洩を実質的に低減 する間に意図しない非ヒューズのプログラミングを防止する上で助けとなる非ヒ ューズ構造もまた要求される所である。 本発明の目的の一つは、従って、プログラムしていない状態で低減された漏洩 を示す非ヒューズを提供することにある。 本発明の更なる目的の一つは、如何なる非ヒューズアレイ中にも配置され且つ 先行技術による非ヒューズに較べて意図しないプログラミングによる影響を受け にくい非ヒューズを提供するにある。 発明の簡単な記述 本発明の非ヒューズは下部導体電極と上部導体電極間に配置された非ヒューズ よりなる。この非ヒューズは２つのシリコンナイトライド間に配備されたアモル ファスシリコンレイヤーを含む。二酸化シリコンの薄いレイヤー(すなわち、約 １〜３００オングストローム、望ましくは約３０オングストローム)は、アモル ファスシリコンのレイヤーとシリコンナイトライドレイヤーの一つとの間に配置 される。 本発明の第１の実施態様に於いて、二酸化シリコンのレイヤーはアモルファス シリコンと、下側のシリコンナイトライドレイヤーとの間に配置される。第２の 実施態様では二酸化シリコンレイヤーはアモルファスシリコンレイヤーと上部、 シリコンナイトライドレイヤーとの間に配備される。第１の実施態様の非ヒュー ズは正のＶppポテンシャルが下部電極に付加される方向に高いＢＶＧを示す。第 ２の実施態様の非ヒューズは正のＶppポテンシャルが上部電極に加えられる方向 に高いＢＶＧを示す。両者のＢＶＧの量差は約０．５乃至３Ｖ、典型的には約２ Ｖである。 本発明の非ヒューズは約５Ｖで約数乃至数１０ピコアンペアの未プログラム状 態に於ける漏洩を示すことが発明者等によって決定付けられた。これは従来技術 の非ヒューズの漏洩に較べて率にして１００だけ低い。 図面の簡単な説明 図１は本発明の第１実施例の非ヒューズの１つの断面図。 図２は本発明の第２実施例の非ヒューズの１つの断面図。 図３a−３eは組立方法から選ばれた工程を完結した后の図１同様の非ヒューズ を備えた非ヒューズの断面図。 図４a−４bは組立方法から選ばれた工程を完了した后の図２同様の非ヒューズ を備えた非ヒューズの断面図である。 望ましい実施例の詳細な説明 通常の知識を有する者なら本発明の以下の記述は単に図を採って説明したもの にすぎず、どのみち限定的なものではないことが判るであろう。本発明の他の実 施態様も当業者にとって同様なものであることを示している。 先づ図１及び図２を参照するに、本発明の２つの実施態様になる非ヒューズの 断面図で示されている。当業者なら図１及び図２は図示の非ヒューズを含む種々 のレイヤーの相対位置を単に示していること並びに本発明を実施する上での種々 の非ヒューズの幾何学的配列が採用され、例えば下部電極及び非ヒューズ材料が 開口を備えた内部レイヤーの下に配置されること、非ヒューズ材料を含むレイヤ ーズが当該内部レイヤーである誘電体レイヤー中の非ヒューズ開口内に配置され ること、非ヒューズ材料を含むレイヤーが当該非ヒューズの１つのプラグ上に設 けられること、及びこれらの着想を組み合わせることが判るであろう。 図１を参照すると、本発明の第１実施態様になる非ヒューズ１０が断面図で示 されている。非ヒューズはサブストレート１２上に組立てられている。通常の技 倆を有する者なら、サブストレート１２は能動装置を含む半導体サブストレート の上もしくは導体サブストレート上に設けられている絶縁レイヤーよりなること 、或はサブストレート１２はそれ自体が絶縁材料より形成されていること、が判 るであろう。 非ヒューズ１０用の導体電極１４はサブストレート１２の上方に配備され、チ タニウムナイトライド／アルミニウムの如き材料から構成されている。通常、必 ずしも必要ではないが、下部電極１４は集積回路内の金属製内部接続レイヤーの １部分によって範囲が定められていて、通常の技倆を有するものなら、下部導体 電極１４はこのような目的のために用いられる既知の材料のいづれかより構成さ れていることが判るであろう。このようなレイヤーは約５,０００オングストロ ームから約２０００オングストローム、典型的には９０００オングストロームに 至る標準厚みを有している。 第１シリコンナイトライドレイヤー１６は下部導体電極１４の上面に設けられ ている。二酸化シリコンレイヤー１８(すなわち約１乃至３００オングストロー ム、望ましくは約３０オングストローム)は第１シリコンナイトライドレイヤー １６の上面に設けられている。約１００オングストロームから約１,５００オン グストローム、典型的には約４５０オングストロームに至る厚みをもった二酸化 シリコンの薄いレイヤー１８(すなわち、約１から約３００オングストローム、 望ましくは約３０オングストローム)が第１シリコンナイトライドレイヤー１６ の上面に設けられている。約１００オングストロームから約１５００オングスト ロームに至る厚みを持ったアモルファスシリコンレイヤー２０がシリコンナイト ライドレイヤー１８の上面に配置されている。アモルファスシリコンレイヤー２ ０はドープなしかもしくはリン、ヒ素もしくは酸素をドープ種として用い１e１ ８未満の濃度でドープすることもできる。第２のシリコンナイトライドレイヤー ２２はアモルファスシリコンレイヤー２０の上面に設けられている。第２シリコ ンナイトライドレイヤー２２は典型的には約１オングストロームから約３００オ ングストローム、好ましくは約６５オングストロームに至る厚みを有する。レイ ヤー１６,１８,２０及び２２はともども、複合非ヒューズ材料２４を含む。 図１の非ヒューズ１０の最終エレメントは第２のシリコンナイトライドレイヤ ー２２の上面上方に配置されている上部導体電極２６である。下部導体電極１４ をもってするように、上部導体電極２６は内部接続レイヤーの１部を含むように してもよくまた当目的のために知られた材料によって構成してもよい。本技術に ついての当業者によって評価され得るように、下部、上部両方の導体電極１４, ２６はバリヤーレイヤー(図１には不図示)を含んでいてもよい。当業者であれば 、他のレイヤー、例えばパッシベーション(passivation…不動態化)、も本発明 の非ヒューズを含む実際の装置の組立に採用できることは評価されるであろう。 これらのレイヤー、それらの目的及び形成工程は当業上良く知られた所であるが 、その記述はあまりにもやゝこしく且つ本発明の開示を不明瞭とするのでこれを 避けるためこゝでは記述しない。 本発明の非ヒューズの第２の実施態様は図２の断面図に図示する所である。図 ２の非ヒューズ１０は薄いオキサイドレイヤー１８を除けば図１の非ヒューズ１ ０と類似している。この開示の理解を容易とするために、非ヒューズ１０に在る 非ヒューズ３０のエレメンツは図１の対応物と同一符号番号を付することにする 。当業者なら図２の非ヒューズ３０中の種々なレイヤーは図１の非ヒューズ１０ の対応レイヤーと同様な材料を含むこと及び同一もしくは類似の厚みを持ち得る ことも評価できるであろう。 図２でみてきた所から、非ヒューズ３０はまたサブストレート１２上に組み立 てられることは判るであろう。非ヒューズ３０の下部導体電極１４はサブストレ ート１２上に形成される。図１の実施態様の如く、下部導体電極１４は通常集積 回路の内部接続レイヤーの１部分により範囲が定められる。 第１のシリコンナイトライドレイヤー１６は下部導体電極１４の上面に配置さ れる。図２の非ヒューズ３０は図１の非ヒューズ１０と全く同一である。 構造中のこの点について、図１及び図２の非ヒューズは違っている。図１の非 ヒューズ１０とは違ってアモルファスシリコン２０のレイヤーは、図２の非ヒュ ーズ３０に於ける第１シリコンナイトライドレイヤー１６の上面に設けられてい る。アモルファスシリコンレイヤー２０はドープなしとすることもできればリン 、ヒ素、窒素乃至酸素をドープ種として用いて１e１８未満の濃度のものでドー プすることもできる。 シリコンオキサイドの薄いレイヤー１８(すなわち、約１乃至約３００オング ストローム、好ましくは約３０オングストローム)はアモルファスシリコンレイ ヤー２０の上面に配備される。第２のシリコンナイトライドレイヤー２２は二酸 化シリコンの薄いレイヤーの上面に設けられる。 図２の非ヒューズ３０の最終エレメントは第２シリコンナイトライドレイヤー ２２の上面に配置された上部導体電極２６である。下部導体電極１４をもってす るの同様、上部導体電極２６が内部接続金属レイヤーの一部をなすことも可能で あり、また、本目的のために知られた材料をもって構成することも可能である。 図１の非ヒューズの如く、図２の非ヒューズ３０に於ける下部及び上部の導体電 極１４,１６がともどもバリヤーレイヤー(図２には不図示)を含んでいてもよい 。 図１の非ヒューズ１０のように、当業者なら他のレイヤー、例えば、不動態化 のレイヤーが、図２に示した本発明の非ヒューズ３０を含む実際の装置の組立に 採用するであろう。これらのレイヤーや、夫々の目的及び形成方法は当業上よく 知られているので開示を煩雑にし本発明の開示をわかりにくくするのを避けるた めにこゝでは触れないことにする。 レイヤー１６,１８,２０及び２２はともども図１及び図２の非ヒューズ１０及 び３０の非ヒューズ材料２４を夫々形成している。構成レイヤーの組合せ厚みは 、非ヒューズ１０及び３０がプログラムを作る電圧、すなわち、高インピーダン ス状態から低インピーダンス状態に変わる際の電圧を決定する。一例として本発 明の図１の非ヒューズ１０は、約６５オングストロームの厚みの第１のシリコン ナイトライドレイヤー１６、約３０オングストロームの二酸化シリコンの薄いレ イヤー１８、約４５０オングストロームの厚みのアモルファスシリコンレイヤー ２０及び約６５オングストロームの厚みの第２のシリコンナイトライドレイヤー ２２を含んでいるが、これは下部導体電極１４に正のポテンシャルが付加された 場合は約１２ボルトのプログラム電圧を、上部導体電極２６に正のポテンシャル が支えられた場合は約１０.５ボルトのプログラム電圧を示す。図２の非ヒュー ズが上掲の厚みのレイヤーを用いて組立てられた場合で正のポテンシャルが上部 導体電極２６に付加されると約１２ボルト、正のポテンシャルが下部導体電極１ ４に支えられると約１０.５ボルトのプログラム電圧を示す。 図１の非ヒューズ１０及び図２の非ヒューズ３０の両者に於いて、シリコンナ イトライドレイヤー１６及び２２の１つとアモルファスシリコンレイヤー２０と の間に薄い酸化シリコンのレイヤー１８を挿入すると、非ヒューズ１０及び３０ の漏洩を約１００の倍率をもって劇的に低減する。この漏れの著減は、ナイトラ イド(窒化物)が一つの正孔(hole)導体であり、酸化物が電子導体であると云う事 実によるためと、信ぜられている。これは導通が電子によって制約されているた めに低い漏れでもナイトライドをしてより高電圧に耐えさせる結果となる。 本発明の非ヒューズ１０及び３０では漏洩の減少は両方向ともども影響を受け 、ＢＶＧでは一方向のみに影響を受ける。斯様にどの方向の電流が低い絶縁破壊 電圧を持つのかを調整することができる。こゝに図１の非ヒューズ１０及び図２ の非ヒューズ３０の間に横在する実施上の理由の差がある。シリコンナイトライ ドレイヤー１６とアモルファスシリコンレイヤー２０との間或いはアモルファス シリコンレイヤー２０と第２のシリコンナイトライドレイヤー２２との間に酸化 物１８を入れたり入れないかを選択することにより、プログラムすべきではない がプログラミングの間、大きな電圧をもって強調される(stress)非ヒューズのプ ログラミングのチャンスを減らすことによってプログラミングの歩留りを改善す ることが可能となる。 本発明の非対称プログラミング電圧特性による利益はプログラミングパスを横 切って逆極性のプログラミング電圧を設定する偽りのプログラミングパスによっ てどのアレイ中に於いても意図しない非ヒューズプログラミングを避けることが できる、と云う点である。 既に述べたように、上述の複合非ヒューズ材料２４は内部レイヤー絶縁レイヤ ー中に形成された非ヒューズ開口内に配置されるか或は導体プラグ技術もしくは 類似の技術を用いることにより上述のような開口について全体が上方乃至下方に 或は一部分が上方乃至下方に形成され得る。本発明の非ヒューズを用いることに より、特異な非ヒューズの幾何学的配列が本発明の範域内に置かれている。 本発明の非ヒューズを実施するには種々の方法が採用可能である。その工程の 正しい順序は望む非ヒューズの特異な幾何学的配列に依拠している。例えば、本 発明の技術によってプラグタイプの非ヒューズが組立てられる場合は、内部誘電 体レイヤーを形成する工程、その内部に開口を形成する工程及びプラグを形成す る工程が、多数のレイヤーの複合非ヒューズ２４を形成するために使われる工程 に先立つであろう。この他の平坦な非ヒューズ構造に於いては、多数のレイヤー の複合非ヒューズを形成するために使われる工程が、内部誘電体レイヤーの形成 に使われる工程、その内部に開口を設ける工程及び上部非ヒューズ電極を形成す る工程に先立って完遂される。 本発明の非ヒューズ組立方法に於いて、マルチレイヤー複合非ヒューズ材料２ ４中の酸化物のレイヤー１８は、プラズマ酸化、プラズマ堆積、その他のＣＶＤ 方法及び酸素雰囲気下の熱酸化を含む種々の方法によって形成される。本発明の 目下の所、望ましい実施例によれば、酸化物レイヤー１８はＯ₂中でのプラズマ 酸化によって形成される。この方法はホトレジスト(photoresist)なしで通常、 装置内で行なわれる。当業者ならばこの方法はまたナイトライド及びシリコンが 同様な装置のピースに堆積する間に本来の位置で行なわれ、これによって非ヒュ ーズ方法を簡略化することが評価されるであろう。 さて図３a−３eを参照するに本発明の第１の実施例になる非ヒューズの２つの 違った断面図が提示され組立方法から選出された工程を終えて得られた構造物を 示している。図３a−３eに図示した特殊な非ヒューズの幾何学的配列はプラグ非 ヒューズを示しているが、当業者なら本発明のコンセプトは当該図に示した特殊 な非ヒューズに限定されないことが判るであろう。事実、当業者なら本発明は、 例えば複合非ヒューズ材料が内部誘電体レイヤーに内設された通路(via)内に形 成されたもの或は全体的もしくは部分的にこれらの通路上方もしくは下方に形成 されるものなど、如何なる形の非ヒューズにも適用される。 先づ図３aでは下部導体電極１４はサブストレート１２の上面に形成されてい て、これは通常、たゞし必須ではないが、マイクロ回路の他のレイヤーの上方に 配置されている複合絶縁レイヤーを含んでいる。下部導体電極１４は最も多くの 場合集積回路内の内部連結レイヤーの１部でありかくして標準的加工技術を用い てこれらのレイヤーに採用される材料より形成され得るのであるが、当業者なら 多くの他の導体材料がこれに代わって使用できることが判るであろう。 内部レイヤーの誘電体レイヤー３２は下部導体レイヤー１４の上面に形成され ている。内部誘電体レイヤー３２は典型的にはＣＶＤ二酸化シリコンの如き材料 にて形成され、その厚みは約５０００オングストローム乃至約１５０００オング ストロームの範囲、通常は約９０００オングストロームである。通常のマスキン グ及びエッチングがこれに続き内部誘電体レイヤー３２を介して下部電極１４の 上面に連通する非ヒューズ開口３４を形成する。 タングステンの如き材料を含む導体３６は、全面堆積(blanket deposition) 及びこれに従属するエッチング工程を用いて導体プラグ３６の頂部及び内部誘電 体レイヤー３２の上面を平坦化する(planarize)ことにより非ヒューズ開口３４ 内に形成される。 タングステンプラグ技術は当業上良く知られる所である。図３aは上掲工程の 遂行后の得られた構造物を示す。 図３bを参照するに、複合非ヒューズレイヤー２４が形成されている。本発明 の当今望ましいとする実施例によれば、シリコンナイトライドの第１のレイヤー は約１オングストローム乃至約３００オングストロームの範囲、典型的には約６ ５オングストロームの厚みに達するようＣＶＤ技術を使って形成される。次に約 １オングストローム乃至約３００オングストロームの範囲、望ましくは約３０オ ングストロームの厚みを持った二酸化シリコンの薄いレイヤー１８が形成される 。アモルファスシリコンのレイヤー２０がこれに続いて二酸化シリコンの上面に 形成されその厚みは約１００オングストローム乃至約１５００オングストローム の範囲、好ましくは約４５０オングストロームに達するようＣＶＤ技術を適用す る。このアモルファスシリコンレイヤー２０はドープなしか或はリン、ヒ素、窒 素もしくは酸素を用いて望ましくは約１e１８未満のレベルをもってドープして もよい。約１オングストローム乃至約３００オングストローム、典型的には約６ ５オングストロームの厚みのある第２のシリコンナイトライドレイヤー２２がＣ ＶＤ技術を用いてアモルファスシリコンレイヤー２０の上面に形成される。約５ ００オングストローム乃至約３０００オングストローム、典型的には約２０００ オングストロームの厚みを持ったバリヤーレイヤー２８が第２のシリコンナイト ライドレイヤー２２上に続いて形成される。当業者ならばバリヤーレイヤー２８ は金属電極材料が非ヒューズ材料に内部拡散するのを防止するのみならず、次工 程で遂行される非ヒューズのスタック(積重ね)のエッチングのエッチング停止機 能をも発揮することが理解されよう。 スタック非ヒューズ材料構造物２４及びバリヤーレイヤー２８の完成后、マス キングレイヤー３８がバリヤーレイヤー２８の上面に置かれ、スタックエッチン グ工程を用いてスタックが郭定される。ＲＩＥもしくはプラズマのような幾ばく かのエッチング方法がこの工程を完遂するのに採用される。図３bはスタックエ ッチングの完遂后でマスキングレイヤー３８の除去前の得られた構造物を示す。 図３cを参照するに、マスキングレイヤー３８が続いて除去され、酸化物スペ ーサ４０が二酸化シリコンの全面堆積により形成され(すなわち、約３０００オ ングストローム)、プラズマエッチング工程が之に続く。当業者によって評価さ れるように、スペーサー４０は完成された非ヒューズのスタックと重なり合うレ イヤーのステップカバレージ(step coverage)を改善すると共に、上部電極より の原子が複合非ヒューズ材料２４内へ拡散するのを防ぐのに用益する。図３cは スペーサーエッチング工程の完了后の得られた構造物を示す。 次に図３dを参照すると、上部導体電極２６はスタック構造物、酸化物スペー サー４０及び内部誘電体レイヤー３２の上に形成されている。上部導体電極２６ は集積回路の交叉メタルレイヤーの１点から形成されていること並びにこのレイ ヤーの組立は当業者にとってよく知られていることは、当業者の評価の及ぶ所で あろう。これに加えて通常のバック−エンドステップ(back−end step…不図示 )がこれに続いて使用され不動態化(passivate)するかさもなければ集積回路を完 成させる。 酸化スペーサー４０の使用に代わって、当業者であれば、バリヤーレイヤー２ ８が、スタック工程及びホスレジストレイヤー３８の除去の后形成され、このバ リヤーレイヤー２８がスタック非ヒューズ構造物をカプセルに内包するのに役立 つことが判るであろう。本発明の非ヒューズのバリエーションが図３eに、すな わち工程をやり遂げてブランケットバリヤーレイヤー２８及び重なり合う上部電 極２６を構成した非ヒューズの断面図で示されている。 図３eの実施例のバリヤーレイヤー２８はスペーサー４０を除去するに適切な ステップカバレージを備えると共に、メタルイオンが複合非ヒューズ材料２４内 へ拡散するのを防止する作用を確実に果たすのである。スペーサーもしくはブラ ンケットバリヤーレイヤーのいづれが用いられるべきかの選択は集積回路が製造 されるウエハー組立能力(wafer fabrication facility)の如何に大いに依拠し ている。 図３a及び４a−４dを参照するに、本発明の第２の実施態様(図２)による非ヒ ューズの２つのバリエーションを示す断面図が提示され、組立工程で選出された 工程を終えた后の得られた構造物が図示されている。図３a−３dの手順で順次組 立てられた非ヒューズをもってする如く、図３a及び４a−４dに図示された非ヒ ューズの幾何学的配列はプラグ非ヒューズであるが、当業者なら本発明はこの特 別な非ヒューズの幾何学的配列に限定されるものではないことが理解され得よう 。更に、材料、形成方法及びエッチング方法その他についての組立工程は、図１ に示した非ヒューズの組立に掲記したものと同様であってこゝでは反復の必要は ない。 図３aに再度戻って参照するに、図２に示したような複合非ヒューズ材料構造 は図１の複合非ヒューズ材料構造をもったプラグタイプの非ヒューズの組立に用 いられるものと同様の工程を使用することから始まる。下部導体電極１４はサブ ストレート１２の上面に既に形成されている。内部誘電体レイヤー３２は下部導 体電極の上面に形成され、通常のマスキング及びエッチングシーケンスが次に採 用され、内部レイヤー誘電体レイヤー３２を介して下部導体電極１４の上面に通 ずる非ヒューズ開口３４を形成している。 タングステンの如き材料を含む導体プラグ３６は全面堆積、後続するエッチン グ工程を用いて形成され、当該プラグ３６の頂部及び内部誘電体レイヤー３２の 上面が平坦化される。タングステンプラグ技術は当業上良く知られている。図３ aは上記工程の実施の后の得られた構造物を示している。 図４aを参照するに、図１の複合非ヒューズを有する非ヒューズと図２の複合 非ヒューズを備えた非ヒューズの組立上の違いは容易に判るであろう。シリコン ナイトライド１６の第１のレイヤーが形成される。続いてアモルファスシリコン レイヤー２０がこの第１のシリコンナイトライドレイヤー１６上に形成される。 次に二酸化シリコンの薄いレイヤー１８がアモルファスシリコンレイヤー２０の 上に形成される。第２のシリコンナイトライドのレイヤー２２がこれに続いて薄 い二酸化シリコンレイヤー１８の上に形設される。最後に、チタニウムナイトラ イドの如き材料をもってバリヤーレイヤー２８が第２シリコンナイトライドレイ ヤー２２上に設けられる。 スタック非ヒューズ材料構造２４を完成した后、マスキングレイヤー３８がバ リヤーレイヤー２８上に設けられ、当該スタックがエッチング工程によって郭定 される。図４aはスタックのエッチング工程を終えた後の、しかしマスキングレ イヤー３８の除去前の得られた構造物を示している。 図４bを参照するに、マスキングレイヤー３８はこれに続いて除去され、酸化 物スペーサー４０がスタック構造体の端部に沿って形成され、重ね合うレイヤー のステップカバーレージが改良されると共に、メタル電極からの原子が非ヒュー ズ材料内へ拡散するのが防止される。図４bはスペーサーのエッチング工程完了 后の得られた構造物を示す。 次に図４cを参照すると、上部導体電極２６がスタック構造体、酸化物スペー サー４０及び内部誘電体レイヤー３２の上に形設される。前に述べた実施例の場 合、これに加えて通常のバック−エンドステップ(back−end steps)が続いて使 用され不動態化するか或は集積回路構造体を完成する。付言すると、当業者であ れば、図１の実施例の如く、スペーサーは好ましくは全面バリヤーレイヤー堆積 工程により、フォトマーク３８の除去の后、取除かれる。 図４dは本発明のバリエーションによる非ヒューズの断面図であり、こゝでは チタニウムナイトライドの如き材料をもって得た全面バリヤーレイヤー２８が、 マスキングレイヤー３８の除去の后、設けられる。上部導体電極２６はこれに続 いてバリヤーレイヤー２８の上面に形成される。図４dはこれらの工程の完了后 、しかし通常のバック−エンド加工工程によって集積回路を完成する以前の得ら れた構造物を示している。 本発明の数ある実施例及び適用例がこれまで示され且つ記述された所から、当 業者にとって掲記のもの以外により多くの改良態様が、本発明の着想を逸脱しな い限り可能であることが明白である。本発明は、それ故、添付の請求の範囲の着 想内のものを除いて、限定されるものではない。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．非ヒューズで以下より成る: 下部導体電極; 上部導体電極; 上記の下部導体電極及び上部導体電極間に配設され、シリコンナイトライドの 第１のレイヤー及びシリコンナイトライドの第２のレイヤー間に設けられたアモ ルファスシリコンのレイヤーを含み、更に当該アモルファスシリコンのレイヤー と前記第１及び第２のシリコンナイトライドレイヤーの１層との間に設けられた 薄い二酸化シリコンの薄いレイヤーを含む非ヒューズ材料。 ２．上記二酸化シリコンの薄いレイヤーが上記のアモルファスシリコンレイヤー と上記の第１のシリコンナイトライドレイヤーとの間に設けられている第１項記 載の非ヒューズ。 ３．上記シリコンナイトライドの薄いレイヤーが上記アモルファスシリコンレイ ヤーと、上記第２のシリコンナイトライドレイヤーとの間に設けられている第１ 項記載の非ヒューズ。 ４．非ヒューズで以下より成る: 上面を有し誘電体レイヤーの上面に設けられた下部導体電極; 上記の下部導体電極の上面に設けられ、上面を有し且つ上記の下部導体電極に 開通し当該電極内に形設された開口を備えた中間誘電体レイヤー; 上記開口内に配設され、前記中間誘電体レイヤーの上面とほゞ平面をなす上面 を有する導体プラグ; 上面を有し前記導体プラグの上面に且つ上記中間誘電体レイヤーの上面の少な くとも１部分に配備され、シリコンナイトライドより構成された第１のレイヤー 、二酸化シリコンより構成され厚みが約１オングストロームと３００オングスト ロームとの間にある第２のレイヤー、アモルファスシリコーンより形成された第 ３のレイヤー及びシリコンナイトライドより形成された第４のレイヤーからなる 非ヒューズレイヤー; 及び上記非ヒューズレイヤーの上面に配備された上部電極。 ５．上記第１,第２及び第３のレイヤーの外側端部がほゞ垂直な壁を形成すると 共に、当該垂直壁に接する酸化物スペーサーを有してなる第４項記載の非ヒュー ズ。 ６．非ヒューズで以下より成る: 上面を有し絶縁レイヤーの上面に設けられた下部導体電極; 上記の下部導体電極の上面に設けられ、上面を有し且つ上記の下部導体電極に 開通し当該電極内に形設された開口を備えた中間誘電体レイヤー; 上記開口内に配設され、前記中間誘電体レイヤーの上面とほゞ平面をなす上面 を有する導体プラグ; 上面を有し前記導体プラグの上面に且つ上記中間誘電体レイヤーの上面の少な くとも１部分に配備され、シリコンナイトライドより構成された第１のレイヤー 、アモルファスシリコンより構成された第２のレイヤー、二酸化シリコンより形 成され厚みが約１オングストロームと３００オングストロームとの間にある第３ のレイヤー及びシリコンナイトライドより形成された第４のレイヤーからなる非 ヒューズレイヤー; 及び上記非ヒューズレイヤーの上面に配備された上部電極。 ７．上記第１,第２及び第３レイヤーの外側端部がほゞ垂直な壁を形成すると共 に当該垂直壁に接して酸化物のスペーサーを有してなる第６項記載の非ヒューズ 。 ８．非ヒューズの組立方法で以下の工程より成る: 下部導体電極を形成すること; 当該下部導体電極の上面にアモルファスシリコンレイヤーを形成すること; 当該アモルファスシリコンレイヤーの上面に二酸化シリコンの薄いレイヤーを 形成すること; この二酸化シリコンの薄いレイヤーの上面に第２のシリコンナイトライドのレ イヤーを形成すること;及びこの第２のシリコンナイトライドのレイヤーの上面 に上部導体電極を形成すること。 ９．上記シリコンナイトライドの第１のレイヤー、上記アモルファスシリコンレ イヤー、上記二酸化シリコンの薄いレイヤー及び上記のシリコンナイトライドの 第２のレイヤーの外側端部を重ねエッチングしてほゞ垂直な壁及びこの垂直壁に 接する酸化物のスペーサーを形成する工程を、前記上部導体電極を形成するに先 立って更に含む第８項記載の方法。 10．非ヒューズの組立方法で以下の工程より成る: 下部導体電極を形成すること; 当該下部導体電極の上面に二酸化シリコンの薄いレイヤーを形成すること; 当該二酸化シリコンの薄いレイヤーの上面にアモルファスシリコンのレイヤー を形成すること; このアモルファスシリコンのレイヤーの上面に第２のシリコンナイトライドの レイヤーを形成すること; 及びこの第２のシリコンナイトライドレイヤーの上面に上部導体電極を形成す ること。 11．上記シリコンナイトライドの第１のレイヤー、上記二酸化シリコンの薄いレ イヤー、上記アモルファスシリコンのレイヤー及び上記のシリコンナイトライド の第２のレイヤーの外側端部を重ねエッチングしてほゞ垂直な壁及びこの垂直壁 に接する酸化物のスペーサーを形成する工程を、前記上部導体電極を形成するに 先立って更に含む第１０項記載の方法。 12．第１及び第２の導体電極を含む非ヒューズに使用するものであって、第１及 び第２の導体電極の間に配設され以下より成る複合非ヒューズ: 第１のシリコンナイトライドレイヤーと第２のシリコンナイトライドのレイヤ ーとの間に設けられたアモルファスシリコンのレイヤーを含み、上記非ヒューズ 材料は、上記アモルファスシリコンレイヤーと前記第１及び第２のシリコンナイ トライドレイヤーとの間に設けられた二酸化シリコンの薄いレイヤーを含む。 13．上記の二酸化シリコンの薄いレイヤーがアモルファスシリコンと前記の第１ のシリコンナイトライドのレイヤーとの間に設けられている第１２項記載の非ヒ ューズ。 14．上記の二酸化シリコンの薄いレイヤーが、前記アモルファスシリコンのレイ ヤーと上記第２のシリコンナイトライドレイヤーとの間に設けられている第１２ 項記載の非ヒューズ。