JPH09331027A - Semiconductor device and its fabrication - Google Patents
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- JPH09331027A JPH09331027A JP8149605A JP14960596A JPH09331027A JP H09331027 A JPH09331027 A JP H09331027A JP 8149605 A JP8149605 A JP 8149605A JP 14960596 A JP14960596 A JP 14960596A JP H09331027 A JPH09331027 A JP H09331027A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はアンチフューズ構造
を有する半導体装置およびその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having an antifuse structure and a method of manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】アンチフューズは、不揮発性半導体記憶
装置デバイスに用いられる重要な構造である。その構成
は金属等の二配線層間に配線材質との反応が可能な絶縁
膜をはさんだ構成であり、その原理は或るビットの二配
線層間に所定の電圧を印可することにより絶縁膜の一部
を配線材質と反応させて低抵抗化することであり、その
機能の重要さは、絶縁膜のままのため高抵抗であるビッ
トと低抵抗化されたビットとでの抵抗の違いを用いこれ
を記憶装置として利用できる点にある。図2は従来の二
配線層間に形成されたアンチヒューズ構造を含む半導体
装置の断面図である。以下図2に従って従来技術でのア
ンチヒューズ構造を含む半導体装置の構造を説明する。
200はシリコン基板等の非絶縁体基板である。202
は第1絶縁層である。203は第1配線層であり、20
4は第2絶縁層である。205はアンチフューズの下部
電極となる第2配線層であり、第3絶縁層206形成
後、接続孔207をウェットエッチング法、ドライエッ
チング法等の組み合わせ等で形成する。208はアンチ
ヒューズ層であり高抵抗a−Si層等からなる。このア
ンチフューズ層208は第2配線層205および上部電
極である第3配線層209で挟まれた構造となる。低抵
抗状態を記憶させたい或るビットの第2配線層205と
第3配線層209との間に電圧を印可することにより、
アンチフューズ層208の一部が配線層と反応して低抵
抗化する。主としてこの反応は非可逆であり、またアン
チフューズ層208の一部が一旦低抵抗化した後はアン
チフューズ層208の他の部分は低抵抗化することな
く、以後の導通は低抵抗化した部分を通してのみ起き
る。以下、このようにして低抵抗化したビットを書き込
まれたビットと呼び、或るビットを低抵抗化することを
書き込むと表現し、書き込む時に第2配線層205と第
3配線層209との間に印可する電圧を書き込み電圧と
呼ぶ。Antifuses are important structures used in non-volatile semiconductor memory devices. The structure is such that an insulating film capable of reacting with the wiring material is sandwiched between two wiring layers such as metal, and the principle is to apply a predetermined voltage between the two wiring layers of a certain bit so that one Is to lower the resistance by reacting the part with the wiring material, and the importance of its function is to use the difference in resistance between the high resistance bit and the low resistance bit because it remains an insulating film. Can be used as a storage device. FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device including an anti-fuse structure formed between two wiring layers. Hereinafter, the structure of a semiconductor device including an anti-fuse structure according to the related art will be described with reference to FIG.
Reference numeral 200 is a non-insulating substrate such as a silicon substrate. 202
Is a first insulating layer. Reference numeral 203 denotes a first wiring layer,
Reference numeral 4 is a second insulating layer. Reference numeral 205 denotes a second wiring layer which serves as a lower electrode of the antifuse, and after forming the third insulating layer 206, the connection hole 207 is formed by a combination of a wet etching method, a dry etching method, or the like. Reference numeral 208 denotes an antifuse layer, which is composed of a high resistance a-Si layer or the like. The antifuse layer 208 has a structure sandwiched between the second wiring layer 205 and the third wiring layer 209 which is an upper electrode. By applying a voltage between the second wiring layer 205 and the third wiring layer 209 of a certain bit whose low resistance state is to be stored,
A part of the antifuse layer 208 reacts with the wiring layer to reduce the resistance. This reaction is mainly irreversible, and once the resistance of part of the antifuse layer 208 is once lowered, the resistance of the other parts of the antifuse layer 208 is not lowered, and subsequent conduction is the part where the resistance is lowered. Happens only through. Hereinafter, the bit whose resistance has been reduced in this way is referred to as a written bit, and the resistance reduction of a certain bit is expressed as writing, and when writing, the bit between the second wiring layer 205 and the third wiring layer 209 is written. The voltage applied to is called the write voltage.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】従来のアンチフューズ
構造を含む半導体装置では、接続孔207の底部面積が
或る一定の広がり(例えば直径0.8umの円形)を持
っている構造である。第1絶縁層202と非絶縁体基板
200との間に作成されたトランジスタ等の構造や、或
いは第1配線層203により、アンチフューズ形成領域
の下地はランダムな段差となっており、書き込みを行お
うとしたビット各々で微妙に電界の集中の状態が違うた
め、書き込み電圧のばらつきやそれにともなう書き込み
後抵抗のばらつきを引き起こすという問題がある。アン
チフューズ層としてa−Siを用いた或るビットへの書
き込みとは、高抵抗a−Siをはさむ一方の例えば金属
からなる配線層に電圧を印加することにより発生する熱
でa−Siと配線層を構成する金属とでシリサイド反応
を起こさせ、低抵抗化することである。この書き込みは
或る一定以上の印可電圧による或る一定以上の電界強度
により行われ、一般的には接続孔底部エッジ部分のみの
ごく小さい面積で起こる。例えば平面上に形成されるア
ンチフューズと下地段差による斜面上で形成されるアン
チヒューズとを比較してみると、接続孔壁面と接続孔底
の配線層のなす角度の違いから、平面上と斜面上とに形
成されるアンチフューズ層a−Siにかかる実効的な電
界強度が変わり、書き込みに要する電圧に違いを生ず
る。しかし、外部から印可する書き込み電圧は簡便のた
め、書き込み電圧の高いパターンを基準に用いて一定値
に設定することから、実効的に高い電界強度がかかるビ
ットではシリサイド反応を起こす面積が大きくなり書き
込み後抵抗が他のビットより低くなる。このようにして
実効書き込み電圧、書き込み後抵抗のばらつきが起こ
る。また、書き込みに要する電圧のばらつきのため、書
き込みに要する電圧が低いビットでは、書き込み前であ
ってもアンチフューズ層a−Siにかかる実効電界強度
が高いため電界によるストレスが大きくなり、書き込み
前の絶縁状態での信頼性まで劣化してしまう。In the conventional semiconductor device including the antifuse structure, the bottom area of the connection hole 207 has a certain spread (for example, a circle having a diameter of 0.8 μm). Due to the structure of a transistor or the like formed between the first insulating layer 202 and the non-insulating substrate 200, or the first wiring layer 203, the base of the antifuse formation region has random steps, and writing is performed. Since the states of electric field concentration are subtly different for each bit to be tried, there is a problem in that variations in write voltage and variations in post-write resistance are caused. Writing to a certain bit using a-Si as the antifuse layer is the heat generated by applying a voltage to the wiring layer made of, for example, a metal while sandwiching the high resistance a-Si and the wiring between the a-Si and the wiring. This is to cause a silicidation reaction with the metal forming the layer to reduce the resistance. This writing is performed by an electric field strength above a certain level due to an applied voltage above a certain level, and generally occurs in a very small area only at the bottom edge portion of the contact hole. For example, comparing an antifuse formed on a flat surface with an antifuse formed on a slope due to a step difference in level, the difference between the angle formed between the wall surface of the connection hole and the wiring layer at the bottom of the connection hole causes The effective electric field strength applied to the antifuse layer a-Si formed on the upper side changes, and the voltage required for writing differs. However, since the write voltage applied from the outside is simple, it is set to a constant value by using a pattern with a high write voltage as a reference. After resistance becomes lower than other bits. In this way, variations in effective write voltage and post-writing resistance occur. Further, due to the variation in the voltage required for writing, in a bit for which the voltage required for writing is low, the effective electric field strength applied to the antifuse layer a-Si is high even before writing, so that the stress due to the electric field increases, and Even the reliability in the insulated state deteriorates.
【0004】この書き込み電圧のばらつきを下地を選ぶ
ことによって解決しようとする公知例がある。例えば特
開平05−129439ではアンチフューズ層の下地が
平坦となる、ひいては書き込みに要する電圧を一定とす
るように第1絶縁膜の開口部と第2開口部の位置を平面
的に必ず変えるようにしている。これでは下地に対する
自由度がなく設計上の制約が大きく高集積化に対応した
半導体装置は作成できない。There is a known example that attempts to solve this variation in the write voltage by selecting the base. For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 05-129439, the position of the opening of the first insulating film and the position of the second opening must be changed in a plane so that the base of the antifuse layer is flat, and thus the voltage required for writing is constant. ing. With this, there is no degree of freedom with respect to the underlying layer, and there are large design restrictions, so that a semiconductor device compatible with high integration cannot be produced.
【0005】また別の公知例ではこの書き込み電圧のば
らつきの問題を、或るビットでの書き込みに関わる面積
を限定することで解決しようとしている。例えば特開平
05−121557は上部電極または下部電極の一部を
切り取ることによってアンチフューズ層との反応を起こ
す場所を限定しようと言うものである。これはフォト・
エッチの工程を増加させるものであり、また、切り取ら
れた配線金属端での電界集中が予想できないため現実的
ではない。In another known example, the problem of the variation of the write voltage is solved by limiting the area related to the writing in a certain bit. For example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 05-121557 is to limit a place where a reaction with an antifuse layer occurs by cutting off a part of an upper electrode or a lower electrode. This is a photo
This is not realistic because it increases the number of etching steps and cannot concentrate electric field concentration at the cut metal edge of the wiring.
【0006】本発明はこれら書き込み電圧のばらつきに
起因する課題を解決するものであり、その目的とすると
ころは書き込み電圧のばらつきを簡便な方法で低減で
き、a−Si膜書き込み前の絶縁状態での信頼性を向上
させた半導体装置を提供することである。The present invention is intended to solve the problems caused by these variations in the write voltage. The object of the present invention is to reduce the variations in the write voltage by a simple method, and in the insulating state before the writing of the a-Si film. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device having improved reliability.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前記課題の解決のために
本発明の半導体装置は次のことを特徴とする。In order to solve the above-mentioned problems, the semiconductor device of the present invention is characterized as follows.
【0008】少なくとも1つ以上のアンチフューズ構造
を含む半導体装置において、該アンチフューズ作成領域
に該アンチフューズのデータ書込部分を特定する構造を
含むことを特徴とする。A semiconductor device including at least one or more antifuse structures is characterized in that the antifuse forming region includes a structure for specifying a data write portion of the antifuse.
【0009】前記アンチフューズのデータ書込部分を特
定する構造が、書込電圧の電界強度を集中せしめる構造
であることを特徴とする。The structure for specifying the data write portion of the antifuse is characterized in that the electric field strength of the write voltage is concentrated.
【0010】前記書込電圧の電界強度を集中せしめる構
造が、前記アンチフューズのデータ書込部分の膜厚が該
データ書込部分以外の前記アンチフューズ作成領域の膜
厚よりも薄い構造であることを特徴とする。The structure for concentrating the electric field strength of the write voltage is such that the film thickness of the data writing portion of the antifuse is thinner than the film thickness of the antifuse forming region other than the data writing portion. Is characterized by.
【0011】また、前記課題の解決のために本発明の半
導体装置の製造方法は次のことを特徴とする。In order to solve the above problems, the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention is characterized by the following.
【0012】少なくとも1つ以上のアンチフューズ構造
を含む半導体装置の製造方法において、該アンチフュー
ズ作成領域に該アンチフューズのデータ書込部分を特定
する構造を作成する工程を含むことを特徴とする。A method of manufacturing a semiconductor device including at least one or more antifuse structures includes the step of forming a structure for specifying a data writing portion of the antifuse in the antifuse forming region.
【0013】前記アンチフューズのデータ書込部分を特
定する構造を作成する工程が、書込電圧の電界強度を集
中せしめる構造を作成する工程であることを特徴とす
る。The step of forming the structure for specifying the data write portion of the antifuse is a step of forming a structure for concentrating the electric field strength of the write voltage.
【0014】前記書込電圧の電界強度を集中せしめる構
造を作成する工程が、前記アンチフューズのデータ書込
部分の膜厚を該データ書込部分以外の前記アンチフュー
ズ作成領域の膜厚よりも薄く作成する工程であることを
特徴とする。In the step of forming the structure for concentrating the electric field strength of the write voltage, the film thickness of the data writing part of the antifuse is made thinner than the film thickness of the antifuse forming region other than the data writing part. It is characterized in that it is a process of creating.
【0015】前記アンチフューズのデータ書込部分の膜
厚を該データ書込部分以外の前記アンチフューズ作成領
域の膜厚よりも薄く作成する工程が、スパッタ法を用い
たアンチフューズ作成工程であることを特徴とする。The step of forming the film thickness of the data writing portion of the antifuse to be thinner than the film thickness of the antifuse forming region other than the data writing portion is an antifuse forming step using a sputtering method. Is characterized by.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】図1は本発明の実施の形態に関わ
る、二配線層間に形成されたアンチフューズ構造を含む
半導体装置の断面図である。また、図3は本発明の実施
の形態に関わる、二配線層間に形成されたアンチフュー
ズ構造を含む半導体装置の主要部分の断面図である。以
下図1に従って本発明の実施の形態に関わるアンチフュ
ーズ構造を含む半導体装置の構造を説明し、また必要な
部分で図3を用いて主要部分を説明をする。100はシ
リコン基板等の非絶縁体基板である。101は素子分離
構造またはトランジスタなど、アンチフューズの下地段
差となる部分の概念的な構造である。102は第1絶縁
層である。103は第1配線層であり、例えば多結晶シ
リコン等の材質からなる。第1配線層103の構成とし
ては、多結晶シリコン単層または抵抗を下げるため多結
晶シリコンと金属もしくは金属シリサイドとの2層構造
にするのもよい。104は第2絶縁層である。105は
アンチフューズの下部電極となる第2配線層であり、本
発明の実施の形態ではスパッタ法を用いてAl−Cu層
の上層にTiN層という構成で形成した。106は第3
絶縁層であり、CVD法(化学気相成長法)によるSi
O2を用いた。107は第2配線層105と第3配線層
109を接続するための接続孔であり、本発明の実施の
形態においてはドライエッチング法を用いて形成した。
接続孔107の形成方法はこれに限らず、例えばフッ酸
水溶液を用いたウェットエッチング法、CF4ガスを用
いたドライエッチング法、あるいは該ウェットエッチン
グ法および該ドライエッチング法との組み合わせを用い
てもよい。本発明の実施の形態に関わるエッチング後の
形状は垂直形状であるが、エッチング後の形状は垂直形
状からテーパー形状もしくは接続孔上部に面取りを持つ
形状など、どのような形状でも良い。第3絶縁層106
の接続孔107における上部はウェットエッチング法あ
るいはその他のエッチング方法により面取りがなされて
いると、第3配線層109の面取り部分直上でのカバレ
ジがよくなるという効果がある。108はアンチヒュー
ズ層であり、スパッタ法により形成された高抵抗a−S
i層からなる。この点が本発明の実施の形態で最も重要
な部分である。図3に見られるように、図1で108と
して描かれているアンチフューズ層は接続孔307の底
部の端部アンチフューズ層3081と中心部アンチフュ
ーズ層3082とに分けられる。端部アンチフューズ層
3081では中心部アンチフューズ層3082よりもそ
の膜厚が薄くなっており、特にアンチフューズ層の側壁
と接する部分においては極端に薄くなる。本発明の実施
の形態においてはこの膜厚は中心部アンチフューズ層3
082の膜厚の65%にまで薄くなっていた。なお、本
発明の実施の形態ではこの割合を限定はしていない。高
抵抗a−Si層の形成にスパッタ法を用いたため、中心
部でのアンチフューズ層膜厚より端部でのアンチフュー
ズ層膜厚が薄くなるという点が重要である。このように
して得られたアンチフューズ層では、後に形成する第3
配線層309と第2配線層305との間に電圧を印可し
て書き込みを行おうとしたときに薄い部分、即ち底部の
縁部を中心とした端部アンチフューズ層3081に電界
強度が集中し、該部分においてシリサイド化が起こり低
抵抗化することになる。図3では断面図であるため30
81は2箇所であるかのように描かれているが実際は接
続孔307の底部の周(円周)を成している。そのため
実際は3081の周の内の或る部分が電圧印可によりシ
リサイド化することになる。シリサイド化が起こる部分
の面積的な広がりは周の方向、即ち比較的同じ膜厚であ
る端部アンチフューズ層3081への広がりに限られて
おり、従来と比較してその面積は飛躍的に小さくなっ
た。また、広がり方向が限定されたためその面積のばら
つきも小さくなったことから、ビット間での書き込み電
圧のばらつきや書き込み後の抵抗のばらつきも小さくな
った。図1に戻って説明を続けるが、アンチフューズ層
108の形成後にAr等のイオン種を打ち込むとアンチ
フューズ層は高抵抗化し、書き込み前の絶縁状態での信
頼性が向上するという効果がある。このアンチフューズ
層108は図3の同じ構成で説明したとおり第2配線層
105と第3配線層109とで挟まれた構造となる。1
09は第3配線層であり、本発明の実施の形態ではスパ
ッタ法で形成した。また、その詳細な構造は下層にバリ
ア層、上層に導電体層という構成であった。ここまで本
発明の実施の形態に関わる半導体装置の構造を説明して
きたが、その中で記述された材質や形成方法等はこれに
限定されるものではない。たとえばアンチフューズ層1
08は長距離スパッタ法により形成してもよい。この方
法を用いることにより、特にウェハーのエッジのチップ
で顕著なことであるが端部アンチフューズ層3081に
更に厚い部分と薄い部分とが出来る。薄い部分において
は書き込み時の電界が集中しやすく、またそのため、ア
ンチフューズ層3081のうち該薄い部分が選択的にデ
ータ書き込み部分となる。1 is a sectional view of a semiconductor device including an antifuse structure formed between two wiring layers according to an embodiment of the present invention. Further, FIG. 3 is a sectional view of a main portion of a semiconductor device including an antifuse structure formed between two wiring layers according to the embodiment of the present invention. A structure of a semiconductor device including an antifuse structure according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1, and a main part will be described with reference to FIG. Reference numeral 100 is a non-insulating substrate such as a silicon substrate. Reference numeral 101 denotes an element isolation structure or a conceptual structure of a portion such as a transistor that serves as a step difference in the base of the antifuse. 102 is a first insulating layer. A first wiring layer 103 is made of a material such as polycrystalline silicon. The first wiring layer 103 may have a single-layer structure of polycrystalline silicon or a two-layer structure of polycrystalline silicon and a metal or a metal silicide to reduce resistance. 104 is a second insulating layer. A second wiring layer 105 serves as a lower electrode of the antifuse. In the embodiment of the present invention, a TiN layer is formed on the Al—Cu layer by a sputtering method. 106 is the third
Insulating layer, Si by CVD (Chemical Vapor Deposition) method
O2 was used. Reference numeral 107 denotes a connection hole for connecting the second wiring layer 105 and the third wiring layer 109, and in the embodiment of the present invention, it is formed by using a dry etching method.
The method of forming the connection hole 107 is not limited to this, and for example, a wet etching method using a hydrofluoric acid aqueous solution, a dry etching method using CF4 gas, or a combination of the wet etching method and the dry etching method may be used. . Although the post-etching shape according to the embodiment of the present invention is a vertical shape, the post-etching shape may be any shape such as a vertical shape, a tapered shape, or a shape having a chamfer on the upper portion of the connection hole. Third insulating layer 106
If the upper portion of the connection hole 107 is chamfered by a wet etching method or another etching method, there is an effect that the coverage right above the chamfered portion of the third wiring layer 109 is improved. Reference numeral 108 denotes an antifuse layer, which has a high resistance aS formed by a sputtering method.
It consists of i layers. This is the most important part of the embodiment of the present invention. As seen in FIG. 3, the antifuse layer, depicted as 108 in FIG. 1, is divided into an end antifuse layer 3081 at the bottom of the contact hole 307 and a central antifuse layer 3082. The end antifuse layer 3081 has a smaller film thickness than the central antifuse layer 3082, and is extremely thin particularly in the portion in contact with the side wall of the antifuse layer. In the embodiment of the present invention, this film thickness is the central antifuse layer 3
It was as thin as 65% of the film thickness of 082. In the embodiment of the present invention, this ratio is not limited. Since the sputtering method is used to form the high resistance a-Si layer, it is important that the film thickness of the antifuse layer at the end is smaller than the film thickness of the antifuse layer at the center. In the antifuse layer thus obtained, the third fuse formed later
When a voltage is applied between the wiring layer 309 and the second wiring layer 305 to perform writing, the electric field strength is concentrated on a thin portion, that is, the end antifuse layer 3081 centering on the bottom edge, In this portion, silicidation occurs and the resistance is reduced. Since it is a sectional view in FIG.
Although 81 is drawn as if there were two places, it actually forms the circumference (circumference) of the bottom of the connection hole 307. Therefore, in practice, a part of the circumference of 3081 is silicified by applying a voltage. The area spread of the portion where the silicidation occurs is limited to the circumferential direction, that is, the spread to the end antifuse layer 3081 having a relatively same film thickness, and the area is dramatically smaller than the conventional one. became. Further, since the spreading direction is limited, the variation in the area is also reduced, so that the variation in the write voltage between bits and the variation in the resistance after writing are also reduced. Returning to FIG. 1, the description will be continued. When the ion species such as Ar is implanted after the formation of the antifuse layer 108, the resistance of the antifuse layer is increased, and the reliability in the insulating state before writing is improved. The antifuse layer 108 has a structure sandwiched between the second wiring layer 105 and the third wiring layer 109 as described in the same configuration in FIG. 1
The third wiring layer 09 is formed by the sputtering method in the embodiment of the present invention. Further, the detailed structure was such that the lower layer was a barrier layer and the upper layer was a conductor layer. So far, the structure of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention has been described, but the materials, forming methods, and the like described therein are not limited thereto. For example, antifuse layer 1
08 may be formed by a long distance sputtering method. By using this method, a thicker portion and a thinner portion can be formed in the end antifuse layer 3081, which is remarkable especially in the chip at the edge of the wafer. The electric field at the time of writing tends to concentrate in the thin portion, and therefore, the thin portion of the antifuse layer 3081 selectively becomes the data writing portion.
【0017】また、アンチフューズを用いた不揮発性半
導体記憶装置デバイスのデザインルールが微細になって
いくのに従って、アンチフューズ層108の形成される
接続孔107は小さくなっていくことが予想される。今
後接続孔107の上部エッジでのアンチフューズ層10
8のカバレジは改良されていくことが望ましいが、接続
孔107の底部でのカバレジは少ない方がよい。普通に
考えるとカバレジを改善することで安定した配線接続が
得られるが、底部においてはむしろカバレジが悪くアン
チフューズ層108に薄い部分が出来た方がその部分に
集中する電界が強くなり、データ書き込み部分を特定す
る効果が高くなる。スパッタ法のうち、長距離スパッタ
法を用いることにより、特にデータ書き込み部分を特定
する効果が得られる。尚、アンチフューズ層108に薄
い部分を作成する方法として、パターニングによる方法
など他の方法も適当である。本発明の実施の形態におい
てはアンチフューズ層における成膜方法を工夫すること
によりアンチフューズのデータ書き込み部分を特定する
ことが出来た。Further, as the design rule of the nonvolatile semiconductor memory device using the antifuse becomes finer, it is expected that the connection hole 107 in which the antifuse layer 108 is formed becomes smaller. The antifuse layer 10 at the upper edge of the contact hole 107
It is desirable that the coverage of No. 8 be improved, but the coverage at the bottom of the connection hole 107 is preferably small. Normally, stable coverage can be obtained by improving coverage, but coverage is worse at the bottom, and if a thin portion is formed in the antifuse layer 108, the electric field concentrated at that portion becomes stronger, and data writing is performed. The effect of identifying the part is enhanced. By using the long-distance sputtering method among the sputtering methods, it is possible to obtain the effect of specifying the data writing portion. As a method of forming a thin portion in the antifuse layer 108, another method such as a patterning method is also suitable. In the embodiment of the present invention, the data writing portion of the antifuse can be specified by devising the film forming method in the antifuse layer.
【0018】[0018]
【発明の効果】本発明の半導体装置はアンチフューズの
データ書き込み部分を簡便な方法で特定することにより
書き込み電圧のばらつきをへらすことが出来た。また、
本発明においては別な効果も副次的に得られた。アンチ
フューズでは書き込み前のリーク電流が存在したが、デ
ータ書き込み部分の面積が小さくなったことにより、こ
のリーク電流の低減も達成できたのである。そのため、
アンチフューズ層の書き込み前状態での信頼性が向上し
た。あわせて、接続孔形成時にエッチング法を選択する
必要なく、また、現有のスパッタ法を用いることがで
き、アンチフューズ各ビット間での書き込み電圧や書き
込み後の抵抗のばらつきを抑制することが出来る。そし
て書き込み前の特性や信頼性も、書き込み後の特性や信
頼性もばらつかず良好な不揮発性半導体記憶装置デバイ
スの提供に大きく寄与することが出来た。According to the semiconductor device of the present invention, the variation of the write voltage can be reduced by specifying the data write portion of the antifuse by a simple method. Also,
In the present invention, another effect was obtained as a secondary effect. In the antifuse, there was a leak current before writing, but the reduction of the leak current could be achieved because the area of the data writing portion became smaller. for that reason,
The reliability of the antifuse layer before writing is improved. In addition, it is not necessary to select an etching method at the time of forming the connection hole, and the existing sputtering method can be used, and it is possible to suppress variations in the write voltage between the antifuse bits and the resistance after writing. The characteristics and reliability before writing and the characteristics and reliability after writing did not vary, and it was possible to greatly contribute to the provision of a good nonvolatile semiconductor memory device.
【図1】本発明実施の形態に関わる半導体装置の構造を
表す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
【図2】従来の半導体装置の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device.
【図3】本発明実施の形態に関わる半導体装置の構造の
うち主要な部分を示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a main part of the structure of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
100、200 ・・・ 非絶縁体基板 101 ・・・ 下地段差の概念的構造 102、202 ・・・ 第1絶縁層 103、203 ・・・ 第1配線層 104、204 ・・・ 第2絶縁層 105、205、305 ・・・ 第2配線層 106、206、306 ・・・ 第3絶縁層 107、207、307 ・・・ 接続孔 108、208、308 ・・・ アンチフューズ層 109、209、309 ・・・ 第3配線層 3081 ・・・ 端部アンチフューズ層 3082 ・・・ 中心部アンチフューズ層 100, 200 ... Non-insulating substrate 101 ... Conceptual structure of underlying step 102, 202 ... First insulating layer 103, 203 ... First wiring layer 104, 204 ... Second insulating layer 105, 205, 305 ... Second wiring layer 106, 206, 306 ... Third insulating layer 107, 207, 307 ... Connection hole 108, 208, 308 ... Antifuse layer 109, 209, 309・ ・ ・ Third wiring layer 3081 ・ ・ ・ End antifuse layer 3082 ・ ・ ・ Center antifuse layer
Claims (7)
を含む半導体装置において、該アンチフューズ作成領域
に該アンチフューズのデータ書込部分を特定する構造を
含むことを特徴とする半導体装置。1. A semiconductor device including at least one or more antifuse structures, wherein the antifuse formation region includes a structure for specifying a data write portion of the antifuse.
定する構造が、書込電圧の電界強度を集中せしめる構造
であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the structure for specifying the data write portion of the antifuse is a structure for concentrating the electric field strength of the write voltage.
造が、前記アンチフューズのデータ書込部分の膜厚が該
データ書込部分以外の前記アンチフューズ作成領域の膜
厚よりも薄い構造であることを特徴とする請求項1記載
乃至請求項2記載の半導体装置。3. The structure for concentrating the electric field strength of the write voltage has a structure in which a film thickness of a data writing portion of the antifuse is thinner than a film thickness of the antifuse forming region other than the data writing portion. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is present.
を含む半導体装置の製造方法において、該アンチフュー
ズ作成領域に該アンチフューズのデータ書込部分を特定
する構造を作成する工程を含むことを特徴とする半導体
装置の製造方法。4. A method of manufacturing a semiconductor device including at least one or more antifuse structures, including a step of forming a structure for specifying a data writing portion of the antifuse in the antifuse forming region. Of manufacturing a semiconductor device.
定する構造を作成する工程が、書込電圧の電界強度を集
中せしめる構造を作成する工程であることを特徴とする
請求項4記載の半導体装置の製造方法。5. The semiconductor according to claim 4, wherein the step of forming the structure for specifying the data write portion of the antifuse is a step of forming a structure for concentrating the electric field strength of the write voltage. Device manufacturing method.
造を作成する工程が、前記アンチフューズのデータ書込
部分の膜厚を該データ書込部分以外の前記アンチフュー
ズ作成領域の膜厚よりも薄く作成する工程であることを
特徴とする請求項4記載乃至請求項5記載の半導体装置
の製造方法。6. The step of forming a structure for concentrating the electric field strength of the write voltage is such that the film thickness of the data writing portion of the antifuse is made smaller than the film thickness of the antifuse forming region other than the data writing portion. 6. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the step is a step of making it thin.
厚を該データ書込部分以外の前記アンチフューズ作成領
域の膜厚よりも薄く作成する工程が、スパッタ法を用い
たアンチフューズ作成工程であることを特徴とする請求
項4記載乃至請求項5記載乃至請求項6記載の半導体装
置の製造方法。7. The step of forming the film thickness of the data writing portion of the antifuse smaller than the film thickness of the antifuse forming region other than the data writing portion is an antifuse forming step using a sputtering method. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the semiconductor device is provided.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8149605A JPH09331027A (en) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | Semiconductor device and its fabrication |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP8149605A JPH09331027A (en) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | Semiconductor device and its fabrication |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09331027A true JPH09331027A (en) | 1997-12-22 |
Family
ID=15478870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8149605A Pending JPH09331027A (en) | 1996-06-11 | 1996-06-11 | Semiconductor device and its fabrication |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09331027A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8188833B2 (en) | 2009-04-14 | 2012-05-29 | Panasonic Corporation | Variable resistance element and manufacturing method of the same |
-
1996
- 1996-06-11 JP JP8149605A patent/JPH09331027A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US8188833B2 (en) | 2009-04-14 | 2012-05-29 | Panasonic Corporation | Variable resistance element and manufacturing method of the same |
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