JPS5961173A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS5961173A
JPS5961173A JP57171278A JP17127882A JPS5961173A JP S5961173 A JPS5961173 A JP S5961173A JP 57171278 A JP57171278 A JP 57171278A JP 17127882 A JP17127882 A JP 17127882A JP S5961173 A JPS5961173 A JP S5961173A
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JP
Japan
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fuse
insulating layer
region
regions
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP57171278A
Other languages
English (en)
Inventor
Motoo Nakano
元雄 中野
Takashi Iwai
崇 岩井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP57171278A priority Critical patent/JPS5961173A/ja
Publication of JPS5961173A publication Critical patent/JPS5961173A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W20/00Interconnections in chips, wafers or substrates
    • H10W20/40Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes
    • H10W20/49Adaptable interconnections, e.g. fuses or antifuses
    • H10W20/493Fuses, i.e. interconnections changeable from conductive to non-conductive

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  • Read Only Memory (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (1)発明の技術分野 本発明は半導体記憶装置に関する。特に、情報書き込み
の信頼性にすぐれたヒュースi(、OMの改良に関する
(2)技術の背景 ヒユーズH,(、I Mとは情報の書き込みをヒユーズ
の溶断をもってなす、電気的書き込み可能読出し専用半
導体記憶装置をいう。具体的には、複数のメモリセルの
うち、特定のメモリセルを構成するヒユーズのみを選択
的に溶断することにより書き込み動作を行なうものであ
る。
この書き込み動作を容易確実になし、かつ、読み出し誤
動作を避けるためには、書き込み時には小電力をもって
特定のヒュースが確実に溶断し、読み出し用電圧の印加
をもっては状態に変化を引き起こさないことが必要であ
り、ま、た、そのための努力がなされている。
(3)従来技術と問題点 ヒュースR,OMの情報の書き込みは特定のセルに選択
的に電流を流してなすが、従来技術におLlてこの電力
は必ずしも小さくなく、また、周辺回路、例えば、電源
回路、デコータ回路等の電流容量や所要面積も看做し菓
1[いという欠点があった。
そこで、本発明の発明者らは、このヒユーズの形状を改
良して、その中央部を上方に凸となしておき、情報の書
゛き込まれるヒュースに予め少量の電流を流すことによ
り癲度に加熱しておき、レーザを極めて短時間照射して
これを溶断して情報の書き込みをなす方式のヒユーズ形
半導体記憶装置を発明し、特許出願(特願昭56−20
9766号)をなした。以下第1図を参照しつつ、上記
の発明の一実施例に係る半導体記憶装置の基本構造につ
いて、やや詳細に説明する。、図において1はシリコン
(Si )基板であり、2は二酸化シリコン(S+02
)よりなる絶縁層であり、3は多結晶シリコン(Pol
ySi)よりなるヒユーズであり、4はリンケイ酸カラ
ス(P S G)よりなる表面保護膜であり、5はアル
ミニウム(A1)よりなる配線である。情報を書き込む
場合はヒユーズ3に少量の電流を流して予熱しておき、
上方よりレーザを照射すれば、ヒユーズ3は溶融してヒ
ユーズの上方に凸の領域Bから、両側の下方に凸の領域
Aに流出し、領域Bは空間となって、ヒユーズ3は溶断
し、情報の書き込みがなされるが、この構造においては
、ヒユーズの予熱に必要な電力が極めて少なくて済むた
め周辺回路の電流容量や、寸法を非常に小さくすること
ができる等の利点を有する。
ところが、この構成においてはヒユーズ3の溶断が必ず
しも確実ではないという欠点が認められた。すなわち、
書き込みが往々正(11口に行なわれない可能性かあり
、誤動作の可能性が高いという欠点が認められた。
(4)クム明の目的 本発明の目的は、この欠点を詰つ消することにあり、電
流容量が小さいという利点に加えて、ヒユーズの溶断が
確実に行なわれ、結果として、博゛報書き込みの信頼性
にすぐれ、書き込み誤動作の可能性か少ない半導体記憶
装置を提供することにある。
(5)発明の構成 本発明の目的は、半導体基板と、該半導体基板上に配設
されて表面に凹凸部をイ」吏る絶縁層と、該絶縁層上に
該凹凸に沿って連続して配設された可溶部材層とを倫え
、前記絶縁層の凸部上に配設された可溶部材が、前記絶
縁層の凹部内に配設された可溶部材よりも低抵抗とされ
てなることにより達成される。
本発明の元明者は、上記の欠点の生じる原因を検討した
結果、第1図において、ヒユーズ3のA領域が溶融しな
いために、溶融したB領域がA領域に流出してヒユーズ
が溶断することを阻止しているということを確認した。
すなわち、A領域とB領域とにおいてその対接する領域
における絶縁層2の厚さが異なるため、予熱の際の、へ
領域とB領域の放熱量に差が生じ、A領域と13領域と
において温度が必ずしも同一とならず、円領域に同等の
レーザを照射したときに、へ領域に比して温度の高いI
3領域は完全に溶融するが、へ領域は完全には溶融しな
いという現象が発生し、この現象が上記の不完全溶断の
原因であると考えられる。
換言すればA領域下部の二酸化シリコン(S+(J2)
層2カ月3領域下rSIに比して薄いことに起困しA領
域では、大量の熱がシリコン(Si)基板に放出されて
、温度が上昇せず、したがって、A領域では溶融しない
ので、B領域の溶融物の流出が十分ではなくなり、不完
全溶断の原因になるものと考えられる。
そこで、この欠点を解消し、A領域とB領域との温度上
昇を均一になrためには、B1偵域の−zt熱量を減少
させればよい。すなわち、B領域の抵抗を小さくなぜば
よいとの着想を得て、(イ)バターニングによりB領域
の幅を太き(する、(ロ)B領域のみ、(J加面に多結
晶ノリコン(L’oly Si)を成長させて厚(する
、(ハ)B領域にのみコ2択的に不純物を導入して比抵
抗を小さくする等の手段を使用すると、上記の目的を達
成しうろことを確認して本発明を完成した。
抵抗値It(Ω)は、次式で表わされる。すなわち、R
=ρ−−・・・・・・・・・・・・・・(1)但し、(
1)式において、 ρは比抵抗(ΩC口])であり、 ■ノは長さ (CIn)であり、 Sは断面積(can2)である。
したがって、上記の構成において、(イ)(ロ)の方法
を用いると、(1)式において断面Bsが増大されるこ
ととなり、(ハ)の方法を用いると比抵抗ρが低減され
ることとなり、いずれの場合も抵抗値1もは減少する。
へ領域も13領域も、51Lれる電流は同一であるから
、B領域における発熱量は小さくなり、上記の目的を達
成することが可能となる。
(6)発!]の実施例 以F図1口]を参照しつつ、本発明の一実施例に係る半
専体記1意装置の要旨であるヒュース部分の構造につい
て説明し、本発明の描成と特有の効果とを明ら力州こす
る。
一例として、多結晶シリコン(Po1y Si)よりな
るヒュースの上方に凸の領域に不純物を導入する工程を
使用したヒュース部分の形成方法について述べる。
第2図参照 シリコン(Sl)基板11上に、熱酸化法、化学気相成
長法(L:Vl)法)等を使用して二酸化シリコン(S
i(Jz)よりなる絶縁層12を形成したのちフォトリ
ンクラフイー伝とエツチング法とを組み合わせて使用す
ることにより絶縁層12のパターニングを行ない、その
中央部が上方に凸でありその左右が下方に凸である凹凸
部を形成する。しかるのち、この層の全面に、同じく化
学気相成長法(CVD法)等を用いて、ヒユーズとなる
べき多結晶シリ=+7(PolySi)層を05〔μm
n〕程度の厚さに形成する。なお、この多結晶シリコン
(Poly Si )層13には少量のn型不純物、例
えばイオン注入法によって5−8 X 10” [cm
 ”]  ]トー7.’IJ ヒ素(As”)、リン(
P+)等の不純物が導入されている。尚、不純物の導入
方法としては拡散法を用いてもよい。
第3図参照 基板11の全面にフォトレジスト層を形成したのち、酸
素(0)プラスマを使用してなすアッシングにより、上
記絶縁層12のパターニングによって形成された凹部1
6にのみレジスト層を残し他の領域からレジスト層を均
一に除去rる。
第4図参照 イオン注入法を使用して、上記の多結晶シリコン(Po
1y Si )層13のうちヒュースの上方に凸なる領
域となる領域13″にヒ素(As+)、リン(P+)等
、不純物をイオン注入法によって例えば5×1015〔
C1n〕  ドース導入する。この工程により、ヒュー
スの溶断されるべき領域13  の比抵抗は減少し、予
熱時の発熱量は低減され、温度上昇はヒュースの下方に
凸なる領域13′と等しくなる。また、上記の不純物の
濃度は、所望の比抵抗値となるように決定されることは
言うまでもない。
さらに、この工程において、ヒュースの両端をなす領域
13  にも不純物が導入されるが、この領域は続く工
程におけるアルミニウム(AI)配線層とのコンタクト
領域になるため、不純物導入によって抵抗が下がり、完
全なオーミックコンタクトを形成する上で有利である。
しかるのち、レジスト層16を除去する。
第5図参照 上記の工程終了後、公知の方法を使用してヒユーズのパ
ターニングを行ない、さらにリンケイ酸ガラス(PSG
)よりなる表面保護膜14を形成したのち、公知の方法
を使用して、ヒュースの両端の領域13  上にコンタ
クトホールを形成し、真空蒸着法を使用してアルミニウ
ム(A1)よりなる配線層15を選択的に形成する。
上記の構造を有するヒュース形1(、(J Mにおいて
、清報のδき込みを行なう場合は、まずヒユーズに少量
の電流を流し、全体を予熱しておく。このとき、ヒユー
ズの領域13′及び13″は温度上昇が同一となる。そ
の後、ヒュースの上方から、レーザを照射すれば、領域
13’ 、13″は共に溶融して、上方に凸なる形状を
有する領域13″は左右の領域13′に流出して空間と
なり、確実にヒュースは溶断されることとなり、書き込
みの信頼性向上に有効に寄与する。
なお、上記実施例においては、ヒユーズの溶断すべき領
域に不純物を導入することによってその領域の比抵抗を
小さくし、発熱量を低減した場合について述べたが、こ
れに限らず、パターニングの際に溶断すべき領域の幅を
大きくなす、あるいは、層の厚さを例加的に厚くなす等
の方法によっても、さらに、これらの方法を適宜組み合
わせて使用し、その相乗効果を利用することによっても
上記の目的を達成しうる。
(7)鈍明の効果 以上説明ぜるとおり、本発明によれば、情報書き込みに
要する電流が少な(周辺回路の電流容量が小さいという
利点に加えて、ヒュースの溶断が確実に行なわれ、結果
として、情fμ書き込みの信頼性にすぐれ、書き込み誤
動作の可能性が少ない半導体記憶装置を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の発明者らの先の特許出願の発明に係
るヒュース式半導体記憶装置のヒュース部分の基本製造
を示す基板断面図であり、第2図乃至第5図は本丸明の
一実施例に係る半導体記憶装置の要旨であるヒュース部
分の製造工程における主要工程完了後の基板断面図であ
る。 1.11・・・・・・シリコン(Si)基板、2.12
・・・・・・絶縁層(Si(J2) 、3・・・・・・
本発明の発明者らの先の特許出願に係るヒコース(Po
1y Si) 、13・・・・・・本発明の一実施例に
係り、ヒュースとなすべきPofySi層、13′・・
・・・・本うL明におけるヒュースの不純物が導入され
ていない領域、13″・・・・・・本発明におけるヒュ
ースの中央部で上方に凸の形状を有し、かつ不純物が9
人されている領域、すなわち溶断されるべき領域、13
  ・・・・・・本発明におけるヒュースの両端をなし
、不純物が導入されている領域、すなわち、配線層との
コンタクト領域、4.14・・・・・表面保護膜(PS
G)、5.15・・・・・・アルミニウム(AI )よ
りなる配線層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板と、該半導体基板上に配設されて表面に凹凸
    部を有する絶縁層と、該絶縁層上に該凹凸に沿って連続
    して配設された可溶部材層とを備え、前記絶縁層の凸部
    上に配設された可溶部材が、前記絶縁層の凹部内に配設
    された可溶部材よりも低抵抗とされてなることを特徴と
    する半導体記憶装置。
JP57171278A 1982-09-30 1982-09-30 半導体記憶装置 Pending JPS5961173A (ja)

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JP57171278A JPS5961173A (ja) 1982-09-30 1982-09-30 半導体記憶装置

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JP57171278A JPS5961173A (ja) 1982-09-30 1982-09-30 半導体記憶装置

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JPS5961173A true JPS5961173A (ja) 1984-04-07

Family

ID=15920358

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57171278A Pending JPS5961173A (ja) 1982-09-30 1982-09-30 半導体記憶装置

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JP (1) JPS5961173A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6344757A (ja) * 1986-04-11 1988-02-25 Nec Corp 半導体装置
US5214497A (en) * 1988-05-25 1993-05-25 Hitachi, Ltd. Polycrystalline silicon resistor for use in a semiconductor integrated circuit having a memory device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6344757A (ja) * 1986-04-11 1988-02-25 Nec Corp 半導体装置
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