JP2003309177A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
装置を提供する。 【解決手段】 メモリセル容量40及びアンチヒューズ
20Aを有する半導体装置において、前記アンチヒュー
ズは、前記メモリセル容量と同時に形成され電気的に直
列に配置された少なくとも2つ以上の絶縁素子A,Bを
有している。
Description
るものである。
てきている。DRAM(ダイナミックランダムアクセス
メモリ)を例にすると、64M、128M、256M、
512Mbitというように1チップに集積されるbi
t数が増加している。
良が発生すると不良チップとなるので、あらかじめ冗長
回路を設けておき、この冗長回路を使って不良bitを
置き換えて不良チップを救済するという技術が用いられ
ている。これは通常、半導体チップ内にヒューズを設け
ておき不良bitに対応するヒューズにレーザービーム
を照射して切断して冗長回路に置き換えるという手法で
ある。
プ内に必要とされるヒューズ本数は増加しているが、ヒ
ューズを切断するためのレーザービームスポットは小さ
くなっていない。従って、ヒューズ同士の間隔は小さく
ならず、ヒューズ領域は集積度が上がるにつれて増大し
ている。
ておき、不良bitに対応する絶縁素子に所定の電圧を
印加しこの絶縁素子を破壊し短絡させることによりプロ
グラミングして不良bitを冗長回路に置き換えるアン
チヒューズという技術が注目されている。
ズは、この絶縁素子を構成するための工程数を追加する
ことになるので全体の工程数が増大する。これに対し、
特開平11−191614号公報に示されるように、D
RAMの記憶素子と同時に形成することにより工程数の
増大がないという技術が提案されている。この技術を用
いたときのアンチヒューズの簡単な断面構造図を図6に
示す。
ート電極1及びソース拡散層2及びドレイン拡散層3か
らなるトランジスタ10と、下部電極4及び容量絶縁膜
5及び上部電極6からなる絶縁素子20とで構成されて
いる。この絶縁素子4、5、6がアンチヒューズ20と
して使われる。また、ソース拡散層2とVGND電極
7、上部電極6とVDD電極8、及びドレイン拡散層3
と下部電極4がそれぞれ電気的に接続されている。
DRAMメモリセルの断面構造図を図7に示す。図7に
示すように、DRAMメモリセル50は、ゲート電極1
1及び拡散層領域12及び13からなるトランジスタ3
0と、下部電極14、容量絶縁膜15及び上部電極16
からなるキャパシタ40とで構成されている。キャパシ
タ40の下部電極14は、拡散層領域13と接続されて
おり、拡散層領域12はデジット線17と接続されてい
る。
モリセル50の下部電極14とアンチヒューズ20の下
部電極4とを同時に形成するようにして、工程を増やさ
ずアンチヒューズ20をDRAMチップ或いはロジック
混載DRAM内の形成することが可能である。
な等価回路を図8に示す。
D間に電源電圧分が印加される。ここで、アンチヒュー
ズ20として用いられている絶縁素子4、5、6が破壊
されている場合、図8のトランジスタ10がオンしてい
るとVOUT端子60に出力される電圧はVDDとな
る。
いない場合、図8のトランジスタ10がオンしていると
VOUT端子60に出力される電圧はVGNDとなる。
通常VGND≒0Vと考えてよいので、この場合、絶縁
素子4、5、6には電源電圧VDDが印加される。
えを行う場合、所定のアンチヒューズ20を破壊する。
従って、図8のような回路構成の場合、VOUT端子6
0の電位がVDDのときに置き換えが起こっていること
になる。
セル50について説明する。
に伴い、メモリセル50のサイズが縮小されている。し
かしながら、メモリセル50のサイズが縮小されても、
必要とされるキャパシタ40の容量はさほど小さくなっ
ていない。キャパシタ容量は面積に比例し、キャパシタ
絶縁膜15の膜厚に反比例するため、キャパシタ容量を
維持するためにはキャパシタ絶縁膜15の膜厚を薄膜化
することが重要である。
電源電圧VDDではなく電源電圧VDDの1/2にする
という技術が比較的一般的な技術となっている。これに
より、キャパシタ絶縁膜15は、電源電圧VDDでは特
性の劣化を起こす可能性はあっても電源電圧VDDの半
分の電圧では特性の劣化を起こさない膜厚まで薄膜化が
進みキャパシタ容量の維持に寄与している。
0に用いられる絶縁素子4、5、6は、通常の動作時に
は電源電圧分の電圧VDDが印加されることがある。従
って、DRAMのメモリセルキャパシタ40と同時に形
成されたアンチヒューズ20では、絶縁素子4、5、6
が、印加された電圧VDDによって素子特性が劣化を起
こし、最終的には絶縁破壊を起こしてしまう危険性があ
る。
ューズを備えた半導体装置が望まれている。メモリセル
の下部電極とアンチヒューズの下部電極とを同時に形成
する半導体装置において、メモリセルに印加される電圧
とアンチヒューズに印加される電圧が異なる場合であっ
ても、信頼性の高いアンチヒューズを備えた半導体装置
が望まれている。メモリセルの下部電極とアンチヒュー
ズの下部電極とを同時に形成する半導体装置において、
メモリセルに印加される電圧とアンチヒューズに印加さ
れる電圧が異なる場合であっても、工程数を増やすこと
なく信頼性の高いアンチヒューズを備えた半導体装置が
望まれている。
次の半導体装置が記載されている。その半導体装置は、
メモリセルキャパシタと同一構造を有する容量素子を、
行または列方向に沿って整列して配置し、これらの容量
素子を並列に結合して、キャパシタ型アンチヒューズを
実現する。周辺回路領域においても、パターンが繰り返
されるために、完全な構造の容量素子を実現することが
でき、正確に所望の特性を有するキャパシタ型アンチヒ
ューズを実現することができる。
の半導体装置が記載されている。その半導体装置は、半
導体基板と、半導体基板の上に形成された下部配線と、
下部配線の上に形成されたアンチヒューズ層と、アンチ
ヒューズ層の上に形成されたエッチングストップ層と、
層間絶縁膜の中に形成されたヴィアホールに埋め込ま
れ、その一端がエッチングストップ層に接続されている
埋め込みプラグと、埋め込みプラグの他端に接続するよ
うに形成された上部配線とを備えている。
半導体集積回路装置の製造方法が記載されている。アン
チヒューズ素子を有する半導体集積回路装置の製造方法
において、アンチヒューズ素子のアンチヒューズ用接続
孔を形成する工程が配線用接続孔と同一製造工程で形成
される。アンチヒューズ用接続孔はアンチヒューズ素子
の下層電極と上層電極との間を接続する。配線用接続孔
はMISFETのソース領域又はドレイン領域と配線と
の間を接続する。つまり、アンチヒューズ用接続孔を形
成する工程が配線用接続孔を形成する工程で兼用でき
る。さらに、アンチヒューズ素子の下層電極とMISF
ETのソース領域又はドレイン領域とが同一製造工程で
形成される。
ーズを備えた半導体装置を提供することである。本発明
の他の目的は、メモリセルの下部電極とアンチヒューズ
の下部電極とを同時に形成する半導体装置において、メ
モリセルに印加される電圧とアンチヒューズに印加され
る電圧が異なる場合であっても、信頼性の高いアンチヒ
ューズを備えた半導体装置を提供することである。本発
明の更に他の目的は、メモリセルの下部電極とアンチヒ
ューズの下部電極とを同時に形成する半導体装置におい
て、メモリセルに印加される電圧とアンチヒューズに印
加される電圧が異なる場合であっても、工程数を増やす
ことなく信頼性の高いアンチヒューズを備えた半導体装
置を提供することである。
形態]で使用する番号・符号を用いて、[課題を解決す
るための手段]を説明する。これらの番号・符号は、
[特許請求の範囲]の記載と[発明の実施の形態]の記
載との対応関係を明らかにするために付加されたもので
あるが、[特許請求の範囲]に記載されている発明の技
術的範囲の解釈に用いてはならない。
(40)及びアンチヒューズ(20A)を有する半導体
装置において、前記アンチヒューズ(20A)は、前記
メモリセル容量(40)と同時に形成され電気的に直列
に配置された少なくとも2つ以上の絶縁素子(A,B)
を有している。
セル容量(40)には、電源電圧(VDD)の1/2の
電圧が印加され、前記アンチヒューズ(20A)には、
前記電源電圧(VDD)が印加され、前記少なくとも2
つ以上の絶縁素子(A,B)のそれぞれには、前記電源
電圧(VDD)が前記絶縁素子(A,B)の数の分だけ
分割されてなる電圧が印加される。
0)を充電又は放電させてデータの書きこみ又は消去を
行うメモリセル(50)と、直列接続された第1および
第2の絶縁素子(A、B)を含むアンチヒューズ(20
A)と、前記アンチヒューズ(20A)と直列接続され
たMOSトランジスタ(10A)とを備え、前記キャパ
シタ(40)は、半導体基板に形成されたセル下部電極
(14)と、前記セル下部電極(14)の表面に形成さ
れたセル誘電体薄膜(15)と、前記セル誘電体薄膜
(15)の表面に形成されたセル上部電極(16)とで
構成され、前記第1の絶縁素子(A)は、前記セル下部
電極(14)と同時に形成された第1のヒューズ下部電
極(4)と、前記第1のヒューズ下部電極(4)の表面
に形成され前記セル誘電体薄膜(15)と同時に形成さ
れたヒューズ誘電体薄膜(5)と、前記ヒューズ誘電体
薄膜(5)の表面に形成され前記セル上部電極(16)
と同時に形成されたヒューズ上部電極(6)とで構成さ
れ、前記第2の絶縁素子(B)は、前記セル下部電極
(14)と同時に形成され前記第1のヒューズ下部電極
(4)とは電気的に分離された第2のヒューズ下部電極
(4’)と、前記第2のヒューズ下部電極(4’)の表
面に形成され前記セル誘電体薄膜(15)と同時に形成
された前記ヒューズ誘電体薄膜(5)と、前記ヒューズ
誘電体薄膜(5)の表面に形成され前記セル上部電極
(16)と同時に形成された前記ヒューズ上部電極
(6)とで構成され、前記アンチヒューズ(20A)と
前記MOSトランジスタ(10A)とが直列接続された
回路に、前記キャパシタ(40)に印加される第1電圧
(VDD/2)よりも高い絶縁破壊電圧を印加し、前記
MOSトランジスタ(10A)を導通させると前記アン
チヒューズ(20A)の前記ヒューズ誘電体薄膜(5)
が破壊され、前記第1および第2のヒューズ下部電極
(4,4’)間が短絡するように構成され、前記アンチ
ヒューズ(20A)と前記MOSトランジスタ(10
A)とが直列接続された回路に、前記第1電圧(VDD
/2)よりも高く前記絶縁破壊電圧よりも低い第2電圧
(VDD)が印加されたときに、前記第1および第2の
絶縁素子(A,B)のそれぞれには、前記第1電圧(V
DD/2)と概ね同一又は前記第1電圧(VDD/2)
よりも低い電圧が印加される。
よび第2のヒューズ下部電極(4,4’)は、前記ヒュ
ーズ誘電体薄膜(5)によって電気的に分離されてい
る。
よび第2のヒューズ下部電極(4,4’)の一方と、前
記第2電圧(VDD)が印加される高位側電極(8)と
は、前記MOSトランジスタ(10A)のゲート電極
(1)と同時に形成された第1のゲート電極(1’)に
よって接続されている。
よび第2のヒューズ下部電極(4,4’)の一方と、前
記第2電圧(VDD)が印加される高位側電極(8)と
は、前記MOSトランジスタ(10A)の拡散層(2,
3)と同時に形成された第1の拡散層(9)によって接
続されている。
0)を充電又は放電させてデータの書きこみ又は消去を
行うメモリセル(50)と、直列接続された第1、第2
および第3の絶縁素子(A、B、C)を含むアンチヒュ
ーズ(20B)と、前記アンチヒューズ(20B)と直
列接続されたMOSトランジスタ(10B)とを備え、
前記キャパシタ(40)は、半導体基板に形成されたセ
ル下部電極(14)と、前記セル下部電極(14)の表
面に形成されたセル誘電体薄膜(15)と、前記セル誘
電体薄膜(15)の表面に形成されたセル上部電極(1
6)とで構成され、前記第1の絶縁素子(A)は、前記
セル下部電極(14)と同時に形成された第1のヒュー
ズ下部電極(4)と、前記第1のヒューズ下部電極
(4)の表面に形成され前記セル誘電体薄膜(15)と
同時に形成されたヒューズ誘電体薄膜(5)と、前記ヒ
ューズ誘電体薄膜(5)の表面に形成され前記セル上部
電極(16)と同時に形成された第1のヒューズ上部電
極(6)とで構成され、前記第2の絶縁素子(B)は、
前記セル下部電極(14)と同時に形成され前記第1の
ヒューズ下部電極(4)とは電気的に分離された第2の
ヒューズ下部電極(4’)と、前記第2のヒューズ下部
電極(4’)の表面に形成され前記セル誘電体薄膜(1
5)と同時に形成された前記ヒューズ誘電体薄膜(5)
と、前記ヒューズ誘電体薄膜(5)の表面に形成され前
記セル上部電極(16)と同時に形成された前記第1の
ヒューズ上部電極(6)とで構成され、前記第3の絶縁
素子(C)は、前記セル下部電極(14)と同時に形成
され前記第2のヒューズ下部電極(4’)と電気的に接
続された第3のヒューズ下部電極(4’’)と、前記第
3のヒューズ下部電極(4’’)の表面に形成され前記
セル誘電体薄膜(15)と同時に形成された前記ヒュー
ズ誘電体薄膜(5)と、前記ヒューズ誘電体薄膜(5)
の表面に形成され前記セル上部電極(16)と同時に形
成され前記第1のヒューズ上部電極(6)と電気的に分
離された第2のヒューズ上部電極(6)で構成され、前
記アンチヒューズ(20B)と前記MOSトランジスタ
(10B)とが直列接続された回路に、前記キャパシタ
(40)に印加される第1電圧(VDD/2)よりも高
い絶縁破壊電圧を印加し、前記MOSトランジスタ(1
0B)を導通させると前記アンチヒューズ(20B)の
前記ヒューズ誘電体薄膜(5)が破壊され、前記第1、
第2および第3のヒューズ下部電極(4,4’,
4’’)間が短絡するように構成され、前記アンチヒュ
ーズ(20B)と前記MOSトランジスタ(10B)と
が直列接続された回路に、前記第1電圧(VDD/2)
よりも高く前記絶縁破壊電圧よりも低い第2電圧(VD
D)が印加されたときに、前記第1、第2および第3の
絶縁素子(A,B,C)のそれぞれには、前記第1電圧
(VDD/2)よりも低い電圧が印加される。
ヒューズ下部電極(4’)と前記第3のヒューズ下部電
極(4’’)とは、前記MOSトランジスタ(10B)
のゲート電極(1)と同時に形成された第1のゲート電
極(1’)によって接続されている。
ヒューズ下部電極(4’)と前記第3のヒューズ下部電
極(4’’)とは、前記MOSトランジスタ(10B)
の拡散層(2,3)と同時に形成された第1の拡散層に
よって接続されている。
ヒューズ下部電極(4’’)と、前記第2電圧(VD
D)が印加される高位側電極(8)とは、前記第2のヒ
ューズ上部電極(6)によって接続されている。
導体装置の一実施形態を説明する。以下、図1から図5
において、上記と同一の構成要素又は対応する構成要素
については、同一の符号又は対応する符号を付して、そ
の詳細な説明を省略する。
明する。本実施形態を用いたときのアンチヒューズの簡
単な断面構造図を図1に示す。
ス拡散層2及びドレイン拡散層3からなるトランジスタ
10Aと、下部電極4及び容量絶縁膜5及び上部電極6
からなる絶縁素子Aと、下部電極4’及び容量絶縁膜5
及び上部電極6からなる絶縁素子Bが形成されている。
本実施形態では、この2個の絶縁素子A,Bがひとつの
アンチヒューズ20Aとして使われる。
は、電気的に接続されている。ドレイン拡散層3と下部
電極4は、電気的に接続されている。さらに、上部電極
6を介して絶縁素子A及びBが電気的に接続されてい
る。ゲート電極1’を介して下部電極4’とVDD電極
8とが電気的に接続されている。
す。
D間に電源電圧が印加される。絶縁素子A及びB(20
A)が破壊されていない場合、図2のトランジスタ10
AがオンしているとVOUT端子60Aに出力される電
圧はVGNDとなる。通常VGND≒0Vと考えて良い
ので、この場合2個の絶縁素子A,Bには、電源電圧V
DDが印加される。従って、各々の絶縁素子A,Bに
は、電源電圧VDDの半分の電圧が印加されることにな
る。
0の上部電極16に印加される電圧が電源電圧VDDの
1/2であり、キャパシタ40の絶縁膜15が、電源電
圧VDDでは特性の劣化を起こす可能性はあっても電源
電圧VDDの半分の電圧では特性の劣化を起こさない膜
厚まで薄膜化が進んでいる場合において、メモリセル5
0と同時に形成されるアンチヒューズ20Aの容量絶縁
膜5は、キャパシタ40の絶縁膜15と同様の膜厚まで
薄膜化されている。この場合、VDD電極8とVGND
電極7の間に電源電圧VDDが印加されても、2個の直
列接続された絶縁素子A,Bの各々の容量絶縁膜5に
は、キャパシタ40の絶縁膜15と同様に、電源電圧V
DDの半分の電圧が印加されるため、容量絶縁膜5が特
性の劣化を起こすことはない。
びアンチヒューズ20Aを有する半導体装置において、
アンチヒューズ20Aは、メモリセル容量40と同時に
形成され電気的に直列に配置された2つの絶縁素子A,
Bを有している。
の1/2の電圧が印加され、アンチヒューズ20Aに
は、電源電圧VDDが印加され、2つの絶縁素子A,B
のそれぞれには、電源電圧VDDが1/2に分割されて
なる電圧が印加される。
又は放電させてデータの書きこみ又は消去を行うDRA
Mのメモリセル50と、直列接続された第1および第2
の絶縁素子A、Bを含むアンチヒューズ20Aと、アン
チヒューズ20Aと直列接続されたMOSトランジスタ
10Aとを備えている。
たセル下部電極14と、セル下部電極14の表面に形成
されたセル誘電体薄膜15と、セル誘電体薄膜15の表
面に形成されたセル上部電極16とで構成されている。
同時に形成された第1のヒューズ下部電極4と、第1の
ヒューズ下部電極4の表面に形成されセル誘電体薄膜1
5と同時に形成されたヒューズ誘電体薄膜5と、ヒュー
ズ誘電体薄膜5の表面に形成されセル上部電極16と同
時に形成されたヒューズ上部電極6とで構成されてい
る。
同時に形成され第1のヒューズ下部電極4とは電気的に
分離された第2のヒューズ下部電極4’と、第2のヒュ
ーズ下部電極4’の表面に形成されセル誘電体薄膜15
と同時に形成されたヒューズ誘電体薄膜5と、ヒューズ
誘電体薄膜5の表面に形成されセル上部電極16と同時
に形成されたヒューズ上部電極6とで構成されている。
タ10Aとが直列接続された回路に、キャパシタ40に
印加される第1電圧(VDD/2)よりも高い絶縁破壊
電圧を印加し、MOSトランジスタ10Aを導通させる
とアンチヒューズ20Aのヒューズ誘電体薄膜5が破壊
され、第1および第2のヒューズ下部電極4,4’間が
短絡するように構成されている。
タ10Aとが直列接続された回路に、第1電圧(VDD
/2)よりも高く絶縁破壊電圧よりも低い第2電圧VD
Dが印加されたときに、第1および第2の絶縁素子A,
Bのそれぞれには、第1電圧(VDD/2)と概ね同一
の電圧が印加される。
4’は、ヒューズ誘電体薄膜5によって電気的に分離さ
れている。第2のヒューズ下部電極4’と、第2電圧V
DDが印加される高位側電極8とは、MOSトランジス
タ10Aのゲート電極1と同時に形成された第1のゲー
ト電極1’によって接続されている。
る。複数個の絶縁素子A,Bを直列に配置することによ
り、ひとつの絶縁素子(複数の絶縁素子A,Bの各々)
に印加される電圧が分割されるため、通常動作時に絶縁
破壊されにくくなり、半導体素子の信頼性が向上する。
いて説明する。
DD電極8との間に2個の絶縁素子A,Bを直列に配置
したが、電圧を分割するという観点から絶縁素子A、
B、Cを3個直列に接続するという手段も考えられる。
そのときの断面構造図を図3に示す。
ス拡散層2及びドレイン拡散層3からなるトランジスタ
10Bと、下部電極4及び容量絶縁膜5及び上部電極6
からなる絶縁素子Aと、下部電極4’及び容量絶縁膜5
及び上部電極6からなる絶縁素子Bと、下部電極4’’
及び容量絶縁膜5及び上部電極6からなる絶縁素子Cが
形成されている。本実施形態では、この3個の絶縁素子
A,B,Cがひとつのアンチヒューズ20Bとして使わ
れる。絶縁素子B,Cの上部電極6と6は電気的に分離
され、絶縁素子B,Cの下部電極4’と4’’はゲート
電極1’により電気的に接続されている。
は、電気的に接続されている。ドレイン拡散層3と下部
電極4は、電気的に接続されている。さらに、上部電極
6を介して絶縁素子A及びBが電気的に接続されてい
る。ゲート電極1’を介して下部電極4’と下部電極
4’’とが電気的に接続されている。上部電極6とVD
D電極8とが電気的に接続されている。
す。
VGND電極7間に電源電圧VDDが印加される。絶縁
素子A、B及びC(20B)が破壊されていない場合、
図4のトランジスタ10BがオンしているとVOUT端
子60Bに出力される電圧はVGNDとなる。通常VG
ND≒0Vと考えて良いので、この場合3個の絶縁素子
A,B,Cには、電源電圧VDDが印加される。従っ
て、各々の絶縁素子A,B,Cには、電源電圧VDDの
1/3の電圧が印加されることになる。
ル50の上部電極16に印加される電圧が電源電圧VD
Dの1/2であり、キャパシタ40の絶縁膜15が、電
源電圧VDDでは特性の劣化を起こす可能性はあっても
電源電圧VDDの半分の電圧では特性の劣化を起こさな
い膜厚まで薄膜化が進んでいる場合において、メモリセ
ル50と同時に形成されるアンチヒューズ20Bの容量
絶縁膜5がキャパシタ40の絶縁膜15と同様の膜厚ま
で薄膜化されていても、各々の絶縁素子A,B,Cの容
量絶縁膜5には、キャパシタ40の絶縁膜15に印加さ
れる電圧よりも小さい、電源電圧VDDの1/3の電圧
が印加されるため、容量絶縁膜5が特性の劣化を起こす
ことはない。
は放電させてデータの書きこみ又は消去を行うDRAM
メモリセル50と、直列接続された第1、第2および第
3の絶縁素子A、B、Cを含むアンチヒューズ20B
と、アンチヒューズ20Bと直列接続されたMOSトラ
ンジスタ10Bとを備えている。
たセル下部電極14と、セル下部電極14の表面に形成
されたセル誘電体薄膜15と、セル誘電体薄膜15の表
面に形成されたセル上部電極16とで構成されている。
同時に形成された第1のヒューズ下部電極4と、第1の
ヒューズ下部電極4の表面に形成されセル誘電体薄膜1
5と同時に形成されたヒューズ誘電体薄膜5と、ヒュー
ズ誘電体薄膜5の表面に形成されセル上部電極16と同
時に形成された第1のヒューズ上部電極6とで構成され
ている。
同時に形成され第1のヒューズ下部電極4とは電気的に
分離された第2のヒューズ下部電極4’と、第2のヒュ
ーズ下部電極4’の表面に形成されセル誘電体薄膜15
と同時に形成されたヒューズ誘電体薄膜5と、ヒューズ
誘電体薄膜5の表面に形成されセル上部電極16と同時
に形成された第1のヒューズ上部電極6とで構成されて
いる。
同時に形成され第2のヒューズ下部電極4’と電気的に
接続された第3のヒューズ下部電極4’’と、第3のヒ
ューズ下部電極4’’の表面に形成されセル誘電体薄膜
15と同時に形成されたヒューズ誘電体薄膜5と、ヒュ
ーズ誘電体薄膜5の表面に形成されセル上部電極16と
同時に形成され第1のヒューズ上部電極6と電気的に分
離された第2のヒューズ上部電極6で構成されている。
タ10Bとが直列接続された回路に、キャパシタ40に
印加される第1電圧(VDD/2)よりも高い絶縁破壊
電圧を印加し、MOSトランジスタ10Bを導通させる
とアンチヒューズ20Bのヒューズ誘電体薄膜5が破壊
され、第1、第2および第3のヒューズ下部電極4,
4’,4’’間が短絡するように構成されている。
タ10Bとが直列接続された回路に、第1電圧(VDD
/2)よりも高く絶縁破壊電圧よりも第2電圧VDDが
印加されたときに、第1、第2および第3の絶縁素子
A,B,Cのそれぞれには、第1電圧(VDD/2)よ
りも低い電圧(VDD/3)が印加される。
ーズ下部電極4’’とは、MOSトランジスタ10Bの
ゲート電極1と同時に形成された第1のゲート電極1’
によって接続されている。
圧VDDが印加される高位側電極8とは、第2のヒュー
ズ上部電極6によって接続されている。
いて説明する。
て下部電極4′とVDD電極8とを接続していたが、特
にゲート電極で有る必要はなく例えば、図5に示すよう
に拡散層9を介して電気的に接続する方法も考えられ
る。
VDDが印加される高位側電極8とは、MOSトランジ
スタ10Aの拡散層2,3と同時に形成された第1の拡
散層9によって接続されている。
は、ゲート電極1’を介して下部電極4’と下部電極
4’’とを接続していたが、特にゲート電極である必要
はなく例えば下部電極4’から下部電極4’’まで延び
る拡散層を介して電気的に接続する方法も考えられる。
ーズ下部電極4’’とは、MOSトランジスタ10Bの
拡散層2,3と同時に形成された第1の拡散層によって
接続されている。
時に絶縁破壊され難くなり、半導体素子の信頼性が向上
する。
アンチヒューズ部の断面構造図である。
る。
アンチヒューズ部の断面構造図である。
る。
アンチヒューズ部の断面構造図である。
ーズ部の断面構造図である。
る。
る。
電極 5.アンチヒューズ(絶縁素子)の容量絶縁膜 6.アンチヒューズ(絶縁素子)の上部電極 7.VGNDに接続された電極 8.VDDに接続された電極 9.配線として使われる拡散層領域 10.MOSトランジスタ 10A.MOSトランジスタ 10B.MOSトランジスタ 11.DRAMメモリセルのゲート電極 12,13.DRAMメモリセルの拡散層領域 14.DRAMメモリセルキャパシタの下部電極 15.DRAMメモリセルキャパシタの容量絶縁膜 16.DRAMメモリセルキャパシタの上部電極 17.DRAMメモリセルのデジット線 20.アンチヒューズ(絶縁素子) 20A.アンチヒューズ 20B.アンチヒューズ 30.DRAMのメモリセルのMOSトランジスタ 40.DRAMのメモリセルのキャパシタ 50.DRAMのメモリセル 60.VOUT端子 60A.VOUT端子 60B.VOUT端子 A.絶縁素子 B.絶縁素子 C.絶縁素子
Claims (10)
- 【請求項1】 メモリセル容量及びアンチヒューズを有
する半導体装置において、 前記アンチヒューズは、前記メモリセル容量と同時に形
成され電気的に直列に配置された少なくとも2つ以上の
絶縁素子を有していることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、 前記メモリセル容量には、電源電圧の1/2の電圧が印
加され、 前記アンチヒューズには、前記電源電圧が印加され、 前記少なくとも2つ以上の絶縁素子のそれぞれには、前
記電源電圧が前記絶縁素子の数の分だけ分割されてなる
電圧が印加される半導体装置。 - 【請求項3】 キャパシタを充電又は放電させてデータ
の書きこみ又は消去を行うメモリセルと、 直列接続された第1および第2の絶縁素子を含むアンチ
ヒューズと、 前記アンチヒューズと直列接続されたMOSトランジス
タとを備え、 前記キャパシタは、 半導体基板に形成されたセル下部電極と、 前記セル下部電極の表面に形成されたセル誘電体薄膜
と、 前記セル誘電体薄膜の表面に形成されたセル上部電極と
で構成され、 前記第1の絶縁素子は、 前記セル下部電極と同時に形成された第1のヒューズ下
部電極と、 前記第1のヒューズ下部電極の表面に形成され前記セル
誘電体薄膜と同時に形成されたヒューズ誘電体薄膜と、 前記ヒューズ誘電体薄膜の表面に形成され前記セル上部
電極と同時に形成されたヒューズ上部電極とで構成さ
れ、 前記第2の絶縁素子は、 前記セル下部電極と同時に形成され前記第1のヒューズ
下部電極とは電気的に分離された第2のヒューズ下部電
極と、 前記第2のヒューズ下部電極の表面に形成され前記セル
誘電体薄膜と同時に形成された前記ヒューズ誘電体薄膜
と、 前記ヒューズ誘電体薄膜の表面に形成され前記セル上部
電極と同時に形成された前記ヒューズ上部電極とで構成
され、 前記アンチヒューズと前記MOSトランジスタとが直列
接続された回路に、前記キャパシタに印加される第1電
圧よりも高い絶縁破壊電圧を印加し、前記MOSトラン
ジスタを導通させると前記アンチヒューズの前記ヒュー
ズ誘電体薄膜が破壊され、前記第1および第2のヒュー
ズ下部電極間が短絡するように構成され、 前記アンチヒューズと前記MOSトランジスタとが直列
接続された回路に、前記第1電圧よりも高く前記絶縁破
壊電圧よりも低い第2電圧が印加されたときに、前記第
1および第2の絶縁素子のそれぞれには、前記第1電圧
と概ね同一又は前記第1電圧よりも低い電圧が印加され
る半導体装置。 - 【請求項4】 請求項3記載の半導体装置において、 前記第1および第2のヒューズ下部電極は、前記ヒュー
ズ誘電体薄膜によって電気的に分離されている半導体装
置。 - 【請求項5】 請求項3又は4に記載の半導体装置にお
いて、 前記第1および第2のヒューズ下部電極の一方と、前記
第2電圧が印加される高位側電極とは、前記MOSトラ
ンジスタのゲート電極と同時に形成された第1のゲート
電極によって接続されている半導体装置。 - 【請求項6】 請求項3又は4に記載の半導体装置にお
いて、 前記第1および第2のヒューズ下部電極の一方と、前記
第2電圧が印加される高位側電極とは、前記MOSトラ
ンジスタの拡散層と同時に形成された第1の拡散層によ
って接続されている半導体装置。 - 【請求項7】 キャパシタを充電又は放電させてデータ
の書きこみ又は消去を行うメモリセルと、 直列接続された第1、第2および第3の絶縁素子を含む
アンチヒューズと、 前記アンチヒューズと直列接続されたMOSトランジス
タとを備え、 前記キャパシタは、 半導体基板に形成されたセル下部電極と、 前記セル下部電極の表面に形成されたセル誘電体薄膜
と、 前記セル誘電体薄膜の表面に形成されたセル上部電極と
で構成され、 前記第1の絶縁素子は、 前記セル下部電極と同時に形成された第1のヒューズ下
部電極と、 前記第1のヒューズ下部電極の表面に形成され前記セル
誘電体薄膜と同時に形成されたヒューズ誘電体薄膜と、 前記ヒューズ誘電体薄膜の表面に形成され前記セル上部
電極と同時に形成された第1のヒューズ上部電極とで構
成され、 前記第2の絶縁素子は、 前記セル下部電極と同時に形成され前記第1のヒューズ
下部電極とは電気的に分離された第2のヒューズ下部電
極と、 前記第2のヒューズ下部電極の表面に形成され前記セル
誘電体薄膜と同時に形成された前記ヒューズ誘電体薄膜
と、 前記ヒューズ誘電体薄膜の表面に形成され前記セル上部
電極と同時に形成された前記第1のヒューズ上部電極と
で構成され、 前記第3の絶縁素子は、 前記セル下部電極と同時に形成され前記第2のヒューズ
下部電極と電気的に接続された第3のヒューズ下部電極
と、 前記第3のヒューズ下部電極の表面に形成され前記セル
誘電体薄膜と同時に形成された前記ヒューズ誘電体薄膜
と、 前記ヒューズ誘電体薄膜の表面に形成され前記セル上部
電極と同時に形成され前記第1のヒューズ上部電極と電
気的に分離された第2のヒューズ上部電極で構成され、 前記アンチヒューズと前記MOSトランジスタとが直列
接続された回路に、前記キャパシタに印加される第1電
圧よりも高い絶縁破壊電圧を印加し、前記MOSトラン
ジスタを導通させると前記アンチヒューズの前記ヒュー
ズ誘電体薄膜が破壊され、前記第1、第2および第3の
ヒューズ下部電極間が短絡するように構成され、 前記アンチヒューズと前記MOSトランジスタとが直列
接続された回路に、前記第1電圧よりも高く前記絶縁破
壊電圧よりも低い第2電圧が印加されたときに、前記第
1、第2および第3の絶縁素子のそれぞれには、前記第
1電圧よりも低い電圧が印加される半導体装置。 - 【請求項8】 請求項7記載の半導体装置において、 前記第2のヒューズ下部電極と前記第3のヒューズ下部
電極とは、前記MOSトランジスタのゲート電極と同時
に形成された第1のゲート電極によって接続されている
半導体装置。 - 【請求項9】 請求項7又は8に記載の半導体装置にお
いて、 前記第2のヒューズ下部電極と前記第3のヒューズ下部
電極とは、前記MOSトランジスタの拡散層と同時に形
成された第1の拡散層によって接続されている半導体装
置。 - 【請求項10】 請求項7から9のいずれか1項に記載
の半導体装置において、 前記第3のヒューズ下部電極と、前記第2電圧が印加さ
れる高位側電極とは、前記第2のヒューズ上部電極によ
って接続されている半導体装置。
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