JP2001308283A - Semiconductor device and method of manufacturing it - Google Patents

Semiconductor device and method of manufacturing it

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JP2001308283A
JP2001308283A JP2001040620A JP2001040620A JP2001308283A JP 2001308283 A JP2001308283 A JP 2001308283A JP 2001040620 A JP2001040620 A JP 2001040620A JP 2001040620 A JP2001040620 A JP 2001040620A JP 2001308283 A JP2001308283 A JP 2001308283A
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JP
Japan
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insulating film
film
semiconductor device
gate insulating
recess
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Yoshiaki Fukuzumi
嘉晃 福住
Hirosuke Koyama
裕亮 幸山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a gate insulating film having a desired breakdown voltage without increasing manufacturing processes by applying a step-off process for an alignment mark to the formation of an anti fuse. SOLUTION: In a silicon substrate 11, a first recess 16 for element isolation, a second recess 13 for an alignment mark part, and a third recess 14 for an anti fuse part are formed simultaneously. After the silicon oxide film is formed on the entire surface, the silicon oxide film in the second, and the third recesses 13, 14 is removed. The gate insulating film 18 is then formed on the entire surface and a polysilicon film 19 is formed on this gate insulating film 18. By selectively removing this polysilicon film 19 and the gate insulating film 18, a gate electrode 22, the alignment mark part 23, and the gate electrode 24 for the anti fuse part are formed on the element region, in the second recess 13, and in the bottom surface of the third recess 14 respectively.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、フューズ/アンチ
フューズに係わる半導体装置及びその製造方法に関す
る。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor device relating to a fuse / antifuse and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置の高度な微細化が進ん
でいる。これに従い素子を分離するための素子分離領域
の形成方法は、従来のLOCOS(Local Oxidation Of
Silicon)法に代わりSTI(Shallow Trench Isolati
on)法が主流になっている。ところが、STI法では膜
表面の平坦性が極めて高い。このため、後に続くゲート
電極の形成において、合わせマーク部用の段差付け工程
が必要であった。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor devices have been highly miniaturized. According to this, a method of forming an element isolation region for isolating an element is based on a conventional LOCOS (Local Oxidation Of).
STI (Shallow Trench Isolati) instead of Silicon
on) law has become mainstream. However, the flatness of the film surface is extremely high in the STI method. For this reason, in the subsequent formation of the gate electrode, a step for forming a step for the alignment mark portion is required.

【0003】図28乃至図33は、従来技術による半導
体装置の製造工程の断面図を示す。以下、従来技術によ
る半導体装置の製造方法について説明する。
FIGS. 28 to 33 are sectional views showing the steps of manufacturing a semiconductor device according to the prior art. Hereinafter, a method of manufacturing a semiconductor device according to the related art will be described.

【0004】まず、図28に示すように、リソグラフィ
技術及びRIE(Reactive Ion Etching)法を用いて、
シリコン基板41内には、素子分離領域となる第1の凹
部42が形成されるとともに、後のリソグラフィ工程で
利用される合わせマーク部用の第2の凹部43が形成さ
れる。
First, as shown in FIG. 28, a lithography technique and an RIE (Reactive Ion Etching) method are used.
In the silicon substrate 41, a first concave portion 42 serving as an element isolation region is formed, and a second concave portion 43 for an alignment mark used in a later lithography step is formed.

【0005】次に、図29に示すように、全面に例えば
シリコン酸化膜45が形成され、このシリコン酸化膜4
5で第1、第2の凹部42、43が埋め込まれる。その
後、CMP(Chemical Mechanical Polish)法を用い
て、シリコン基板41の表面が露出するまでシリコン酸
化膜45が除去される。その結果、第1の凹部42にS
TI構造の素子分離領域46が形成される。
Next, as shown in FIG. 29, for example, a silicon oxide film 45 is formed on the entire surface.
At 5, the first and second concave portions 42 and 43 are buried. Thereafter, the silicon oxide film 45 is removed using a CMP (Chemical Mechanical Polish) method until the surface of the silicon substrate 41 is exposed. As a result, S
An element isolation region 46 having a TI structure is formed.

【0006】次に、図30に示すように、全面にレジス
ト膜47が形成された後、このレジスト膜47がリソグ
ラフィ技術及びRIE法を用いてパターニングされる。
このパターニングされたレジスト膜47をマスクとし
て、ウエットエッチングにより、第2の凹部43内のシ
リコン酸化膜45が除去される。これにより、第2の凹
部43に合わせマーク部53が形成される。その後、レ
ジスト膜47が除去される。なお、以下の説明におい
て、第2の凹部43内に埋め込まれたシリコン酸化膜4
5が除去される工程を段差付け工程と称する。
Next, as shown in FIG. 30, after a resist film 47 is formed on the entire surface, the resist film 47 is patterned using a lithography technique and an RIE method.
Using this patterned resist film 47 as a mask, the silicon oxide film 45 in the second concave portion 43 is removed by wet etching. Thereby, the alignment mark portion 53 is formed in the second concave portion 43. After that, the resist film 47 is removed. In the following description, the silicon oxide film 4 embedded in the second concave portion 43 will be described.
The step of removing 5 is referred to as a step forming step.

【0007】次に、図31に示すように、全面にゲート
絶縁膜48が形成され、このゲート絶縁膜48上にポリ
シリコン膜49が形成される。このポリシリコン膜49
上にタングステン膜50が形成され、このタングステン
膜50上にシリコン窒化膜51が形成される。
Next, as shown in FIG. 31, a gate insulating film 48 is formed on the entire surface, and a polysilicon film 49 is formed on the gate insulating film 48. This polysilicon film 49
A tungsten film 50 is formed thereon, and a silicon nitride film 51 is formed on the tungsten film 50.

【0008】次に、図32に示すように、リソグラフィ
技術及びRIE法を用いて、シリコン窒化膜51、タン
グステン膜50、ポリシリコン膜49及びゲート絶縁膜
48が選択的に除去される。これにより、所定の素子領
域46a上にゲート電極52が形成される。ここで、ゲ
ート電極52のゲート絶縁膜は、符号48aで示す。
Next, as shown in FIG. 32, the silicon nitride film 51, the tungsten film 50, the polysilicon film 49, and the gate insulating film 48 are selectively removed by using the lithography technique and the RIE method. As a result, the gate electrode 52 is formed on the predetermined element region 46a. Here, the gate insulating film of the gate electrode 52 is indicated by reference numeral 48a.

【0009】次に、図33に示すように、既知の技術を
用いて、ゲート電極52の側面等にゲート側壁55が形
成され、ゲート電極52の両下端部のシリコン基板41
の表面にソース/ドレイン領域56が形成される。次
に、全面に層間絶縁膜57が形成され、コンタクトプラ
グ58及び上層配線層59が形成される。その後、全面
にさらに層間絶縁膜60が形成される。
Next, as shown in FIG. 33, a gate side wall 55 is formed on the side surface of the gate electrode 52 using a known technique, and the silicon substrate 41 at both lower ends of the gate electrode 52 is formed.
A source / drain region 56 is formed on the surface of the substrate. Next, an interlayer insulating film 57 is formed on the entire surface, and a contact plug 58 and an upper wiring layer 59 are formed. Thereafter, an interlayer insulating film 60 is further formed on the entire surface.

【0010】このように、ゲート電極52の一部にタン
グステン膜50等を用いた場合、膜の反射率が高いた
め、光学的手法で下層の膜質差を読みとることが困難で
ある。このため、仮に合わせマーク部53の形成のため
の図30に示す段差付け工程を省略すると、STI法の
ような膜表面の平坦度の高い方法を用いた場合、合わせ
マーク部53には段差が形成されないため、合わせマー
ク部53を光学的手法で読みとることができない。した
がって、素子分離領域46(又は素子領域46a)とゲ
ート電極52との位置の合わせずれの問題が深刻にな
る。
As described above, when the tungsten film 50 or the like is used as a part of the gate electrode 52, the reflectivity of the film is high, so that it is difficult to read the difference in film quality of the lower layer by an optical method. For this reason, if the step of forming the alignment mark portion 53 shown in FIG. 30 is omitted, if a method having a high degree of flatness of the film surface such as the STI method is used, the alignment mark portion 53 has no step. Since it is not formed, the alignment mark portion 53 cannot be read by an optical method. Therefore, the problem of misalignment between the element isolation region 46 (or the element region 46a) and the gate electrode 52 becomes serious.

【0011】以上のように、合わせずれの問題を回避す
るために、段差付け工程に含まれるリソグラフィ工程と
エッチング工程は不可欠なものである。しかしながら、
これらの工程は合わせマーク部53の段差付けのためだ
けに使われているため、これらの工程の省略又は有効活
用が望まれていた。
As described above, in order to avoid the problem of misalignment, the lithography step and the etching step included in the step forming step are indispensable. However,
Since these steps are used only for stepping the alignment mark portion 53, it has been desired that these steps be omitted or effectively utilized.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】一方、例えばDRAM
(Dynamic Random Access Memory)等では、製品の歩留
まり向上のために、不良セルを予備のセルに置き換える
ための救済回路を備えたものが多い。そこで、従来は置
き換えセルの判定のために、主としてアルミ等の配線を
レーザにより焼き切るタイプのフューズが用いられてき
た。これに対して、特定箇所のゲート絶縁膜を破壊する
ことにより判定を行うアンチフューズも提案されてい
る。
On the other hand, for example, a DRAM
(Dynamic Random Access Memory) and the like often include a relief circuit for replacing defective cells with spare cells in order to improve product yield. Therefore, conventionally, a fuse of a type in which a wiring made of aluminum or the like is burned off by a laser has been used for determining a replacement cell. On the other hand, an antifuse that makes a determination by destroying a gate insulating film at a specific location has been proposed.

【0013】このアンチフューズは、チップ内での占有
面積の削減や、パッケージ封入後に最終不良セルを置き
換えることが可能になるなど、多くの利点が期待されて
いる。また、アンチフューズは、破壊耐圧以上の電圧を
印加することにより所望のゲート絶縁膜を破壊し導通さ
せるものである。このため、通常、アンチフューズは、
破壊するための高電圧発生回路と、特定のアンチフュー
ズ部の破壊又は非破壊の状態を検知するための判定回路
とに接続されている。したがって、アンチフューズ部を
破壊する際には、判定回路部のゲート絶縁膜もある程度
のダメージを受けてしまう。そこで、アンチフューズ部
をある程度低い電圧で破壊でき、判定回路部やその他へ
のダメージを極力低減することが望まれていた。
The antifuse is expected to have many advantages, such as a reduction in the area occupied in the chip and the replacement of the last defective cell after encapsulation of the package. The antifuse breaks a desired gate insulating film by applying a voltage higher than a breakdown withstand voltage to make it conductive. For this reason, antifuse is usually
The circuit is connected to a high voltage generating circuit for destruction and a determination circuit for detecting a destructed or non-destructed state of a specific antifuse portion. Therefore, when the antifuse portion is destroyed, the gate insulating film of the determination circuit portion is also damaged to some extent. Therefore, it has been desired that the antifuse portion can be broken at a somewhat low voltage, and damage to the determination circuit portion and others is reduced as much as possible.

【0014】また、製造工程の増加を抑えるため、アン
チフューズ部のゲート絶縁膜はMOSトランジスタのゲ
ート絶縁膜と同時に形成することが望まれる。しかしな
がら、アンチフューズ部の低耐圧のゲート絶縁膜を、通
常のトランジスタ等に使用される信頼性の高いゲート絶
縁膜と同時に形成することは難しかった。そのため、こ
れまでトランジスタ用に形成されたゲート絶縁膜を利用
したアンチフューズの実用化は困難であった。
In order to suppress an increase in the number of manufacturing steps, it is desirable that the gate insulating film in the antifuse portion is formed simultaneously with the gate insulating film of the MOS transistor. However, it has been difficult to form a low-breakdown-voltage gate insulating film in the antifuse portion simultaneously with a highly reliable gate insulating film used for a normal transistor or the like. Therefore, it has been difficult to commercialize an antifuse using a gate insulating film formed for a transistor.

【0015】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的とするところは、合わせマーク
用の段差付け工程をアンチフューズの形成に応用するこ
とで、製造工程を増やすことなく、所望の破壊耐圧をも
つゲート絶縁膜を形成することが可能な半導体装置及び
その製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to apply a step for aligning marks to the formation of an antifuse without increasing the number of manufacturing steps. Another object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of forming a gate insulating film having a desired breakdown voltage and a method of manufacturing the same.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために以下に示す手段を用いている。
The present invention uses the following means to achieve the above object.

【0017】本発明の半導体装置は、半導体基板内に形
成された凹部と、前記半導体基板上に選択的に形成され
た第1のゲート絶縁膜と、少なくとも前記凹部の底面に
形成された第2のゲート絶縁膜と、前記第1のゲート絶
縁膜上に形成された第1の導電膜と、前記第2のゲート
絶縁膜上に形成された第2の導電膜とを具備する。
A semiconductor device according to the present invention comprises a concave portion formed in a semiconductor substrate, a first gate insulating film selectively formed on the semiconductor substrate, and a second gate insulating film formed on at least a bottom surface of the concave portion. , A first conductive film formed on the first gate insulating film, and a second conductive film formed on the second gate insulating film.

【0018】前記第2のゲート絶縁膜及び前記第2の導
電膜は、前記凹部の底面、前記凹部の両側面又は片側
面、及び前記半導体基板上に形成され、前記第1の導電
膜の膜表面と前記半導体基板上の前記第2の導電膜の膜
表面とが同じ高さであってもよい。
The second gate insulating film and the second conductive film are formed on the bottom surface of the concave portion, both side surfaces or one side surface of the concave portion, and the semiconductor substrate, and are formed on the semiconductor substrate. The surface and the film surface of the second conductive film on the semiconductor substrate may be at the same height.

【0019】前記凹部のコーナー部に前記第2のゲート
絶縁膜が形成されてもよい。
The second gate insulating film may be formed at a corner of the recess.

【0020】前記第2の導電膜上に絶縁膜が形成されて
おり、この絶縁膜、前記第2のゲート絶縁膜及び前記第
2の導電膜で前記凹部が埋め込まれてもよい。さらに、
前記第2のゲート絶縁膜及び前記第2の導電膜で前記凹
部が埋め込まれ、かつ前記第2の導電膜の膜表面はほぼ
平面であってもよい。
[0020] An insulating film may be formed on the second conductive film, and the concave portion may be filled with the insulating film, the second gate insulating film and the second conductive film. further,
The concave portion may be filled with the second gate insulating film and the second conductive film, and a film surface of the second conductive film may be substantially flat.

【0021】前記半導体基板はSOI基板であってもよ
い。
[0021] The semiconductor substrate may be an SOI substrate.

【0022】前記半導体基板内に形成された素子分離領
域と、前記素子分離領域上まで前記第2のゲート絶縁膜
及び前記第2の導電膜が引き出され、この素子分離領域
上の第2の導電膜と電気的に接続されるコンタクトと、
前記コンタクトと電気的に接続される配線とをさらに具
備してもよい。
An element isolation region formed in the semiconductor substrate and the second gate insulating film and the second conductive film are drawn out to above the element isolation region. A contact electrically connected to the film;
The semiconductor device may further include a wiring electrically connected to the contact.

【0023】前記凹部が複数個形成され、この複数個の
凹部が前記第2のゲート絶縁膜及び前記第2の導電膜で
埋め込まれ、前記第2の導電膜の膜表面はほぼ平坦であ
ってもよい。
A plurality of recesses are formed, the plurality of recesses are filled with the second gate insulating film and the second conductive film, and the surface of the second conductive film is substantially flat. Is also good.

【0024】前記凹部内に前記第2の導電膜からなるゲ
ート電極が複数個形成されてもよい。
A plurality of gate electrodes made of the second conductive film may be formed in the recess.

【0025】前記第2の導電膜の不純物濃度は、前記半
導体基板の不純物濃度より高くてもよい。
[0025] The impurity concentration of the second conductive film may be higher than the impurity concentration of the semiconductor substrate.

【0026】前記第2の絶縁膜は、アンチフューズ部用
又はキャパシタ素子用の絶縁膜として機能する。
The second insulating film functions as an insulating film for an antifuse portion or a capacitor element.

【0027】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
基板内に第1、第2、第3の凹部が形成される工程と、
前記第1、第2、第3の凹部が絶縁膜で埋め込まれ、前
記半導体基板の表面が露出するまで前記絶縁膜の表面が
平坦化されることによって、前記第1の凹部に素子分離
領域が形成される工程と、前記第2、第3の凹部内の前
記絶縁膜が除去されることにより、前記第2の凹部に合
わせマーク部が形成される工程と、全面にゲート絶縁膜
が形成される工程と、前記ゲート絶縁膜上に導電膜が形
成される工程と、前記導電膜が選択的に除去され、前記
半導体基板上に第1のゲート電極が形成されるととも
に、第3の凹部に第2のゲート電極が形成される工程と
を含む。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a step of forming first, second, and third concave portions in a semiconductor substrate;
The first, second, and third recesses are filled with an insulating film, and the surface of the insulating film is planarized until the surface of the semiconductor substrate is exposed, so that an element isolation region is formed in the first recess. A forming step, a step of forming an alignment mark portion in the second recess by removing the insulating film in the second and third recesses, and a step of forming a gate insulating film on the entire surface. Forming a conductive film on the gate insulating film; selectively removing the conductive film to form a first gate electrode on the semiconductor substrate; Forming a second gate electrode.

【0028】前記第3の凹部内に形成された前記絶縁膜
の一部を残存した状態で、全面にゲート絶縁膜が形成さ
れてもよい。
[0028] A gate insulating film may be formed on the entire surface while a part of the insulating film formed in the third recess remains.

【0029】前記第2のゲート電極は、前記第3の凹部
の底面、前記第3の凹部の両側面又は片側面、及び前記
半導体基板上に形成されてもよい。
[0029] The second gate electrode may be formed on a bottom surface of the third concave portion, both side surfaces or one side surface of the third concave portion, and on the semiconductor substrate.

【0030】前記第2のゲート電極は、前記第3の凹部
を埋め込むように形成されてもよい。
[0030] The second gate electrode may be formed so as to fill the third recess.

【0031】前記第2のゲート電極が前記第3の凹部内
から前記素子分離領域上まで引き出して形成され、前記
素子分離領域上の前記第2のゲート電極上にコンタクト
が形成されてもよい。
[0031] The second gate electrode may be formed so as to extend from the inside of the third recess to above the element isolation region, and a contact may be formed on the second gate electrode on the element isolation region.

【0032】前記第3の凹部が複数個形成されてもよ
い。また、前記第2のゲート電極が前記第3の凹部内に
複数個形成されてもよい。
[0032] A plurality of the third concave portions may be formed. Further, a plurality of the second gate electrodes may be formed in the third recess.

【0033】前記導電膜の不純物濃度は、前記半導体基
板の不純物濃度より高くてもよい。
[0033] The impurity concentration of the conductive film may be higher than the impurity concentration of the semiconductor substrate.

【0034】前記第2のゲート電極は、アンチフューズ
部用又はキャパシタ素子用のゲート電極として機能す
る。
The second gate electrode functions as a gate electrode for an antifuse section or a capacitor element.

【0035】[0035]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を以下に図面
を参照して説明する。この説明に際し、全図にわたり、
共通する部分には共通する参照符号を付す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. For this explanation,
Common parts are denoted by common reference symbols.

【0036】[第1の実施形態]第1の実施形態におけ
る半導体装置の製造方法では、合わせマーク部の凹部
(段差)の形成と同時にアンチフューズ部の凹部を形成
することを特徴とする。これにより、合わせマーク部の
凹部形成におけるリソグラフィ工程及びエッチング工程
が有効に利用される。
[First Embodiment] The method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment is characterized in that a concave portion (step) of an alignment mark portion is formed and a concave portion of an antifuse portion is formed at the same time. Thereby, the lithography process and the etching process in forming the concave portion of the alignment mark portion are effectively used.

【0037】図1乃至図6は、本発明の第1の実施形態
に係わる半導体装置の製造工程を示す断面図である。以
下、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法につい
て説明する。
FIGS. 1 to 6 are sectional views showing the steps of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, a method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment will be described.

【0038】まず、図1に示すように、リソグラフィ技
術及びRIE(Reactive Ion Etching)法を用いて、シ
リコン基板11には、素子分離領域となる第1の凹部1
2が形成されるとともに、後のリソグラフィ工程で利用
される合わせマーク部の第2の凹部13、アンチフュー
ズ部の第3の凹部14が同時に形成される。
First, as shown in FIG. 1, a first recess 1 serving as an element isolation region is formed in a silicon substrate 11 by using a lithography technique and an RIE (Reactive Ion Etching) method.
2 are formed, and the second concave portion 13 of the alignment mark portion and the third concave portion 14 of the antifuse portion used in the subsequent lithography process are formed at the same time.

【0039】次に、図2に示すように、全面に例えばシ
リコン酸化膜15が形成され、このシリコン酸化膜15
で第1、第2、第3の凹部12、13、14が埋め込ま
れる。その後、CMP(Chemical Mechanical Polish)
法を用いて、シリコン基板11の表面を露出するまでシ
リコン酸化膜15が除去される。その結果、第1の凹部
12にSTI構造の素子分離領域16が形成される。
Next, as shown in FIG. 2, for example, a silicon oxide film 15 is formed on the entire surface.
Then, the first, second, and third concave portions 12, 13, and 14 are buried. Then, CMP (Chemical Mechanical Polish)
Using the method, silicon oxide film 15 is removed until the surface of silicon substrate 11 is exposed. As a result, the STI structure element isolation region 16 is formed in the first recess 12.

【0040】次に、図3に示すように、全面にレジスト
膜17が形成されてパターニングされる。このパターニ
ングされたレジスト膜17をマスクとして、ウエットエ
ッチングにより、第2の凹部13及び第3の凹部14内
のシリコン酸化膜15が除去される。これにより、第2
の凹部13に合わせマーク部23が形成される。その
後、レジスト膜17が除去される。
Next, as shown in FIG. 3, a resist film 17 is formed on the entire surface and patterned. Using this patterned resist film 17 as a mask, the silicon oxide film 15 in the second concave portion 13 and the third concave portion 14 is removed by wet etching. Thereby, the second
An alignment mark portion 23 is formed in the concave portion 13. After that, the resist film 17 is removed.

【0041】次に、図4に示すように、全面にゲート絶
縁膜18が形成され、このゲート絶縁膜18上にポリシ
リコン膜19が形成される。ここで、ゲート絶縁膜18
は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコ
ン窒酸化膜のいずれかで形成されている。その後、この
ポリシリコン膜19上にタングステン膜20が形成さ
れ、このタングステン膜20上にシリコン窒化膜21が
形成される。
Next, as shown in FIG. 4, a gate insulating film 18 is formed on the entire surface, and a polysilicon film 19 is formed on the gate insulating film 18. Here, the gate insulating film 18
Is formed of, for example, one of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxynitride film. Thereafter, a tungsten film 20 is formed on the polysilicon film 19, and a silicon nitride film 21 is formed on the tungsten film 20.

【0042】次に、図5に示すように、リソグラフィ技
術及びRIE法を用いて、シリコン窒化膜21、タング
ステン膜20、ポリシリコン膜19、ゲート絶縁膜18
が選択的に除去される。これにより、所定の素子領域1
6a上に第1のゲート電極22が形成されるとともに、
第3の凹部14の底表面にアンチフューズ部用の第2の
ゲート電極24が同時に形成される。ここで、第1のゲ
ート電極22のゲート絶縁膜を符号18aとし、第2の
ゲート電極24のゲート絶縁膜を符号18bとする。
尚、ゲート絶縁膜18は除去されずに、基板全面に残さ
れていてもよい。
Next, as shown in FIG. 5, the silicon nitride film 21, the tungsten film 20, the polysilicon film 19, and the gate insulating film 18 are formed by using the lithography technique and the RIE method.
Is selectively removed. Thereby, the predetermined element region 1
6a, a first gate electrode 22 is formed,
The second gate electrode 24 for the antifuse portion is formed simultaneously on the bottom surface of the third recess 14. Here, the gate insulating film of the first gate electrode 22 is denoted by reference numeral 18a, and the gate insulating film of the second gate electrode 24 is denoted by reference numeral 18b.
Note that the gate insulating film 18 may be left on the entire surface of the substrate without being removed.

【0043】次に、図6に示すように、既知の技術を用
いて、第1、第2のゲート電極22、24等の側面にゲ
ート側壁25が形成され、第1のゲート電極22の両下
端部のシリコン基板11の表面にソース/ドレイン領域
26が形成される。次に、全面に層間絶縁膜27が形成
され、第2のゲート電極24と他の素子を接続するため
のコンタクトプラグ28及び上層配線層29が形成され
る。その後、全面に層間絶縁膜30が形成される。
Next, as shown in FIG. 6, gate sidewalls 25 are formed on the side surfaces of the first and second gate electrodes 22 and 24 using a known technique. Source / drain regions 26 are formed on the surface of silicon substrate 11 at the lower end. Next, an interlayer insulating film 27 is formed on the entire surface, and a contact plug 28 and an upper wiring layer 29 for connecting the second gate electrode 24 to another element are formed. After that, an interlayer insulating film 30 is formed on the entire surface.

【0044】上記本発明の第1の実施形態によれば、ア
ンチフューズ用のゲート絶縁膜18bは、第3の凹部1
4の底表面に形成される。この第3の凹部14の底表面
は、凹部12、13、14形成時のRIEによるダメー
ジが生じている。このため、この凹部14に形成された
ゲート絶縁膜18bは、基板11表面に形成されたトラ
ンジスタのゲート絶縁膜18aに比べて破壊耐圧を低下
させることができる。したがって、極端に高い電圧を印
加することなく、アンチフューズ用のゲート絶縁膜18
bのみを破壊することができる。これにより、例えば判
定回路部等のトランジスタのゲート絶縁膜18aに与え
るダメージを低減することが可能になる。したがって、
トランジスタの高信頼性を保つことが可能となり、歩留
まりの向上に貢献できる。
According to the first embodiment of the present invention, the gate insulating film 18b for antifuse is formed in the third recess 1
4 is formed on the bottom surface. The bottom surface of the third recess 14 is damaged by RIE when the recesses 12, 13, 14 are formed. Therefore, the breakdown voltage of the gate insulating film 18b formed in the recess 14 can be reduced as compared with the gate insulating film 18a of the transistor formed on the surface of the substrate 11. Therefore, without applying an extremely high voltage, the gate insulating film 18 for antifuse can be used.
Only b can be destroyed. This makes it possible to reduce damage to the gate insulating film 18a of a transistor such as a determination circuit. Therefore,
High reliability of the transistor can be maintained, which can contribute to an improvement in yield.

【0045】また、合わせマーク部23の凹部13の形
成におけるリソグラフィ及びエッチング工程をアンチフ
ューズ部用の凹部14の形成に共用し、トランジスタ用
のゲート絶縁膜18aと同時にアンチフューズ部のゲー
ト絶縁膜18bを形成している。このため、アンチフュ
ーズ部を設けるための製造工程を新たに増加しなくても
よい。したがって、半導体装置のコストを低減すること
ができる。
The lithography and etching steps in the formation of the concave portion 13 of the alignment mark portion 23 are shared with the formation of the concave portion 14 for the antifuse portion, and the gate insulating film 18b of the antifuse portion is simultaneously formed with the gate insulating film 18a for the transistor. Is formed. Therefore, it is not necessary to newly add a manufacturing process for providing the antifuse portion. Therefore, the cost of the semiconductor device can be reduced.

【0046】なお、第1の実施形態において、図3に示
すアンチフューズ用の第3の凹部14を形成するための
レジスト膜17の下端部は、第3の凹部14の上端部の
外側に位置している。このため、エッチング工程では、
第3の凹部14内のシリコン酸化膜15は全て除去され
ている。しかし、第3の凹部14とレジスト膜17の下
端部の位置関係はこれに限定されない。
In the first embodiment, the lower end of the resist film 17 for forming the antifuse third recess 14 shown in FIG. 3 is located outside the upper end of the third recess 14. are doing. For this reason, in the etching process,
The silicon oxide film 15 in the third recess 14 is completely removed. However, the positional relationship between the third recess 14 and the lower end of the resist film 17 is not limited to this.

【0047】例えば、レジスト膜17の下端部が第3の
凹部14の上端部の内側とした場合、図7に示すよう
に、第3の凹部14内にシリコン酸化膜15の一部を残
存させることができる。ところで、ゲート電極形成時
に、ゲート電極端部のゲート絶縁膜には例えばRIE等
の工程でダメージが入り、ゲート電極の破壊耐圧のばら
つきの調整が完全に行えない場合があった。しかしなが
ら、図7に示す構造によれば、ゲート電極24の端部
に、残存したシリコン酸化膜15が存在した形状とな
る。したがって、このシリコン酸化膜15からなる絶縁
膜により、ゲート電極24の端部での破壊を抑制でき、
ゲート絶縁膜18bの破壊耐圧のばらつきの調節が可能
になる。
For example, when the lower end of the resist film 17 is located inside the upper end of the third recess 14, a part of the silicon oxide film 15 remains in the third recess 14 as shown in FIG. be able to. By the way, when forming the gate electrode, the gate insulating film at the end of the gate electrode may be damaged by, for example, a process such as RIE, so that the variation in the breakdown voltage of the gate electrode may not be completely adjusted. However, according to the structure shown in FIG. 7, the remaining silicon oxide film 15 is present at the end of the gate electrode 24. Therefore, the insulating film made of the silicon oxide film 15 can suppress the destruction at the end of the gate electrode 24,
It is possible to adjust the variation in the breakdown voltage of the gate insulating film 18b.

【0048】[第2の実施形態]第2の実施形態は、ア
ンチフューズ用の凹部のコーナー部を積極的に利用する
ために、アンチフューズ用のゲート電極の形状を変形さ
せた例である。なお、第2の実施形態は、上記第1の実
施形態の製造方法と同様であるため、第1の実施形態と
異なる構造についてのみ説明する。
[Second Embodiment] The second embodiment is an example in which the shape of the gate electrode for antifuse is deformed in order to positively use the corners of the concave portion for antifuse. Since the second embodiment is the same as the manufacturing method of the first embodiment, only the structure different from that of the first embodiment will be described.

【0049】図8に示すように、アンチフューズ用の凹
部14のコーナー部14a、14bを覆うために、凹部
14の底面、側面及び半導体基板11上にゲート電極2
4が形成される。
As shown in FIG. 8, the gate electrode 2 is formed on the bottom and side surfaces of the concave portion 14 and on the semiconductor substrate 11 to cover the corner portions 14a and 14b of the concave portion 14 for antifuse.
4 are formed.

【0050】図9に示すように、凹部14が複数個設け
られた場合、アンチフューズ用の凹部14のコーナー部
14a、14bを覆うために、複数の凹部14をまたい
で凹部14の底面、側面及び半導体基板11上にゲート
電極24が形成される。
As shown in FIG. 9, when a plurality of recesses 14 are provided, the bottom and side surfaces of the recesses 14 extend over the plurality of recesses 14 to cover the corner portions 14a and 14b of the antifuse recesses 14. Then, a gate electrode 24 is formed on the semiconductor substrate 11.

【0051】上記第2の実施形態によれば、凹部14の
コーナー部14a、14bをアンチフューズとして用い
ている。このため、コーナー部14a、14bで特に電
界集中が起こり、ゲート絶縁膜18bを有効に破壊する
ことが可能である。
According to the second embodiment, the corners 14a and 14b of the recess 14 are used as antifuses. Therefore, electric field concentration occurs particularly at the corners 14a and 14b, and the gate insulating film 18b can be effectively destroyed.

【0052】また、図10に示すように、凹部14の片
側のコーナー部14a、14bのみにゲート電極24を
形成してもよい。この場合、上記効果が得られるだけで
なく、さらにアンチフューズの占有面積を縮小すること
が可能である。
Further, as shown in FIG. 10, the gate electrode 24 may be formed only at one corner 14a, 14b of the recess 14. In this case, not only the above effects can be obtained, but also the area occupied by the antifuse can be further reduced.

【0053】また、堆積ではなく例えば酸化によりゲー
ト絶縁膜18bを形成する場合、コーナー部14a、1
4bではゲート絶縁膜(酸化膜)18bの膜厚が他の平
坦な部分に比べて薄くなる。このため、コーナー部14
a、14bのみで破壊耐圧を特異的に低下させることが
可能である。
When the gate insulating film 18b is formed by, for example, oxidation instead of deposition, the corner portions 14a, 1
In 4b, the thickness of the gate insulating film (oxide film) 18b is smaller than in other flat portions. Therefore, the corner portion 14
The breakdown withstand voltage can be specifically reduced only by a and 14b.

【0054】以上のように、本発明の第2の実施形態に
よれば、第1の実施形態に比べて、特定部分(コーナー
部14a、14b)のアンチフューズ部だけの破壊耐圧
を低下させることが可能である。このため、他のトラン
ジスタへのダメージはさらに低減され、半導体装置の高
信頼化と歩留まり向上が期待できる。
As described above, according to the second embodiment of the present invention, the breakdown voltage of only the antifuse portion of the specific portion (corner portions 14a and 14b) is reduced as compared with the first embodiment. Is possible. Therefore, damage to other transistors is further reduced, and high reliability and improvement in yield of the semiconductor device can be expected.

【0055】なお、本発明の第2の実施形態において、
例えば、図11、図12に示すように、図8、図9等に
示す凹部14より狭い幅を有する凹部14を形成し、こ
の凹部14をゲート電極材(ポリシリコン膜19)等で
埋め込んでもよい。図11に示すように、ポリシリコン
膜19が薄い場合、ポリシリコン膜19で凹部14が埋
め込まれないため、ゲート電極のキャップ膜となる絶縁
膜(シリコン窒化膜21)がポリシリコン膜19で埋め
込まれなかった凹部14の空間を埋めている。また、図
12に示すように、ポリシリコン膜19が厚い場合、凹
部14がポリシリコン膜19で埋め込まれるため、シリ
コン窒化膜21は凹部14の外部に形成されたタングス
テン膜20を覆っている。
In the second embodiment of the present invention,
For example, as shown in FIGS. 11 and 12, a recess 14 having a width smaller than that of the recess 14 shown in FIGS. 8 and 9 is formed, and the recess 14 is filled with a gate electrode material (polysilicon film 19) or the like. Good. As shown in FIG. 11, when the polysilicon film 19 is thin, the concave portion 14 is not buried with the polysilicon film 19, so that the insulating film (silicon nitride film 21) serving as the cap film of the gate electrode is buried with the polysilicon film 19. This fills the space of the recess 14 that has not been formed. Further, as shown in FIG. 12, when the polysilicon film 19 is thick, the recess 14 is filled with the polysilicon film 19, and thus the silicon nitride film 21 covers the tungsten film 20 formed outside the recess 14.

【0056】ここで、ポリシリコン膜19やシリコン窒
化膜21は、例えばLPCVD(Low Pressure Chemica
l Vapor Deposition)法等、数百℃の高温下で成膜され
ることが多いため、半導体装置を実際に使用する常温付
近では熱膨張係数の違いによる応力が生じている。した
がって、図8、図9等に示した半導体装置に比べて、ア
ンチフューズ部の破壊耐圧をさらに低下させることが可
能になる。また、ゲート電極24はシリコン基板11上
にまで引き出されているため、ゲート電極22、24形
成時のリソグラフィ工程で、トランジスタとアンチフュ
ーズのゲート電極22、24を同じ高さで形成すること
ができる。このため、リソグラフィ工程が容易となり、
さらに歩留まりが向上する。なお、図12に示す構造
は、図11に示す構造に比べて、コンタクトプラグ28
とタングステン膜20との位置合わせが容易になるとい
う効果を有する。
Here, the polysilicon film 19 and the silicon nitride film 21 are formed, for example, by LPCVD (Low Pressure Chemica).
Since a film is often formed at a high temperature of several hundred degrees Celsius, for example, by a vapor deposition method, a stress is generated due to a difference in thermal expansion coefficient near a normal temperature at which the semiconductor device is actually used. Therefore, the breakdown voltage of the antifuse portion can be further reduced as compared with the semiconductor devices shown in FIGS. Further, since the gate electrode 24 is drawn out onto the silicon substrate 11, the transistor and the anti-fuse gate electrodes 22 and 24 can be formed at the same height in the lithography process at the time of forming the gate electrodes 22 and 24. . Therefore, the lithography process becomes easy,
Further, the yield is improved. The structure shown in FIG. 12 is different from the structure shown in FIG.
And the tungsten film 20 can be easily positioned.

【0057】また、上記第1、第2の実施形態では、半
導体基板としてシリコン基板11を用いたが、本発明は
これに限定されない。例えば、図13に示すように、半
導体基板として絶縁層31aとシリコン層31bとから
なるSOI(Silicon On Insulator)基板31を用いて
もよい。
In the first and second embodiments, the silicon substrate 11 is used as the semiconductor substrate. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 13, an SOI (Silicon On Insulator) substrate 31 including an insulating layer 31a and a silicon layer 31b may be used as a semiconductor substrate.

【0058】また、上記第1、第2の実施形態では、図
3に示す段差付け工程において、凹部14内のシリコン
酸化膜15を完全に除去しているが、本発明はこれに限
定されない。例えば、図14に示すように、凹部14の
一部にシリコン酸化膜15を残存させてもよい。この場
合、凹部14形成のRIE時に凹部14の底面にダメー
ジが生じても、この凹部14の形成後、凹部14底面に
シリコン酸化膜15を設けることによって、ゲート絶縁
膜の破壊耐圧のばらつきを抑制できる。
In the first and second embodiments, the silicon oxide film 15 in the recess 14 is completely removed in the step forming step shown in FIG. 3, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 14, the silicon oxide film 15 may be left in a part of the concave portion 14. In this case, even if the bottom surface of the concave portion 14 is damaged during the RIE of the formation of the concave portion 14, the silicon oxide film 15 is provided on the bottom surface of the concave portion 14 after the formation of the concave portion 14, thereby suppressing the variation in the breakdown voltage of the gate insulating film. it can.

【0059】なお、図13、14に示す構造のように、
溝14の幅を比較的大きくして、ゲート電極24が溝1
4の底面、側面及びシリコン基板11の表面にまで形成
された場合、凹部14の中央に段差24’が生じる。そ
こで、この段差24’を合わせマーク部として利用すれ
ば、素子の占有面積をさらに縮小することが可能であ
る。
As shown in FIGS. 13 and 14,
By making the width of the groove 14 relatively large, the gate electrode 24
4, a step 24 ′ is formed at the center of the recess 14. Therefore, if this step 24 'is used as an alignment mark portion, it is possible to further reduce the area occupied by the element.

【0060】また、図15に示すように、他の素子のゲ
ート電極(図示せず)へ接続するためのコンタクトプラ
グ28を素子分離領域16上に形成してもよい。素子領
域上にコンタクト孔を形成する場合、コンタクト孔形成
のRIE時にコンタクト孔直下のゲート絶縁膜にダメー
ジが入り、耐圧のばらつきを生じる可能性がある。とこ
ろが、図15に示す構造によれば、コンタクト孔を素子
分離領域16上に形成するため、コンタクト孔の形成時
に生じるダメージに起因した破壊耐圧のばらつきを抑え
ることができる。
As shown in FIG. 15, a contact plug 28 for connecting to a gate electrode (not shown) of another element may be formed on the element isolation region 16. When a contact hole is formed on the element region, the gate insulating film immediately below the contact hole may be damaged at the time of RIE for forming the contact hole, which may cause a variation in breakdown voltage. However, according to the structure shown in FIG. 15, since the contact hole is formed on the element isolation region 16, it is possible to suppress the variation in the breakdown voltage due to the damage generated when the contact hole is formed.

【0061】また、上記第1、第2の実施形態では、ア
ンチフューズ用のゲート電極24と凹部14は1対1で
対応しているが、本発明はこれに限定されない。例え
ば、図16に示すように、一つのゲート電極24に複数
の凹部14を対応させてもよい。この場合、破壊耐圧が
安定し、アンチフューズの歩留まりが向上する。また、
図17に示すように、複数のゲート電極24を一つの凹
部14内に形成してもよい。この場合、アンチフューズ
部の占有面積のさらなる縮小が図れる。
In the first and second embodiments, the antifuse gate electrode 24 and the recess 14 are in one-to-one correspondence, but the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. 16, a plurality of recesses 14 may correspond to one gate electrode 24. In this case, the breakdown voltage is stabilized, and the yield of the antifuse is improved. Also,
As shown in FIG. 17, a plurality of gate electrodes 24 may be formed in one recess 14. In this case, the area occupied by the antifuse portion can be further reduced.

【0062】[第3の実施形態]トランジスタの形成の
際には、例えばポリシリコンゲートを用いたCMOS
(Complementary MOS)デバイスを考えた場合、ウェ
ル、チャネル領域、ゲート電極、ソース/ドレイン領
域、LDD(Lightly Doped Drain)領域のそれぞれに
ついて、N型又はP型のイオン・インプランテーション
が行われる。したがって、これらの工程の組み合わせを
利用して、第3の実施形態では、アンチフューズ部のゲ
ート絶縁膜の破壊耐圧を調整する。以下、アンチフュー
ズ部のゲート絶縁膜の破壊耐圧を調整する方法や、破壊
後の導通抵抗を低減する方法について説明する。
[Third Embodiment] In forming a transistor, for example, a CMOS using a polysilicon gate is used.
When a (Complementary MOS) device is considered, N-type or P-type ion implantation is performed for each of a well, a channel region, a gate electrode, a source / drain region, and an LDD (Lightly Doped Drain) region. Therefore, in the third embodiment, the breakdown voltage of the gate insulating film in the antifuse portion is adjusted by using a combination of these steps. Hereinafter, a method for adjusting the breakdown voltage of the gate insulating film in the antifuse portion and a method for reducing the conduction resistance after the breakdown will be described.

【0063】図18に示すように、シリコン基板11の
表面に形成されたウェル32aの導電型とポリシリコン
膜19aの導電型を同一導電型(例えばP型)とする。
これにより、ゲート絶縁膜18bを破壊した後のアンチ
フューズ部の導通抵抗を下げることが可能であり、破壊
/非破壊の判定精度を向上することができる。
As shown in FIG. 18, the conductivity type of the well 32a formed on the surface of the silicon substrate 11 and the conductivity type of the polysilicon film 19a are the same conductivity type (for example, P type).
This makes it possible to reduce the conduction resistance of the antifuse portion after the gate insulating film 18b is broken, and to improve the accuracy of the destruction / non-destruction determination.

【0064】図19に示すように、シリコン基板11の
表面に形成されたウェル32bの導電型とポリシリコン
膜19bの導電型を同一導電型(例えばN型)とする。
さらに、例えばNウェル32bの表面にP型のLDD領
域及びソース・ドレイン領域33を形成する。ここで、
ゲート絶縁膜18bの破壊の際にはゲート電極24に正
の電界を印加する。この場合、LDD領域及びソース・
ドレイン領域33を形成することにより、ゲート電極端
部24aの電界集中を緩和できる。したがって、ゲート
電極端部24aでの電界集中に起因した破壊耐圧のばら
つきを低減することが可能である。
As shown in FIG. 19, the conductivity type of the well 32b formed on the surface of the silicon substrate 11 and the conductivity type of the polysilicon film 19b are the same conductivity type (for example, N type).
Further, a P-type LDD region and source / drain regions 33 are formed on the surface of the N well 32b, for example. here,
When the gate insulating film 18b is broken, a positive electric field is applied to the gate electrode 24. In this case, the LDD region and the source
By forming the drain region 33, the electric field concentration at the gate electrode end 24a can be reduced. Therefore, it is possible to reduce the variation in the breakdown voltage due to the electric field concentration at the gate electrode end 24a.

【0065】また、図20に示すように、シリコン基板
11の表面に形成されたウェル32bの導電型とポリシ
リコン膜19bの導電型を同一導電型(例えばN型)と
し、ポリシリコン膜19bの不純物濃度をウェル32b
より1桁以上高く設定する。なお、この装置では、アン
チフューズ部のゲート絶縁膜18bを破壊する際にゲー
ト電極24に正の電界を与え、実使用(判定)の際にゲ
ート電極24に負の電界を与える。このように、破壊時
と判定時の電界の正負を逆転させた場合、ウェル32b
の不純物濃度がポリシリコン膜19bの不純物濃度より
低いため、判定時にゲートの下側のウェル32bに形成
される空乏層が厚くなる。このため、破壊させなかった
アンチフューズ部のゲート絶縁膜には、実効的に小さな
電界しか印加されない。したがって、実使用時に繰り返
し行われる判定動作に対する信頼性を高めることも可能
である。
As shown in FIG. 20, the conductivity type of the well 32b formed on the surface of the silicon substrate 11 and the conductivity type of the polysilicon film 19b are the same conductivity type (eg, N type). Impurity concentration of well 32b
Set one or more digits higher. In this device, a positive electric field is applied to the gate electrode 24 when the gate insulating film 18b in the antifuse portion is broken, and a negative electric field is applied to the gate electrode 24 during actual use (determination). As described above, when the sign of the electric field at the time of destruction and that at the time of determination are reversed, the well 32b
Is lower than the impurity concentration of the polysilicon film 19b, the depletion layer formed in the well 32b below the gate at the time of determination becomes thick. Therefore, only a small electric field is effectively applied to the gate insulating film in the antifuse portion that has not been destroyed. Therefore, it is possible to increase the reliability of the determination operation repeatedly performed during actual use.

【0066】また、上記各実施形態では、トランジスタ
の形成に伴いアンチフューズ部のゲート電極24の直下
にもチャネル不純物を注入してもよいが、図21に示す
例のように、アンチフューズ部のウェル、チャネル領域
にイオン・インプランテーションを行わず、例えばP型
の半導体基板34を不純物濃度の低い状態に保ってもよ
い。この装置において、アンチフューズ部のゲート絶縁
膜18bを破壊する際はゲート電極24に負の電界を与
え、判定する際はゲート電極24に正の電界を与える。
この場合も、図20と同様の効果を得ることができる。
さらに、半導体基板34自体が最初に有している非常に
低い不純物濃度により、空乏層の厚さはより大きくなる
ため、実使用時の判定動作に対する信頼性をさらに向上
させることも可能である。
In each of the above embodiments, a channel impurity may be implanted immediately below the gate electrode 24 in the antifuse portion along with the formation of the transistor. However, as shown in FIG. For example, the P-type semiconductor substrate 34 may be kept at a low impurity concentration without performing ion implantation on the well and the channel region. In this apparatus, a negative electric field is applied to the gate electrode 24 when the gate insulating film 18b in the antifuse portion is destroyed, and a positive electric field is applied to the gate electrode 24 when making a determination.
In this case, the same effect as in FIG. 20 can be obtained.
Furthermore, since the thickness of the depletion layer is further increased due to the very low impurity concentration initially included in the semiconductor substrate 34 itself, it is possible to further improve the reliability of the determination operation in actual use.

【0067】なお、アンチフューズ部のゲート絶縁膜1
8bの破壊耐圧を調整する方法は、上述した実施形態に
限定されない。
The gate insulating film 1 in the antifuse portion
The method of adjusting the breakdown voltage of 8b is not limited to the above embodiment.

【0068】例えば、凹部14の底部、側面、コーナー
部のダメージ量を調整することにより、アンチフューズ
の破壊耐圧を調整することが可能である。つまり、例え
ば破壊耐圧が所望の値よりも下がりすぎた場合で、それ
がRIEにより生じるダメージに起因する場合は、RI
E時のイオン・エネルギーを落とすことでダメージ量を
低減することが可能である。これにより、破壊耐圧をあ
る程度回復させることができる。
For example, the breakdown voltage of the antifuse can be adjusted by adjusting the amount of damage to the bottom, side, and corner of the recess 14. In other words, for example, if the breakdown voltage is too low below a desired value, and if this is due to damage caused by RIE, the RI
It is possible to reduce the amount of damage by lowering the ion energy at E. Thereby, the breakdown voltage can be recovered to some extent.

【0069】また、図3に示す段差付け工程でシリコン
酸化膜15を除去する際に、さらに例えばCDE(Chem
ical Dry Etching)法等の等方性エッチングによりシリ
コン基板11の表面を薄くエッチングすることで、シリ
コン基板11の最表面のダメージ層を除去することがで
きる。また、凹部14のコーナー部14a、14bに丸
みを持たせて電界集中の効果を弱めることも可能であ
る。これらの方法によっても、所望値より下がりすぎた
破壊耐圧をある程度回復させることができる。
When the silicon oxide film 15 is removed in the step forming step shown in FIG.
By etching the surface of the silicon substrate 11 thinly by isotropic etching such as an ical dry etching method, a damaged layer on the outermost surface of the silicon substrate 11 can be removed. Further, it is also possible to make the corners 14a and 14b of the recess 14 rounded to reduce the effect of electric field concentration. Even with these methods, it is possible to recover the breakdown voltage, which has fallen below a desired value, to some extent.

【0070】逆に、破壊耐圧をさらに下げたい場合に
は、段差付け工程でシリコン酸化膜15を除去する際
に、ウエットエッチング法の代わりに高パワーのRIE
法を用いることで、さらに凹部14の底面にダメージを
導入することが可能である。
On the other hand, when it is desired to further reduce the breakdown voltage, a high-power RIE is used instead of the wet etching method when removing the silicon oxide film 15 in the step forming step.
By using the method, it is possible to further introduce damage to the bottom surface of the concave portion 14.

【0071】また、段差付け工程でシリコン酸化膜15
を除去した後に、レジスト膜17を剥離する前にイオン
・インプランテーション技術を用いて不純物イオンを導
入する。これによって、その後形成されるゲート酸化膜
18の膜厚を調整することが可能である。したがって、
ゲート絶縁膜18bの破壊耐圧を調整することが可能で
ある。例えば、段差付けのためのリソグラフィ工程の後
に、窒素イオンのインプランテーションを行う。これに
より、後に形成されるゲート酸化膜18を特異的に薄く
形成することができ、このゲート酸化膜18をアンチフ
ューズとして用いることで所望の破壊耐圧を得ることが
できる。なお、この場合、アンチフューズ部に必ずしも
段差を設ける必要はないが、段差を設けることでより効
果的に破壊耐圧を低下できる。
Further, the silicon oxide film 15
After removing the resist film 17 and before removing the resist film 17, impurity ions are introduced using an ion implantation technique. Thereby, it is possible to adjust the thickness of the gate oxide film 18 formed thereafter. Therefore,
The breakdown voltage of the gate insulating film 18b can be adjusted. For example, after a lithography process for providing a step, implantation of nitrogen ions is performed. As a result, the gate oxide film 18 to be formed later can be formed specifically thin, and a desired breakdown voltage can be obtained by using the gate oxide film 18 as an antifuse. In this case, it is not always necessary to provide a step in the antifuse portion, but by providing the step, the breakdown voltage can be reduced more effectively.

【0072】[第4の実施形態]第4の実施形態は、上
記第1乃至第3の実施形態による半導体装置の上面図を
示したものである。なお、図22(a)乃至図25
(a)において、符号14cはマスクを示している。
[Fourth Embodiment] The fourth embodiment is a plan view of the semiconductor device according to the first to third embodiments. It should be noted that FIGS.
14A, reference numeral 14c indicates a mask.

【0073】図22(a)は、図17に示したような一
つの凹部14に複数のアンチフューズ用のゲート電極2
4が形成された場合の上面図を示す。図22(b)は、
図22(a)の22b−22b線に沿った断面図を示
す。この場合、ゲート電極24が凹部14内に島状に形
成される。
FIG. 22 (a) shows a plurality of antifuse gate electrodes 2 in one recess 14 as shown in FIG.
4 shows a top view when 4 is formed. FIG. 22 (b)
FIG. 23 shows a cross-sectional view along the line 22b-22b in FIG. In this case, the gate electrode 24 is formed in the recess 14 in an island shape.

【0074】また、図23(a)は、図15に示すよう
に、凹部14がアンチフューズ用のゲート電極24で埋
め込まれ、素子分離領域16上にコンタクトプラグ28
が形成された場合の上面図を示す。図23(b)は、図
23(a)の23b−23b線に沿った断面図を示す。
FIG. 23A shows that, as shown in FIG. 15, the recess 14 is filled with the gate electrode 24 for antifuse, and the contact plug 28 is formed on the element isolation region 16.
FIG. 4 shows a top view in the case where is formed. FIG. 23B is a sectional view taken along line 23b-23b in FIG.

【0075】また、図24(a)は、図8乃至図10等
に示すような凹部14のコーナー部14a、14bを積
極的に利用した場合の上面図を示す。図24(b)は、
図24(a)の24b−24b線に沿った断面図を示
す。
FIG. 24A is a top view when the corner portions 14a and 14b of the concave portion 14 are actively used as shown in FIGS. FIG. 24 (b)
FIG. 25 shows a sectional view taken along the line 24b-24b in FIG.

【0076】また、図25(a)は、さらに電界を集中
させるために凹部14に鋭角部14dを形成した場合の
上面図を示す。図25(b)は、図25(a)の25b
−25b線に沿った断面図を示す。
FIG. 25A is a top view showing a case where an acute angle portion 14d is formed in the concave portion 14 in order to further concentrate the electric field. FIG. 25 (b) is a view similar to 25b in FIG. 25 (a).
FIG. 4 shows a cross-sectional view along line −25b.

【0077】上記第4の実施形態によれば、本発明のア
ンチフューズ部は、素子領域16aやゲート電極24の
最小加工寸法あるいはその数倍の程度で形成が可能であ
る(例えば0.13μm世代では0.4μm×1μm程
度)。このため、アンチフューズ部の占有面積は、従来
のアンチフューズ部等(例えば2μm×10μm程度)
に比べて十分小さくできる。したがって、半導体装置の
チップ面積の縮小と製造コストの削減が可能となる。
According to the fourth embodiment, the antifuse portion of the present invention can be formed with the minimum processing size of the element region 16a and the gate electrode 24 or a multiple of the minimum processing size (for example, 0.13 μm generation). About 0.4 μm × 1 μm). For this reason, the area occupied by the antifuse portion is the same as that of a conventional antifuse portion (for example, about 2 μm × 10 μm).
Can be made much smaller than. Therefore, the chip area of the semiconductor device can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.

【0078】[第5の実施形態]一般的に、図26に示
すように、半導体装置の内部には、電源安定化のための
キャパシタ素子が用意されることが多く、ゲート絶縁膜
48からなるキャパシタが用いられる。そして、より安
定化した電源を供給するためには、より大きな容量を持
ったキャパシタを半導体装置内に形成する必要がある。
しかし、近年、この電源安定化のキャパシタの占有する
面積がチップ全体の面積に比べて大きな割合を占めるよ
うになり、製造コストを増大させる一因となりつつあ
る。このため、電源安定化したキャパシタの占有面積の
縮小が求められていた。
[Fifth Embodiment] Generally, as shown in FIG. 26, a capacitor element for stabilizing a power supply is often prepared inside a semiconductor device, and is composed of a gate insulating film 48. A capacitor is used. In order to supply a more stable power supply, it is necessary to form a capacitor having a larger capacitance in the semiconductor device.
However, in recent years, the area occupied by the capacitor for stabilizing the power supply has occupied a large proportion of the area of the entire chip, and this is becoming a factor that increases the manufacturing cost. Therefore, a reduction in the area occupied by the power-stabilized capacitor has been required.

【0079】そこで、第5の実施形態では、図16に示
すような複数の凹部14を有する半導体装置の構造をキ
ャパシタ素子に適用した例を示す。
Thus, in the fifth embodiment, an example is shown in which the structure of a semiconductor device having a plurality of recesses 14 as shown in FIG. 16 is applied to a capacitor element.

【0080】図27(a)に示すように、図16の構造
と同様に、シリコン基板11内に複数の凹部14が形成
され、この凹部14がゲート絶縁膜18b’及びポリシ
リコン膜19で埋め込まれている。
As shown in FIG. 27A, similarly to the structure of FIG. 16, a plurality of recesses 14 are formed in the silicon substrate 11, and the recesses 14 are filled with the gate insulating film 18b 'and the polysilicon film 19. Have been.

【0081】ここで、キャパシタ素子用のゲート絶縁膜
18b’としては、例えばシリコン窒酸化膜を用いるこ
とが好ましい。このシリコン窒酸化膜は、例えば、シリ
コン基板11の表面を750℃の窒素/水蒸気/塩酸雰
囲気中で酸化した後、900℃の窒素/一酸化窒素雰囲
気中で窒酸化することにより形成される。このシリコン
窒酸化膜を用いた場合、凹部14のコーナー部分や凹部
14の底面、側面での破壊耐圧が低下しにくいことが判
っている。したがって、上記第1乃至第4の実施形態で
説明したようにシリコン基板11の段差面(凹部14)
をアンチフューズ素子としてではなく、電源安定化用の
キャパシタ素子として用いることができる。
Here, as the gate insulating film 18b 'for the capacitor element, for example, a silicon oxynitride film is preferably used. This silicon oxynitride film is formed, for example, by oxidizing the surface of the silicon substrate 11 in a nitrogen / steam / hydrochloric acid atmosphere at 750 ° C. and then performing nitridation in a nitrogen / nitrogen monoxide atmosphere at 900 ° C. It has been found that when this silicon oxynitride film is used, the breakdown voltage at the corners of the recess 14 and at the bottom and side surfaces of the recess 14 is not easily reduced. Therefore, as described in the first to fourth embodiments, the step surface (recess 14) of the silicon substrate 11 is used.
Can be used not as an antifuse element but as a capacitor element for stabilizing a power supply.

【0082】上記第5の実施形態によれば、ゲート絶縁
膜18b’として破壊耐圧が低下しにくいシリコン窒酸
化膜を用いるため、シリコン基板11の凹部14をアン
チフューズ素子としてではなく電源安定化用のキャパシ
タ素子として用いることができる。そして、シリコン基
板11内に複数の凹部14を形成することによって、ゲ
ート絶縁膜18b’の表面積を大きすることができる。
したがって、キャパシタの占有面積を大きくすることな
く、キャパシタの容量を大きくすることができる。
According to the fifth embodiment, since the silicon oxynitride film whose breakdown withstand voltage is hardly reduced is used as the gate insulating film 18b ', the concave portion 14 of the silicon substrate 11 is not used as an antifuse element but for stabilizing the power supply. Can be used as a capacitor element. Then, by forming a plurality of recesses 14 in the silicon substrate 11, the surface area of the gate insulating film 18b 'can be increased.
Therefore, the capacity of the capacitor can be increased without increasing the area occupied by the capacitor.

【0083】例えば、シリコン基板11内に、幅0.1
3μm、深さ0.2μmの凹部14を0.13μmのス
ペースを空けて繰り返し形成した場合、同じゲート絶縁
膜を用いても、従来と比べてキャパシタ素子の面積を1
/2.5程度に縮小することができる。したがって、キ
ャパシタの占有面積を縮小でき、より安価な半導体装置
の提供が可能になる。
For example, when the silicon substrate 11 has a width of 0.1
When the concave portion 14 having a depth of 3 μm and a depth of 0.2 μm is repeatedly formed with a space of 0.13 μm, even if the same gate insulating film is used, the area of the capacitor element is reduced by one area as compared with the conventional case.
/2.5. Therefore, the area occupied by the capacitor can be reduced, and a more inexpensive semiconductor device can be provided.

【0084】なお、図27(b)に示すように、凹部1
4の形状は、図22(a)のような島状とするのではな
く、ライン状にすることが好ましい。これによって、ゲ
ート絶縁膜18b’の表面積を少しでも大きくかせぐこ
とができるため、キャパシタの占有面積を大きくするこ
となく、キャパシタの容量を大きくすることができる。
Note that, as shown in FIG.
The shape of 4 is preferably a line shape, not an island shape as shown in FIG. Thus, the surface area of the gate insulating film 18b 'can be increased as much as possible, so that the capacitance of the capacitor can be increased without increasing the area occupied by the capacitor.

【0085】その他、本発明は、その要旨を逸脱しない
範囲で種々変形して実施することが可能である。
In addition, the present invention can be variously modified and implemented without departing from the gist thereof.

【0086】[0086]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、合
わせマーク用の段差付け工程をアンチフューズの形成に
応用することで、製造工程を増やすことなく、所望の破
壊耐圧をもつゲート絶縁膜を形成することが可能な半導
体装置及びその製造方法を提供できる。
As described above, according to the present invention, a gate insulating film having a desired breakdown voltage can be obtained without increasing the number of manufacturing steps by applying the step for aligning marks to the formation of an antifuse. And a method for manufacturing the same.

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

【図1】本発明の第1の実施形態に係わる半導体装置の
製造工程を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に続く、本発明の第1の実施形態に係わる
半導体装置の製造工程を示す断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, following FIG. 1;

【図3】図2に続く、本発明の第1の実施形態に係わる
半導体装置の製造工程を示す断面図。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, following FIG. 2;

【図4】図3に続く、本発明の第1の実施形態に係わる
半導体装置の製造工程を示す断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, following FIG. 3;

【図5】図4に続く、本発明の第1の実施形態に係わる
半導体装置の製造工程を示す断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, following FIG. 4;

【図6】図5に続く、本発明の第1の実施形態に係わる
半導体装置の製造工程を示す断面図。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, following FIG. 5;

【図7】本発明の他の第1の実施形態に係わる半導体装
置の製造工程を示す断面図。
FIG. 7 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to another first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2の実施形態に係わり、凹部のコー
ナー部を利用したアンチフューズ部を示す断面図。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing an antifuse portion using a corner portion of a concave portion according to the second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2の実施形態に係わり、凹部のコー
ナー部を利用した他のアンチフューズ部を示す断面図。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing another antifuse portion using a corner portion of a concave portion according to the second embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第2の実施形態に係わり、凹部の片
側のコーナー部を利用したアンチフューズ部を示す断面
図。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an antifuse portion using a corner portion on one side of a concave portion according to the second embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第2の実施形態に係わり、凹部を埋
め込んだ場合のアンチフューズ部を示す断面図。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing an antifuse portion according to a second embodiment of the present invention when a concave portion is buried.

【図12】本発明の第2の実施形態に係わり、凹部をポ
リシリコン膜で埋め込んだ場合の他のアンチフューズ部
を示す断面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing another antifuse portion according to the second embodiment of the present invention when a concave portion is buried with a polysilicon film.

【図13】本発明の第1、第2の実施形態に係わり、S
OI基板を用いた場合のアンチフューズ部を示す断面
図。
FIG. 13 relates to the first and second embodiments of the present invention,
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating an antifuse portion when an OI substrate is used.

【図14】本発明の第1、第2の実施形態に係わり、凹
部の途中までシリコン酸化膜で埋め込んだ場合のアンチ
フューズ部を示す断面図。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing an antifuse portion according to the first and second embodiments of the present invention when a silicon oxide film is buried halfway into a concave portion.

【図15】本発明の第1、第2の実施形態に係わり、素
子分離領域上にコンタクトを形成した場合のアンチフュ
ーズ部を示す断面図。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing an antifuse portion when a contact is formed on an element isolation region according to the first and second embodiments of the present invention.

【図16】本発明の第1、第2の実施形態に係わり、一
つのアンチフューズ部に対して複数の凹部が対応する場
合を示す断面図。
FIG. 16 is a sectional view showing a case where a plurality of recesses correspond to one antifuse portion according to the first and second embodiments of the present invention.

【図17】本発明の第1、第2の実施形態に係わり、複
数のアンチフューズ部に対して一つの凹部が対応する場
合を示す断面図。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a case where one recess corresponds to a plurality of antifuse portions according to the first and second embodiments of the present invention.

【図18】本発明の第3の実施形態に係わり、ゲートの
不純物濃度がウェルより高いアンチフューズ部を示す断
面図。
FIG. 18 is a sectional view showing an antifuse portion according to the third embodiment of the present invention, in which the impurity concentration of the gate is higher than that of the well.

【図19】本発明の第3の実施形態に係わり、ゲートの
不純物濃度がウェルより高く、かつLDD領域が形成さ
れたアンチフューズ部を示す断面図。
FIG. 19 is a sectional view showing an antifuse portion according to a third embodiment of the present invention, in which the impurity concentration of the gate is higher than that of the well and the LDD region is formed.

【図20】本発明の第3の実施形態に係わり、ゲートの
不純物濃度がウェルより高いアンチフューズ部を示す断
面図。
FIG. 20 is a sectional view showing an antifuse portion according to the third embodiment of the present invention, in which the impurity concentration of the gate is higher than that of the well.

【図21】本発明の第3の実施形態に係わり、ゲートの
不純物濃度がウェルより高いアンチフューズ部を示す断
面図。
FIG. 21 is a sectional view showing an antifuse portion according to the third embodiment of the present invention, in which the impurity concentration of the gate is higher than that of the well.

【図22】図22(a)は、一つの凹部に複数のアンチ
フューズ用のゲート電極が形成された場合を示す上面
図、図22(b)は、図22(a)の22b−22b線
に沿った断面図。
22 (a) is a top view showing a case where a plurality of antifuse gate electrodes are formed in one recess, and FIG. 22 (b) is a line 22b-22b in FIG. 22 (a). Sectional view along.

【図23】図23(a)は、凹部がアンチフューズ用の
ゲート電極で埋め込まれ、素子分離領域上にコンタクト
が形成された場合を示す上面図、図23(b)は、図2
3(a)の23b−23b線に沿った断面図。
FIG. 23A is a top view showing a case where a concave portion is filled with a gate electrode for antifuse and a contact is formed on an element isolation region. FIG. 23B is a top view showing FIG.
Sectional drawing which followed the 23b-23b line of 3 (a).

【図24】図24(a)は、凹部のコーナー部を積極的
に利用した場合を示す上面図、図24(b)は、図24
(a)の24b−24b線に沿った断面図。
24A is a top view showing a case where corner portions of a concave portion are actively used, and FIG.
Sectional drawing which followed the 24b-24b line of (a).

【図25】図25(a)は、凹部に鋭角部を形成した場
合を示す上面図、図25(b)は、図25(a)の25
b−25b線に沿った断面図。
FIG. 25 (a) is a top view showing a case where an acute angle portion is formed in a concave portion, and FIG. 25 (b) is a view 25 in FIG. 25 (a).
Sectional drawing along the b-25b line.

【図26】従来技術によるキャパシタ素子を有する半導
体装置の断面図。
FIG. 26 is a sectional view of a semiconductor device having a capacitor element according to a conventional technique.

【図27】図27(a)は、本発明の第5の実施形態に
係わり、キャパシタ素子を有する半導体装置の断面図、
図27(b)は、図27(a)に示す凹部の上面図。
FIG. 27A is a cross-sectional view of a semiconductor device having a capacitor element according to a fifth embodiment of the present invention,
FIG. 27B is a top view of the recess shown in FIG.

【図28】従来技術による半導体装置の製造工程を示す
断面図。
FIG. 28 is a sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device according to a conventional technique.

【図29】図28に続く、従来技術による半導体装置の
製造工程を示す断面図。
FIG. 29 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the conventional semiconductor device, following FIG. 28;

【図30】図29に続く、従来技術による半導体装置の
製造工程を示す断面図。
FIG. 30 is a sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to the conventional technique, following FIG. 29;

【図31】図30に続く、従来技術による半導体装置の
製造工程を示す断面図。
FIG. 31 is a sectional view showing a manufacturing step of a conventional semiconductor device, following FIG. 30;

【図32】図31に続く、従来技術による半導体装置の
製造工程を示す断面図。
FIG. 32 is a sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device according to the related art, following FIG. 31;

【図33】図32に続く、従来技術による半導体装置の
製造工程を示す断面図。
FIG. 33 is a sectional view showing a manufacturing step of a conventional semiconductor device, following FIG. 32;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…シリコン基板、 12…素子分離領域用の第1の凹部、 13…アンチフューズ部用の第2の凹部、 14…合わせマーク部用の第3の凹部、 14a、14b…コーナー部、 14c…マスク、 14d…鋭角部、 15…シリコン酸化膜、 16…素子分離領域、 17…レジスト、 18、18a、18b…ゲート絶縁膜、 18b’…キャパシタ素子用のゲート絶縁膜、 19…ポリシリコン膜、 19a…P+型ポリシリコン膜、 19b…N+型ポリシリコン膜、 20…タングステン膜、 21…シリコン窒化膜、 22…トランジスタ用の第1のゲート電極、 23…合わせマーク部、 24…アンチフューズ用の第2のゲート電極、 24a…ゲート電極端部、 24’…段差、 25…ゲート側壁、 26…ソース/ドレイン領域、 27、30…層間絶縁膜、 28…コンタクトプラグ、 29…上層配線、 32a…Pウェル、 32b…Nウェル、 33…LDD領域及びソース・ドレイン領域、 34…P型の半導体基板。11: Silicon substrate, 12: First concave portion for element isolation region, 13: Second concave portion for antifuse portion, 14: Third concave portion for alignment mark portion, 14a, 14b: Corner portion, 14c ... Mask, 14d: acute angle portion, 15: silicon oxide film, 16: element isolation region, 17: resist, 18, 18a, 18b: gate insulating film, 18b ': gate insulating film for capacitor element, 19: polysilicon film, 19a: P + type polysilicon film, 19b: N + type polysilicon film, 20: tungsten film, 21: silicon nitride film, 22: first gate electrode for transistor, 23: alignment mark portion, 24: antifuse Second gate electrode, 24a: gate electrode end, 24 ': step, 25: gate side wall, 26: source / drain region, 27, 30 ... interlayer Enmaku, 28 ... contact plug, 29 ... upper wiring, 32a ... P-well, 32 b ... N-well, 33 ... LDD regions and source and drain regions, 34 ... P-type semiconductor substrate.

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板内に形成された凹部と、 前記半導体基板上に選択的に形成された第1のゲート絶
縁膜と、 少なくとも前記凹部の底面に形成された第2のゲート絶
縁膜と、 前記第1のゲート絶縁膜上に形成された第1の導電膜
と、 前記第2のゲート絶縁膜上に形成された第2の導電膜と
を具備することを特徴とする半導体装置。
A concave portion formed in the semiconductor substrate; a first gate insulating film selectively formed on the semiconductor substrate; and a second gate insulating film formed on at least a bottom surface of the concave portion. A semiconductor device, comprising: a first conductive film formed on the first gate insulating film; and a second conductive film formed on the second gate insulating film.
【請求項2】 前記第2のゲート絶縁膜及び前記第2の
導電膜は、前記凹部の底面、前記凹部の両側面又は片側
面、及び前記半導体基板上に形成され、 前記第1の導電膜の膜表面と前記半導体基板上の前記第
2の導電膜の膜表面とが同じ高さ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 first conductive film, wherein the second gate insulating film and the second conductive film are formed on a bottom surface of the concave portion, on both side surfaces or one side surface of the concave portion, and on the semiconductor substrate. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the film surface of the first conductive film and the film surface of the second conductive film on the semiconductor substrate have the same height.
【請求項3】 前記凹部のコーナー部に前記第2のゲー
ト絶縁膜が形成されることを特徴とする請求項1記載の
半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said second gate insulating film is formed at a corner of said recess.
【請求項4】 前記第2の導電膜上に絶縁膜が形成され
ており、この絶縁膜、前記第2のゲート絶縁膜及び前記
第2の導電膜で前記凹部が埋め込まれることを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置。
4. An insulating film is formed on the second conductive film, and the concave portion is filled with the insulating film, the second gate insulating film, and the second conductive film. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項5】 前記第2のゲート絶縁膜及び前記第2の
導電膜で前記凹部が埋め込まれ、かつ前記第2の導電膜
の膜表面はほぼ平面であることを特徴とする請求項1記
載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the concave portion is filled with the second gate insulating film and the second conductive film, and a film surface of the second conductive film is substantially flat. Semiconductor device.
【請求項6】 前記半導体基板はSOI基板であること
を特徴とする請求項1記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor substrate is an SOI substrate.
【請求項7】 前記半導体基板内に形成された素子分離
領域と、 前記素子分離領域上まで前記第2のゲート絶縁膜及び前
記第2の導電膜が引き出され、この素子分離領域上の第
2の導電膜と電気的に接続されるコンタクトと、 前記コンタクトと電気的に接続される配線とをさらに具
備することを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
7. An element isolation region formed in said semiconductor substrate, and said second gate insulating film and said second conductive film are drawn out to above said element isolation region. The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a contact electrically connected to the conductive film, and a wiring electrically connected to the contact.
【請求項8】 前記凹部が複数個形成され、この複数個
の凹部が前記第2のゲート絶縁膜及び前記第2の導電膜
で埋め込まれ、前記第2の導電膜の膜表面はほぼ平坦で
あることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
8. A plurality of recesses are formed, and the plurality of recesses are filled with the second gate insulating film and the second conductive film. The film surface of the second conductive film is substantially flat. The semiconductor device according to claim 1, wherein:
【請求項9】 前記凹部内に前記第2の導電膜からなる
ゲート電極が複数個形成されることを特徴とする請求項
1記載の半導体装置。
9. The semiconductor device according to claim 1, wherein a plurality of gate electrodes made of the second conductive film are formed in the recess.
【請求項10】 前記第2の導電膜の不純物濃度は、前
記半導体基板の不純物濃度より高いことを特徴とする請
求項1記載の半導体装置。
10. The semiconductor device according to claim 1, wherein an impurity concentration of said second conductive film is higher than an impurity concentration of said semiconductor substrate.
【請求項11】 前記第2の絶縁膜は、アンチフューズ
部用又はキャパシタ素子用の絶縁膜であることを特徴と
する請求項1記載の半導体装置。
11. The semiconductor device according to claim 1, wherein said second insulating film is an insulating film for an antifuse portion or a capacitor element.
【請求項12】 半導体基板内に第1、第2、第3の凹
部が形成される工程と、 前記第1、第2、第3の凹部が絶縁膜で埋め込まれ、前
記半導体基板の表面が露出するまで前記絶縁膜の表面が
平坦化されることによって、前記第1の凹部に素子分離
領域が形成される工程と、 前記第2、第3の凹部内の前記絶縁膜が除去されること
により、前記第2の凹部に合わせマーク部が形成される
工程と、 全面にゲート絶縁膜が形成される工程と、 前記ゲート絶縁膜上に導電膜が形成される工程と、 前記導電膜が選択的に除去され、前記半導体基板上に第
1のゲート電極が形成されるとともに、第3の凹部に第
2のゲート電極が形成される工程とを含むことを特徴と
する半導体装置の製造方法。
12. A step of forming first, second, and third concave portions in a semiconductor substrate; filling the first, second, and third concave portions with an insulating film; Forming a device isolation region in the first recess by flattening the surface of the insulating film until the insulating film is exposed; and removing the insulating film in the second and third recesses Forming a registration mark portion in the second concave portion, forming a gate insulating film over the entire surface, forming a conductive film on the gate insulating film, and selecting the conductive film. Forming a first gate electrode on the semiconductor substrate, and forming a second gate electrode in a third concave portion.
【請求項13】 前記第3の凹部内に形成された前記絶
縁膜の一部を残存した状態で、全面にゲート絶縁膜が形
成されることを特徴とする請求項12記載の半導体装置
の製造方法。
13. The manufacturing of a semiconductor device according to claim 12, wherein a gate insulating film is formed on the entire surface while a part of the insulating film formed in the third recess remains. Method.
【請求項14】 前記第2のゲート電極は、前記第3の
凹部の底面、前記第3の凹部の両側面又は片側面、及び
前記半導体基板上に形成されることを特徴とする請求項
12記載の半導体装置の製造方法。
14. The semiconductor device according to claim 12, wherein the second gate electrode is formed on a bottom surface of the third recess, both side surfaces or one side surface of the third recess, and on the semiconductor substrate. The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項15】 前記第2のゲート電極は、前記第3の
凹部を埋め込むように形成されることを特徴とする請求
項12記載の半導体装置の製造方法。
15. The method according to claim 12, wherein the second gate electrode is formed so as to fill the third recess.
【請求項16】 前記第2のゲート電極が前記第3の凹
部内から前記素子分離領域上まで引き出して形成され、
前記素子分離領域上の前記第2のゲート電極上にコンタ
クトが形成されることを特徴とする請求項12記載の半
導体装置の製造方法。
16. The semiconductor device according to claim 16, wherein the second gate electrode is formed so as to extend from inside the third recess to above the element isolation region.
13. The method according to claim 12, wherein a contact is formed on the second gate electrode on the element isolation region.
【請求項17】 前記第3の凹部は、複数個形成される
ことを特徴とする請求項12記載の半導体装置の製造方
法。
17. The method according to claim 12, wherein a plurality of the third recesses are formed.
【請求項18】 前記第2のゲート電極は、前記第3の
凹部内に複数個形成されることを特徴とする請求項12
記載の半導体装置の製造方法。
18. The semiconductor device according to claim 12, wherein a plurality of the second gate electrodes are formed in the third recess.
The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
【請求項19】 前記導電膜の不純物濃度は、前記半導
体基板の不純物濃度より高いことを特徴とする請求項1
2記載の半導体装置の製造方法。
19. The semiconductor device according to claim 1, wherein an impurity concentration of the conductive film is higher than an impurity concentration of the semiconductor substrate.
3. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 2.
【請求項20】 前記第2のゲート電極は、アンチフュ
ーズ部用又はキャパシタ素子用のゲート電極であること
を特徴とする請求項12記載の半導体装置の製造方法。
20. The method according to claim 12, wherein the second gate electrode is a gate electrode for an antifuse portion or a capacitor element.
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