JP2010079984A - Driving method of semiconductor memory device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an anti-fuse type semiconductor memory device capable of writing an information even in other than manufacture and to enhance a miniaturization of semiconductor memory device and a capacity increase thereof. <P>SOLUTION: This semiconductor memory device is provided with a memory cell array in which the memory cells are arranged in a matrix state, and constituted of a bit line driving circuit and a word line driving circuit. In the case of memory cells such as m×n pieces of memory cells 103 (MC(1, 1) to M(m, n)) are arranged in the matrix state, the memory cells are arranged at crossing parts of bit lines and word lines. By constituting the bit line driving circuit 101 and the word line driving circuit 102 by the less number of components, the scale miniaturization and capacity increase of the memory device can be achieved. Such a driving method of the memory device is provided that less number of components of the bit line driving circuit and word line driving circuit are feasible. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体記憶装置、及び半導体装置に関する。特にアンチヒューズ型の半導体記憶装置を具備するアンチヒューズ型の半導体記憶装置、及び半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor memory device and a semiconductor device. In particular, the present invention relates to an antifuse-type semiconductor memory device including an antifuse-type semiconductor memory device, and a semiconductor device.

なお本細書中において半導体装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる装置を指すものである。また本明細書において半導体記憶装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる記憶装置を指すものである。   Note that in this specification, a semiconductor device refers to a device that can function by utilizing semiconductor characteristics. In this specification, a semiconductor memory device refers to a memory device that can function by utilizing semiconductor characteristics.

電子機器が具備する記憶装置(メモリともいう)に電気的または物理的な作用を施すことにより、一時的(揮発性メモリ)または半永久的(不揮発性メモリ)に保持させるデバイスに関する技術開発は、盛んである。また近年では、機能性の向上、または微細化等による低価格化を図るための新たな記憶装置の設計開発も盛んである。なお、揮発性メモリとは、データを保持した後であってもデータが消えてしまう記憶装置をいう。また不揮発性メモリとは、データを保持した後でそのデータを半永久的に保持できる記憶装置をいう。   2. Description of the Related Art Technology development related to devices that are temporarily (volatile memory) or semipermanently (nonvolatile memory) by applying an electrical or physical action to a storage device (also referred to as a memory) included in an electronic device is thriving It is. In recent years, the design and development of a new storage device for reducing the cost by improving the functionality or miniaturization is also active. Note that the volatile memory refers to a storage device in which data is lost even after the data is retained. The nonvolatile memory refers to a storage device that can hold data semipermanently after holding the data.

不揮発性メモリの中で、読み出しを専用とするROM(Read Only Memory)には、マスクROM、と、PROM(Programmable ROM)に分類される。PROMは、EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory)、ヒューズ型ROM、及びアンチヒューズ型ROMは、PROMに属するものである。   Among non-volatile memories, ROM (Read Only Memory) dedicated for reading is classified into mask ROM and PROM (Programmable ROM). The PROM is an EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory), the fuse type ROM, and the antifuse type ROM belong to the PROM.

マスクROMは、製造工程で、フォトマスクまたはレーザ直描装置を用いて情報を書き込むROMである。ヒューズ型ROMは、製造時は導通状態であるヒューズをメモリ素子に用いたROMであり、製造後に電流によりヒューズを切断し、ヒューズの電極と電極の電気的な接続を遮断することにより情報を記憶するROMである(以下、ヒューズ型の記憶装置という)。他方、アンチヒューズ型ROMは、製造時は非導通状態であるアンチヒューズをメモリ素子に用いたROMであり、製造後に電流によってアンチヒューズの電極と電極とを電気的に接続することで、情報を書き込むROMである(以下、アンチヒューズ型の記憶装置という)。例えば、特許文献1には、PN接合型ダイオードにアンチヒューズ型の記憶素子が電気的に直列に接続されたアンチヒューズ型の記憶装置について記載されている。   The mask ROM is a ROM in which information is written using a photomask or a laser direct drawing apparatus in a manufacturing process. A fuse-type ROM is a ROM that uses a fuse, which is in a conductive state at the time of manufacture, as a memory element. After the manufacture, the fuse is cut by current and information is stored by cutting off the electrical connection between the electrodes of the fuse. ROM (hereinafter referred to as a fuse-type storage device). On the other hand, an antifuse-type ROM is a ROM that uses an antifuse, which is in a non-conductive state at the time of manufacture, as a memory element, and information is obtained by electrically connecting the electrodes of the antifuse with an electric current after manufacture. A ROM for writing (hereinafter referred to as an antifuse-type storage device). For example, Patent Document 1 describes an antifuse storage device in which an antifuse storage element is electrically connected in series to a PN junction diode.

本発明は、製造以外でも情報の書込みが可能なアンチヒューズ型の半導体記憶装置を提供することを目的の1つとする。また、本発明は半導体記憶装置の小型化及び大容量化を図ることを目的の1つとする。   An object of the present invention is to provide an antifuse-type semiconductor memory device capable of writing information other than manufacturing. Another object of the present invention is to reduce the size and capacity of a semiconductor memory device.

本発明の半導体記憶装置は、メモリセルがマトリクス状に配置されたメモリセルアレイを有し、ビット線駆動回路とワード線駆動回路から構成されている。図1では一例として、m×n個のメモリセルアレイ103(MC(1,1)〜M(m,n))がマトリクス状に配置されたメモリセルの例を示している。なお、メモリセルはビット線とワード線の交差部に設けられている。ビット線駆動回路と101ワード線駆動回路102をより少ない部品点数で構成することにより記憶装置の小型化と大容量化につながる。本発明ではビット線駆動回路とワード線駆動回路の部品点数が少なくてすむ記憶装置の駆動方法を提供する。   The semiconductor memory device of the present invention has a memory cell array in which memory cells are arranged in a matrix, and includes a bit line driving circuit and a word line driving circuit. FIG. 1 shows an example of a memory cell in which m × n memory cell arrays 103 (MC (1, 1) to M (m, n)) are arranged in a matrix. Note that the memory cell is provided at the intersection of the bit line and the word line. By configuring the bit line driving circuit and the 101 word line driving circuit 102 with a smaller number of parts, the memory device can be reduced in size and capacity. The present invention provides a method for driving a memory device in which the number of parts of the bit line driving circuit and the word line driving circuit can be reduced.

上記課題を解決するための本発明の半導体記憶装置の駆動方法における構成の一は、ダイオード素子とメモリ素子とを有するメモリセルと、ビット線およびワード線からなる複数の信号線と、を有するアンチヒューズ型の半導体記憶装置の駆動方法において、書き込み動作中に書き込みが非選択のビット線およびワード線を浮遊状態にすることを特徴とする。   According to one aspect of the present invention for solving the above problems, a driving method of a semiconductor memory device according to the present invention includes a memory cell including a diode element and a memory element, and an anti-transistor including a plurality of signal lines including bit lines and word lines. In a driving method of a fuse type semiconductor memory device, a bit line and a word line which are not selected for writing are set in a floating state during a writing operation.

上記課題を解決するための本発明の半導体記憶装置の駆動方法における構成の一は、ダイオード素子とメモリ素子とを有するメモリセルと、ビット線およびワード線からなる複数の信号線と、を有するアンチヒューズ型の半導体記憶装置の駆動方法において、書き込み動作中に書き込みを選択しているビット線を正電位にし、書き込みを選択しているワード線をグラウンド電位にし、書き込みを非選択にしているビット線およびワード線を浮遊状態にすることを特徴とする。   According to one aspect of the present invention for solving the above problems, a driving method of a semiconductor memory device according to the present invention includes a memory cell including a diode element and a memory element, and an anti-transistor including a plurality of signal lines including bit lines and word lines. In a method for driving a fuse type semiconductor memory device, a bit line that is selected for writing during a write operation is set to a positive potential, a word line that is selected for writing is set to a ground potential, and a bit line that is not selected for writing The word line is floated.

上記課題を解決するための本発明の半導体記憶装置の駆動方法における構成の一は、ダイオード素子とメモリ素子とを有するメモリセルと、ビット線およびワード線からなる複数の信号線と、を有するアンチヒューズ型の半導体記憶装置の駆動方法において、書き込み動作中に書き込みを選択しているビット線を正電位にし、書き込みを選択しているワード線を負電位にし、書き込みを非選択にしているビット線およびワード線を浮遊状態にすることを特徴とする。   According to one aspect of the present invention for solving the above problems, a driving method of a semiconductor memory device according to the present invention includes a memory cell including a diode element and a memory element, and an anti-transistor including a plurality of signal lines including bit lines and word lines. In a method of driving a fuse-type semiconductor memory device, a bit line that is selected for writing during a write operation is set to a positive potential, a word line that is selected for writing is set to a negative potential, and a bit line that is not selected for writing The word line is floated.

本発明のダイオード素子はpin型ダイオードもしくはpn型ダイオードであることを特徴とする。   The diode element of the present invention is a pin-type diode or a pn-type diode.

本発明の半導体記憶装置は、可撓性基板上に形成されていることを特徴とする。   The semiconductor memory device of the present invention is formed on a flexible substrate.

本発明の半導体記憶装置は、無線チップに用いられることを特徴とする。   The semiconductor memory device of the present invention is used for a wireless chip.

本発明により、半導体記憶装置を小型化することができ、大容量化・低コスト化した半導体記憶装置を提供することができる。   According to the present invention, a semiconductor memory device can be reduced in size, and a semiconductor memory device with a large capacity and low cost can be provided.

本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではないとする。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and it is easily understood by those skilled in the art that modes and details can be variously changed without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below.

(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の半導体記憶装置について説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment mode, a semiconductor memory device of the present invention is described.

半導体記憶装置が有するメモリセルアレイ及び周辺駆動回路の構成例を図1(A)に示す。また、メモリセルアレイを構成するメモリセルの回路図を図1(B)に示す。また、図11に図1(B)のメモリセル106の上面図を示す。   A configuration example of a memory cell array and a peripheral driver circuit included in a semiconductor memory device is illustrated in FIG. A circuit diagram of a memory cell included in the memory cell array is illustrated in FIG. FIG. 11 is a top view of the memory cell 106 in FIG.

半導体記憶装置100は、ビット線駆動回路101と、ワード線駆動回路102と、メモリセルアレイ103と、から構成されている。図1(A)では、一例として、m×n個のメモリセル106(MC(1,1)〜MC(m,n))が縦m個×横n個のマトリクス状に配置されたメモリセルアレイ103の例を示している。なお、メモリセル106は、ビット線、ワード線の交差部毎に設けられている。なお半導体記憶装置100は、ビット線駆動回路101及びワード線駆動回路102より各メモリセルに複数の電圧レベルを生成するものである。   The semiconductor memory device 100 includes a bit line drive circuit 101, a word line drive circuit 102, and a memory cell array 103. In FIG. 1A, as an example, a memory cell array in which m × n memory cells 106 (MC (1, 1) to MC (m, n)) are arranged in a matrix of m vertical × n horizontal. An example of 103 is shown. Note that the memory cell 106 is provided at each intersection of the bit line and the word line. The semiconductor memory device 100 generates a plurality of voltage levels in each memory cell from the bit line driving circuit 101 and the word line driving circuit 102.

なお本明細書にて用いる第1、第2、第3、乃至第N(Nは自然数)という用語は、構成要素の混同を避けるために付したものであり、数的に限定するものではないことを付記する。   Note that the terms “first”, “second”, “third” to “N” (N is a natural number) used in this specification are given to avoid confusion of components and are not limited numerically. I will add that.

なお本明細書において、AとBとが接続されている、とは、AとBとが直接接続されているものの他、電気的に接続されているものを含むものとする。ここで、AとBとが電気的に接続されているとは、AとBとの間に何らかの電気的作用を有する対象物が存在するとき、対象物を介してAとBとが概略同一ノードとなる場合を表すものとする。   Note that in this specification, A and B are connected to each other, including A and B being directly connected, as well as those being electrically connected. Here, A and B are electrically connected when A and B have an object having some electrical action, and A and B are substantially identical through the object. It shall represent the case of becoming a node.

具体的には、トランジスタのようなスイッチング素子を介してAとBとが接続され、該スイッチング素子の導通によって、AとBとが概略同電位となる場合や、抵抗素子を介してAとBとが接続され、該抵抗素子の両端に発生する電位差が、AとBとを含む回路の動作に影響しない程度となっている場合など、回路動作を考えた場合、AとBとが同一ノードとして捉えて差し支えない状態である場合を表す。   Specifically, A and B are connected via a switching element such as a transistor, and when A and B are approximately at the same potential due to conduction of the switching element, or A and B are connected via a resistance element. Are connected to each other, and the potential difference generated between both ends of the resistance element is such that the operation of the circuit including A and B is not affected. It represents the case where it can be understood as.

なお、半導体記憶装置とは、半導体特性を利用することで機能しうる記憶装置のことを言う。なお、半導体記憶装置は、複数のメモリセルを含むメモリセルアレイを含む。なお、半導体記憶装置は、複数のメモリセルを駆動させる周辺駆動回路であるビット線駆動回路、ワード線駆動回路、及びインターフェース部を含んでいても良い。なお、複数のメモリセルを駆動させる周辺駆動回路は、複数のメモリセルと同一基板上に形成されてもよい。周辺駆動回路と、複数のメモリセルとをガラス基板等の同一基板上に形成することにより、単結晶シリコン基板を用いて作製する場合に比べ、安価に作製することができるといった利点がある。   Note that a semiconductor memory device refers to a memory device that can function by utilizing semiconductor characteristics. Note that the semiconductor memory device includes a memory cell array including a plurality of memory cells. Note that the semiconductor memory device may include a bit line driver circuit, a word line driver circuit, and an interface unit which are peripheral driver circuits for driving a plurality of memory cells. Note that the peripheral driver circuit that drives the plurality of memory cells may be formed over the same substrate as the plurality of memory cells. By forming the peripheral driver circuit and the plurality of memory cells over the same substrate such as a glass substrate, there is an advantage that the peripheral driver circuit and the plurality of memory cells can be manufactured at a lower cost than in the case of manufacturing using a single crystal silicon substrate.

なお、本明細書において、pin型ダイオードは、pn型ダイオードなど他のダイオード素子を用いても適用することができる。動作させる際に電位(電圧)の高いビット線側を陽極とし、動作させる際に電位(電圧)の低いアンチヒューズ側を陰極として説明する。また、アンチヒューズはpin型ダイオードの陰極に電気的に接続される側の端子を第1端子とし、ワード線側を第2端子として説明するものとする。またpin型ダイオードを構成するp型、i型、n型の半導体領域を、それぞれp型半導体領域、真性半導体領域、及びn型半導体領域と呼ぶものとする。   Note that in this specification, the pin type diode can be applied even if another diode element such as a pn type diode is used. In the description, the bit line side having a high potential (voltage) is used as an anode when operating, and the antifuse side having a low potential (voltage) is used as a cathode when operating. The antifuse will be described with the terminal electrically connected to the cathode of the pin diode as the first terminal and the word line side as the second terminal. In addition, the p-type, i-type, and n-type semiconductor regions constituting the pin-type diode are referred to as a p-type semiconductor region, an intrinsic semiconductor region, and an n-type semiconductor region, respectively.

なお、本明細書において、トランジスタは、ゲートと、ドレインと、ソースとを含む少なくとも三つの端子を有する素子であり、ドレイン領域とソース領域の間にチャネル領域を有しており、ドレイン領域とチャネル領域とソース領域とを介して電流を流すことができる。ここで、ソースとドレインとは、トランジスタの構造や動作条件等によって変わるため、いずれがソースまたはドレインであるかを限定することが困難な場合もある。そこで、本実施の形態においては、ソース及びドレインとして機能する領域のそれぞれを、第1端子、第2端子と表記することもある。またゲートとして機能する端子については、ゲート端子と表記することもある。   Note that in this specification, a transistor is an element having at least three terminals including a gate, a drain, and a source, and has a channel region between the drain region and the source region. Current can flow through the region and the source region. Here, since the source and the drain vary depending on the structure and operating conditions of the transistor, it may be difficult to limit which is the source or the drain. Therefore, in this embodiment, the regions functioning as the source and the drain may be referred to as a first terminal and a second terminal, respectively. A terminal functioning as a gate may be referred to as a gate terminal.

なお本明細書で説明する各配線での電圧とは、グラウンド電位GND(グラウンド電圧GND、VGND、または0ともいう)を基準電位とした場合の、電位差に相当する。そのため、電圧のことを電位、または電位のことを電圧と呼ぶこともある。   Note that the voltage in each wiring described in this specification corresponds to a potential difference in the case where a ground potential GND (also referred to as ground voltage GND, VGND, or 0) is used as a reference potential. Therefore, the voltage is sometimes called a potential, or the potential is called a voltage.

次に本実施形態において、図1(A)、(B)で示した半導体記憶装置100の動作について図2乃至図5を用いて説明する。   Next, in this embodiment, the operation of the semiconductor memory device 100 shown in FIGS. 1A and 1B will be described with reference to FIGS.

なお、図3、図4、図5、図6では、説明のため、第1のビット線B1または第2のビット線B2、第1のワードW1または第2のワード線W2によってデータの書き込み及び読み出しが行われるメモリセルMC(1,1)、メモリセルMC(1,2)、メモリセルMC(2,1)、メモリセルMC(2,2)を示している。   3, 4, 5, and 6, for the sake of explanation, data is written and written by the first bit line B1 or the second bit line B2, the first word W1 or the second word line W2. A memory cell MC (1, 1), a memory cell MC (1, 2), a memory cell MC (2, 1), and a memory cell MC (2, 2) to be read are shown.

上述したように本発明で用いるアンチヒューズは、製造時は非導通状態(抵抗R)であり、製造後に電流を流すことによってアンチヒューズの第1端子と第2端子とを電気的に接続状態とすることで導通状態(抵抗R)にし、情報を書き込むものである。なお、抵抗Rと抵抗Rとの抵抗値の大きさの関係は、抵抗R≫抵抗Rとなるとする。そのためアンチヒューズの第1端子と第2端子間に高い電圧を印加して電流を流すことにより、情報を書き込む。 As described above, the antifuse used in the present invention is in a non-conductive state (resistor R O ) at the time of manufacture, and is electrically connected between the first terminal and the second terminal of the antifuse by flowing a current after manufacture. By doing so, it is in a conductive state (resistance R W ) and information is written. The size of the relationship between the resistance value of the resistor R O and the resistor R W is a a resistor R O »resistor R W. Therefore, information is written by applying a high voltage between the first terminal and the second terminal of the antifuse to flow current.

具体的には、メモリセルMC(1,1)に電流を流してデータを書き込む場合、図2(A)に示すように第1のビット線B1を書き込み電圧Vw、第1のワード線W1をGND、第2のビット線と第2のワード線W2を浮遊状態にする。すると図2(A)中の矢印201で示すように、第1のビット線B1からpin型ダイオード、アンチヒューズを経由して第1のワード線W1側に電流が流れることとなる。すなわち、アンチヒューズの第1端子及び第2端子間に高い電圧を印加され、情報を書き込まれた導通状態となる。なお、ビット線・ワード線の電圧は書込み状態となる前は全てGNDとなっている。   Specifically, when data is written by passing a current through the memory cell MC (1, 1), the first bit line B1 is set to the write voltage Vw and the first word line W1 is set as shown in FIG. GND, the second bit line, and the second word line W2 are brought into a floating state. Then, as indicated by an arrow 201 in FIG. 2A, a current flows from the first bit line B1 to the first word line W1 via a pin-type diode and an antifuse. That is, a high voltage is applied between the first terminal and the second terminal of the antifuse, and a conductive state in which information is written is established. Note that the voltages of the bit line and the word line are all set to GND before the write state is entered.

図2(B)においてメモリセルMC(2、1)が未書込みの場合について説明する。W2の電圧はアンチヒューズの第1端子と第2端子間に発生する容量結合によってVwに近い値まで変化する。そのためメモリセルMC(2,1)のアンチヒューズの第1端子と第2端子間には書込みに必要な電圧が発生しない為、アンチヒューズは非導通状態を保つ。   A case where the memory cell MC (2, 1) is not written in FIG. 2B will be described. The voltage of W2 changes to a value close to Vw by capacitive coupling generated between the first terminal and the second terminal of the antifuse. Therefore, a voltage necessary for writing is not generated between the first terminal and the second terminal of the antifuse of the memory cell MC (2, 1), so that the antifuse is kept non-conductive.

メモリセルMC(2,2)が未書込みの場合について説明する。他のメモリセルに発生した容量結合によりW2がVw1に近い値まで変化するが、どの場合においてもアンチヒューズの第1端子と第2端子間に書き込みに必要な電圧がかかることはなく。アンチヒューズは非導通状態を保つ。   A case where the memory cell MC (2, 2) is not written will be described. Although W2 changes to a value close to Vw1 due to capacitive coupling generated in other memory cells, in any case, a voltage required for writing is not applied between the first terminal and the second terminal of the antifuse. The antifuse remains non-conductive.

図2において4つのメモリセルの位置関係はメモリセルアレイにおける相対的な位置関係を表すことになる。メモリセルMC(1,1)は選択メモリセル、メモリセルMC(1,2)は同列メモリセル、メモリセルMC(2,1)は同行メモリセル、メモリセルMC(2,2)は非選択メモリセルと呼ぶことができ。メモリセルアレイにおいて任意のメモリセルMC(m,n)を書き込む場合でも上記の関係がそれぞれ成り立つ。   In FIG. 2, the positional relationship between the four memory cells represents a relative positional relationship in the memory cell array. The memory cell MC (1,1) is the selected memory cell, the memory cell MC (1,2) is the same column memory cell, the memory cell MC (2,1) is the same row memory cell, and the memory cell MC (2,2) is not selected. It can be called a memory cell. Each of the above relationships holds even when an arbitrary memory cell MC (m, n) is written in the memory cell array.

(実施の形態2) (Embodiment 2)

本実施形態における書込み動作を図3(A)を用いて説明する。メモリセルMC(1,1)に電流を流してデータを書き込む場合、第1のビット線B1を書き込み電圧Vw1、第1のワード線W1をVw2、第2のビット線と第2のワード線W2を浮遊状態にする。すると図3(A)中の矢印301で示すように、第1のビット線B1からpin型ダイオード、アンチヒューズを経由して第1のワード線W1側に電流が流れることとなる。すなわち、アンチヒューズの第1端子及び第2端子間に高い電圧を印加され、情報を書き込まれた導通状態となる。   A write operation in this embodiment will be described with reference to FIG. When data is written by passing a current through the memory cell MC (1, 1), the first bit line B1 is the write voltage Vw1, the first word line W1 is Vw2, and the second bit line and the second word line W2 are written. To float. Then, as indicated by an arrow 301 in FIG. 3A, a current flows from the first bit line B1 to the first word line W1 via a pin-type diode and an antifuse. That is, a high voltage is applied between the first terminal and the second terminal of the antifuse, and a conductive state in which information is written is established.

図3(A)において第2のビット線B2と第2のワード線W2は浮遊状態としておく。第1の電圧Vw1は正の電圧、第2の書込み電圧Vw2は負の電圧であり、Vw1とVw2の電圧の差がアンチヒューズの書込み電圧となるようそれぞれ設定されている。なお、ビット線・ワード線の電圧は書込み状態となる前は全てGNDとなっている。   In FIG. 3A, the second bit line B2 and the second word line W2 are left floating. The first voltage Vw1 is a positive voltage, the second write voltage Vw2 is a negative voltage, and the difference between the voltages Vw1 and Vw2 is set to be the antifuse write voltage. Note that the voltages of the bit line and the word line are all set to GND before the write state is entered.

図3(B)においてメモリセルMC(2、1)が未書込みの場合について説明する。W2の電圧はアンチヒューズの第1端子と第2端子間に発生する容量結合によってVw1に近い値まで変化する。そのためメモリセルMC(1,2)のアンチヒューズの第1端子と第2端子間には書込みに必要な電圧が発生しない為、アンチヒューズは非導通状態を保つ。   A case where the memory cell MC (2, 1) is not written in FIG. 3B will be described. The voltage of W2 changes to a value close to Vw1 due to capacitive coupling generated between the first terminal and the second terminal of the antifuse. For this reason, a voltage necessary for writing is not generated between the first terminal and the second terminal of the antifuse of the memory cell MC (1,2), so that the antifuse is kept non-conductive.

図3(C)においてメモリセルMC(1、2)が未書込みの場合について説明する。第2の書込み電圧Vw2はpin型ダイオードの順方向電圧となり、アンチヒューズの第2端子にはVw2が印加される。するとアンチヒューズの第1端子は第2端子との容量結合によりVw2に近い値まで変化し、アンチヒューズは非導通状態を保つ。   A case where the memory cell MC (1,2) is not written in FIG. 3C will be described. The second write voltage Vw2 is a forward voltage of the pin-type diode, and Vw2 is applied to the second terminal of the antifuse. Then, the first terminal of the antifuse changes to a value close to Vw2 due to capacitive coupling with the second terminal, and the antifuse maintains a non-conductive state.

メモリセルMC(2,2)が未書込みの場合について説明する。他のメモリセルにて発生した容量結合によりB2がVw2に、W2がVw1に近い値まで変化するが、アンチヒューズの第1端子と第2端子間の電位差はアンチヒューズの端子間の容量C1とpin型ダイオードのアノードとカソード間の容量C2によって分圧され、書込みに必要な電圧に至らない為、アンチヒューズは非導通状態を保つ。   A case where the memory cell MC (2, 2) is not written will be described. B2 changes to Vw2 and W2 changes to a value close to Vw1 due to capacitive coupling generated in another memory cell, but the potential difference between the first terminal and the second terminal of the antifuse is equal to the capacitance C1 between the terminals of the antifuse. Since the voltage is divided by the capacitance C2 between the anode and the cathode of the pin-type diode and does not reach the voltage necessary for writing, the antifuse keeps the non-conduction state.

(実施の形態3) (Embodiment 3)

本実施の形態では、上記実施の形態1で説明した記憶装置について具体的な構成を図面を用いて説明する。   In this embodiment, a specific structure of the memory device described in Embodiment 1 is described with reference to drawings.

図4はビット線駆動回路101とワード線駆動回路102の回路構成を示す。ビット線駆動回路101とワード線駆動回路102はメモリセルのビット線とワード線それぞれに1つづつ接続されている。ビット線駆動回路はビット線の選択・非選択を制御する信号であるビットアドレス選択信号401とビットアドレス選択信号の電圧振幅を書込み電圧Vw1に変換するレベルシフト回路402とビット線を駆動させるスイッチ403で構成されている。ワード線駆動回路はワード線の選択・非選択を制御する信号であるワードアドレス選択信号404とワード線を駆動させるスイッチ405にて構成されている。   FIG. 4 shows a circuit configuration of the bit line driving circuit 101 and the word line driving circuit 102. One bit line driving circuit 101 and one word line driving circuit 102 are connected to each bit line and word line of the memory cell. The bit line driving circuit includes a bit address selection signal 401 that is a signal for controlling selection / non-selection of the bit line, a level shift circuit 402 that converts the voltage amplitude of the bit address selection signal into a write voltage Vw1, and a switch 403 that drives the bit line. It consists of The word line driving circuit includes a word address selection signal 404 which is a signal for controlling selection / non-selection of a word line and a switch 405 for driving the word line.

図4においてビット線駆動回路のスイッチのゲート端子にレベルシフタを介して選択信号が入力されるとビット線406にVw1を充電させる。逆に非選択信号が入力されるとスイッチは非導通状態となりビット線408は浮遊状態となる。ワード線駆動回路のスイッチもゲート端子に選択信号入力されるとワード線407をGND状態とし、非選択信号が入力されるとワード線409を浮遊状態とする。   In FIG. 4, when a selection signal is input to the gate terminal of the switch of the bit line driver circuit via the level shifter, the bit line 406 is charged with Vw1. Conversely, when a non-selection signal is input, the switch is turned off and the bit line 408 is in a floating state. When the selection signal is input to the gate terminal of the switch of the word line driver circuit, the word line 407 is set to the GND state, and when the non-selection signal is input, the word line 409 is set to the floating state.

図4におけるビット線駆動回路にはメモリのデータを読み出す読出し回路が接続されている場合もある。   In some cases, the bit line driving circuit in FIG. 4 is connected to a reading circuit for reading data from the memory.

なお本明細書において、スイッチは、一方の端子と他方の端子との導通または非導通を制御できるものであればよく、特定のものに限定されない。スイッチとしては、電気的スイッチや機械的なスイッチなどがあり、一例として薄膜トランジスタを用いてアナログスイッチ等を構成すればよい。   Note that in this specification, the switch is not limited to a specific one as long as it can control conduction or non-conduction between one terminal and the other terminal. Examples of the switch include an electrical switch and a mechanical switch. As an example, an analog switch or the like may be configured using a thin film transistor.

(実施の形態4) (Embodiment 4)

本実施の形態では、上記実施の形態2で説明した記憶装置について具体的な構成を図面を用いて説明する。   In this embodiment, a specific structure of the memory device described in Embodiment 2 is described with reference to drawings.

図5はビット線駆動回路101とワード線駆動回路102の回路構成を示す。ビット線駆動回路101とワード線駆動回路102はメモリセルのビット線とワード線それぞれに1つづつ接続されている。ビット線駆動回路101はビットアドレス選択信号501とビット線を駆動させるスイッチ502で構成されている。ワード線駆動回路102はワードアドレス選択信号503とビットアドレス選択信号の電圧振幅を書込み電圧Vw2に変換するレベルシフト回路504とワード線を駆動させるスイッチ505にて構成されている。   FIG. 5 shows a circuit configuration of the bit line driving circuit 101 and the word line driving circuit 102. One bit line driving circuit 101 and one word line driving circuit 102 are connected to each bit line and word line of the memory cell. The bit line driving circuit 101 includes a bit address selection signal 501 and a switch 502 for driving the bit line. The word line driving circuit 102 includes a level shift circuit 504 that converts the voltage amplitude of the word address selection signal 503 and the bit address selection signal into a write voltage Vw2, and a switch 505 that drives the word line.

図5においてビット線駆動回路101のスイッチ502のゲート端子に選択信号が入力されるとビット線506にVw1を充電させ、非選択信号が入力されるとスイッチ502は非導通状態となりビット線508は浮遊状態となる。ワード線駆動回路102のスイッチ505もゲート端子に選択信号入力されるとワード線507にVw2を充電させ、非選択信号が入力されるとワード線509を浮遊状態とする。   In FIG. 5, when a selection signal is input to the gate terminal of the switch 502 of the bit line driver circuit 101, the bit line 506 is charged with Vw1, and when a non-selection signal is input, the switch 502 is turned off and the bit line 508 is turned off. It becomes a floating state. The switch 505 of the word line driver circuit 102 also charges the word line 507 with Vw2 when a selection signal is input to the gate terminal, and puts the word line 509 into a floating state when a non-selection signal is input.

図5におけるビット線駆動回路にはメモリのデータを読み出す読出し回路が接続されている場合もある。   In some cases, the bit line driver circuit in FIG. 5 is connected to a read circuit for reading data from the memory.

比較の為、非選択のビット線・ワード線を浮遊状態としない動作を行う記憶装置について図6を用いて説明する。ビット線駆動回路101とワード線駆動回路102の回路構成を示す。ビット線駆動回路101とワード線駆動回路102はメモリセルのビット線とワード線それぞれに1つづつ接続されている。ビット線駆動回路101はビットアドレス選択信号601とビットアドレス選択信号の電圧振幅を書込み電圧Vw1に変換するレベルシフト回路602ビット線を駆動させるスイッチ603・604で構成されている。ワード線駆動回路102はワードアドレス選択信号605とビットアドレス選択信号の電圧振幅を書込み電圧Vw2に変換するレベルシフト回路606とワード線を駆動させるスイッチ607・608にて構成されている。実施の形態3と4に示す構成よりレベルシフト回路とスイッチの数が多いため記憶装置は大型化してしまう。   For comparison, a memory device that performs an operation without bringing unselected bit lines and word lines into a floating state will be described with reference to FIG. A circuit configuration of the bit line driving circuit 101 and the word line driving circuit 102 is shown. One bit line driving circuit 101 and one word line driving circuit 102 are connected to each bit line and word line of the memory cell. The bit line driving circuit 101 includes a bit address selection signal 601 and a level shift circuit 602 for converting the voltage amplitude of the bit address selection signal into a write voltage Vw1, and switches 603 and 604 for driving the bit line. The word line driving circuit 102 includes a level shift circuit 606 for converting the voltage amplitude of the word address selection signal 605 and the bit address selection signal into a write voltage Vw2, and switches 607 and 608 for driving the word lines. Since the number of level shift circuits and switches is larger than the configurations shown in the third and fourth embodiments, the storage device is increased in size.

(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明の半導体記憶装置の適用例として、半導体記憶装置を備えた半導体装置について説明する。
(Embodiment 5)
In this embodiment mode, a semiconductor device including a semiconductor memory device will be described as an application example of the semiconductor memory device of the present invention.

本実施の形態における半導体装置は、内部に記憶回路を有し、記憶回路に必要な情報を記憶し、非接触手段、例えば無線通信を用いて外部と情報のやりとりを行うものである。この特徴を利用して、本実施の形態における半導体装置は、物品などの個体情報を記憶させておき、その情報を読み取ることにより物品の認識をさせる個体認証システムなどの用途があり、これらの用途に用いるには、個体情報のデータを記憶して物品の識別などを行うため、より高い信頼性が要求される。   The semiconductor device in this embodiment has a memory circuit therein, stores necessary information in the memory circuit, and exchanges information with the outside using non-contact means, for example, wireless communication. Utilizing this feature, the semiconductor device in this embodiment has uses such as an individual authentication system that stores individual information such as articles and recognizes the articles by reading the information. In order to use it, the individual information data is stored to identify the article, and therefore higher reliability is required.

本実施の形態における半導体装置の構成について図7を用いて説明する。図7は、本実施の形態における半導体装置の構成を示すブロック図である。   A structure of the semiconductor device in this embodiment is described with reference to FIGS. FIG. 7 is a block diagram illustrating a configuration of the semiconductor device according to the present embodiment.

図7に示すように半導体装置700は、リーダ/ライタ701(無線通信装置、または質問器という)に接続されたアンテナ702から送信される無線信号703を受信するアンテナ704を有する。また半導体装置700は、整流回路705、定電圧回路706、復調回路707、変調回路708、論理回路709、半導体記憶装置710、ROM711により構成されている。なお、データの伝送形式は、一対のコイルを対向配置して相互誘導によって交信を行う電磁結合方式、誘導電磁界によって交信する電磁誘導方式、電波を利用して交信する電波方式の3つに大別され、本実施の形態ではいずれの方式でも適用することができる。   As shown in FIG. 7, the semiconductor device 700 includes an antenna 704 that receives a wireless signal 703 transmitted from an antenna 702 connected to a reader / writer 701 (referred to as a wireless communication device or an interrogator). The semiconductor device 700 includes a rectifier circuit 705, a constant voltage circuit 706, a demodulation circuit 707, a modulation circuit 708, a logic circuit 709, a semiconductor memory device 710, and a ROM 711. Note that there are three major data transmission formats: an electromagnetic coupling method in which a pair of coils are arranged facing each other to communicate by mutual induction, an electromagnetic induction method in which communication is performed by an induction electromagnetic field, and a radio wave method in which communication is performed using radio waves. In this embodiment, any system can be applied.

次に各回路の構成について説明する。アンテナ704は、リーダ/ライタ701に接続されたアンテナ702と無線信号703の送受信を行うためのものである。また整流回路705は、アンテナ704で無線信号を受信することにより生成される入力交流信号を整流、例えば半端2倍圧整流し、後段に設けられた容量素子により、整流された信号を平滑化することで入力電位を生成するための回路である。なお整流回路705の入力側または出力側には、リミッタ回路を設けてもよい。リミッタ回路は、入力交流信号の振幅が大きく、内部生成電圧が大きい場合、ある電力以上は後段の回路に入力しないように制御するための回路である。また定電圧回路706は、入力電位から安定した電源電圧を生成し、各ブロックに供給するための回路である。また定電圧回路706は内部に、リセット信号生成回路を有していてもよい。リセット信号生成回路は、安定した電源電圧の立ち上がりを利用して、論理回路709のリセット信号を生成するための回路である。また復調回路707は、入力交流信号を包絡線検出することにより復調し、復調信号を生成するための回路である。また論理回路709は復調信号を解析し、処理を行うための回路である。半導体記憶装置710は、上記実施の形態で説明した回路構成を有し、処理に応じて一回のみデータの書き込みが出来る半導体記憶装置である。またROM711は、固有番号(ID)を格納し、処理に応じて出力を行うための回路である。なお、ROM711は、必要に応じて設ければよい。また変調回路708は、アンテナ704より出力されるデータに応じて変調をおこなうための回路である。   Next, the configuration of each circuit will be described. The antenna 704 is for transmitting and receiving a radio signal 703 to and from the antenna 702 connected to the reader / writer 701. The rectifier circuit 705 rectifies an input AC signal generated by receiving a radio signal by the antenna 704, for example, half-end double-voltage rectification, and smoothes the rectified signal by a capacitive element provided at a subsequent stage. This is a circuit for generating an input potential. Note that a limiter circuit may be provided on the input side or the output side of the rectifier circuit 705. The limiter circuit is a circuit for controlling the input AC signal not to be input to a subsequent circuit when the amplitude of the input AC signal is large and the internally generated voltage is large. The constant voltage circuit 706 is a circuit for generating a stable power supply voltage from the input potential and supplying it to each block. Further, the constant voltage circuit 706 may include a reset signal generation circuit inside. The reset signal generation circuit is a circuit for generating a reset signal of the logic circuit 709 using a stable rise of the power supply voltage. The demodulation circuit 707 is a circuit for demodulating an input AC signal by detecting an envelope and generating a demodulated signal. The logic circuit 709 is a circuit for analyzing and processing the demodulated signal. The semiconductor memory device 710 is a semiconductor memory device that has the circuit configuration described in the above embodiment and can write data only once in accordance with processing. The ROM 711 is a circuit for storing a unique number (ID) and outputting it according to processing. Note that the ROM 711 may be provided as necessary. The modulation circuit 708 is a circuit for performing modulation in accordance with data output from the antenna 704.

本実施の形態では、本発明の半導体記憶装置を半導体装置700の半導体記憶装置710として搭載することができる。本発明の半導体記憶装置を具備する構成とすることにより、配線数を削減し、小型化を図ることができ、また、データの書き込みまたは読み出しの際の誤動作が少なくすることができる。   In this embodiment mode, the semiconductor memory device of the present invention can be mounted as the semiconductor memory device 710 of the semiconductor device 700. With the structure including the semiconductor memory device of the present invention, the number of wirings can be reduced, miniaturization can be achieved, and malfunction during data writing or reading can be reduced.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。   Note that this embodiment can be combined with any of the other embodiments as appropriate.

(実施の形態6)
本実施例では、アンチヒューズ型の半導体記憶装置を具備する半導体装置の製造方法について、図8(A)〜図8(D)及び図9(A)〜図9(C)を用いて以下に説明する。ここでは、同一基板上に論理回路部1550と、半導体記憶回路部1552と、アンテナ部1554と、を設けた半導体装置を製造する一例を示す。論理回路部1550は薄膜トランジスタを用いた回路が集積される。半導体記憶回路部1552は複数のpin型ダイオード及びアンチヒューズによりメモリセルが構成される。なお、便宜上、論理回路部1550を構成する2つの薄膜トランジスタ、半導体記憶回路部1552を構成する1つのpin型ダイオード及び1つのアンチヒューズ、並びにアンテナ部1554を構成する1つの容量及び1つの薄膜トランジスタの断面図を示している。なお本実施の形態における断面図に示す各素子は、構造を明確に記すために、誇張した縮尺により表記するものとする。
(Embodiment 6)
In this embodiment, a method for manufacturing a semiconductor device including an antifuse-type semiconductor memory device is described below with reference to FIGS. 8A to 8D and FIGS. 9A to 9C. explain. Here, an example of manufacturing a semiconductor device in which a logic circuit portion 1550, a semiconductor memory circuit portion 1552, and an antenna portion 1554 are provided over the same substrate is shown. In the logic circuit portion 1550, circuits using thin film transistors are integrated. In the semiconductor memory circuit portion 1552, a memory cell is configured by a plurality of pin-type diodes and antifuses. For convenience, two thin film transistors constituting the logic circuit portion 1550, one pin-type diode and one antifuse constituting the semiconductor memory circuit portion 1552, and one capacitor and one thin film transistor constituting the antenna portion 1554 are cross sections. The figure is shown. Note that each element shown in the cross-sectional view in this embodiment is described with an exaggerated scale in order to clearly describe the structure.

なお本実施の形態において、半導体装置とは、半導体特性を利用して機能しうる装置全般を指すものとして説明する。 Note that in this embodiment mode, a semiconductor device is described as an overall device that can function using semiconductor characteristics.

まず、支持基板1501上に剥離層となる金属層1502を形成する。支持基板1501としてはガラス基板を用いる。また、金属層1502としては、スパッタリング法により得られる30nm〜200nmのタングステン層、窒化タングステン層、またはモリブデン層を用いる。   First, a metal layer 1502 serving as a separation layer is formed over the supporting substrate 1501. A glass substrate is used as the support substrate 1501. As the metal layer 1502, a 30-200 nm tungsten layer, tungsten nitride layer, or molybdenum layer obtained by a sputtering method is used.

次に、金属層1502の表面を酸化させて金属酸化物層を形成する。金属酸化物層の形成方法は、純水やオゾン水を用いて金属層1502表面を酸化して形成してもよいし、酸素プラズマで金属層1502表面を酸化して形成してもよい。また、酸素を含む雰囲気で加熱を行うことで金属酸化物層を形成してもよい。また、金属酸化物層は、後の剥離層となる金属層1502上に形成する絶縁層の形成工程で形成してもよい。例えば、絶縁層として酸化シリコン層や酸化窒化シリコン層をプラズマCVD法で形成する際に、金属層1502表面が酸化されて金属酸化物層が形成される。なお、ここでは金属酸化物層は図示しない。   Next, the surface of the metal layer 1502 is oxidized to form a metal oxide layer. The metal oxide layer may be formed by oxidizing the surface of the metal layer 1502 using pure water or ozone water, or by oxidizing the surface of the metal layer 1502 with oxygen plasma. Alternatively, the metal oxide layer may be formed by heating in an atmosphere containing oxygen. Alternatively, the metal oxide layer may be formed in a step of forming an insulating layer formed over the metal layer 1502 to be a peeling layer later. For example, when a silicon oxide layer or a silicon oxynitride layer is formed as the insulating layer by a plasma CVD method, the surface of the metal layer 1502 is oxidized to form a metal oxide layer. Note that the metal oxide layer is not shown here.

次に、金属層1502上に第1絶縁層1503を形成する。第1絶縁層1503としては、酸化シリコン層、窒化シリコン層または酸化窒化シリコン層等の絶縁層を形成する。第1絶縁層1503の一例としては、プラズマCVD法によりSiH、NH、及びNOを反応ガスとして成膜される膜厚50nm〜100nmの窒化酸化シリコン層と、SiH、及びNOを反応ガスとして成膜される膜厚100nm〜150nmの酸化窒化シリコン層と、の2層の積層構造が挙げられる。また、第1絶縁層1503を積層構造とする場合、少なくとも1層は膜厚10nm以下の窒化シリコン層、或いは酸化窒化シリコン層を形成することが好ましい。また、窒化酸化シリコン層と、酸化窒化シリコン層と、窒化シリコン層とを順次積層した3層構造を形成してもよい。第1絶縁層1503は下地絶縁層として機能するが、特に必要なければ設けなくともよい。また、剥離層(ここでは金属層1502)と基板との間に、酸化シリコン層や窒化シリコン層などの下地絶縁層を設けてもよい。 Next, a first insulating layer 1503 is formed over the metal layer 1502. As the first insulating layer 1503, an insulating layer such as a silicon oxide layer, a silicon nitride layer, or a silicon oxynitride layer is formed. As an example of the first insulating layer 1503, a silicon nitride oxide layer with a thickness of 50 nm to 100 nm formed using SiH 4 , NH 3 , and N 2 O as a reaction gas by a plasma CVD method, SiH 4 , and N 2 A two-layer structure of a silicon oxynitride layer with a thickness of 100 nm to 150 nm formed using O as a reaction gas can be given. In the case where the first insulating layer 1503 has a stacked structure, it is preferable that at least one layer be a silicon nitride layer or a silicon oxynitride layer with a thickness of 10 nm or less. Alternatively, a three-layer structure in which a silicon nitride oxide layer, a silicon oxynitride layer, and a silicon nitride layer are sequentially stacked may be formed. The first insulating layer 1503 functions as a base insulating layer; Further, a base insulating layer such as a silicon oxide layer or a silicon nitride layer may be provided between the separation layer (here, the metal layer 1502) and the substrate.

次に、第1絶縁層1503上に半導体層を形成する。半導体層は、アモルファス構造を有する半導体層をLPCVD法或いはプラズマCVD法などのCVD法、又はスパッタリング法により成膜した後、結晶化を行って得られた結晶質半導体層を選択的にエッチングして所望の形状に加工する。結晶化方法としては、レーザ結晶化法、RTA又はファーネスアニール炉を用いた熱結晶化法、ニッケルなどの結晶化を助長する金属元素を用いる結晶化法などを用いればよい。なお、半導体層をプラズマCVD法により成膜すれば、第1絶縁層1503及びアモルファス構造を有する半導体層を大気に触れることなく連続成膜することができる。半導体層は、膜厚25nm〜80nm(好ましくは30nm〜70nm)で形成する。半導体層の材料は特に限定されないが、好ましくはシリコン又はシリコンゲルマニウムなどで形成する。   Next, a semiconductor layer is formed over the first insulating layer 1503. The semiconductor layer is formed by depositing a semiconductor layer having an amorphous structure by a CVD method such as an LPCVD method or a plasma CVD method, or a sputtering method, and then selectively etching the crystalline semiconductor layer obtained by crystallization. Process into desired shape. As a crystallization method, a laser crystallization method, a thermal crystallization method using an RTA or a furnace annealing furnace, a crystallization method using a metal element that promotes crystallization such as nickel, or the like may be used. Note that when the semiconductor layer is formed by a plasma CVD method, the first insulating layer 1503 and the semiconductor layer having an amorphous structure can be continuously formed without being exposed to the air. The semiconductor layer is formed with a thickness of 25 nm to 80 nm (preferably 30 nm to 70 nm). The material of the semiconductor layer is not particularly limited, but is preferably formed of silicon or silicon germanium.

また、アモルファス構造を有する半導体層の結晶化には連続発振のレーザを利用することもできる。アモルファス構造を有する半導体層の結晶化に際し、大粒径の結晶を得るためには、連続発振が可能な固体レーザを用い、該固体レーザの第2高調波〜第4高調波を適用するのが好ましい。代表的には、Nd:YVOレーザ(基本波1064nm)の第2高調波(532nm)や第3高調波(355nm)を適用すればよい。連続発振のレーザを用いる場合には、出力10Wの連続発振のYVOレーザから射出されたレーザビームを非線形光学素子により高調波に変換する。また、共振器の中にYVO結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザビームに成形して、被処理体に照射する。このときのエネルギー密度は0.01MW/cm〜100MW/cm程度(好ましくは0.1MW/cm〜10MW/cm)が必要である。そして、10cm/sec〜2000cm/sec程度の速度で、レーザビームに対して相対的に半導体層を移動させて照射すればよい。 A continuous wave laser can also be used for crystallization of a semiconductor layer having an amorphous structure. In crystallization of a semiconductor layer having an amorphous structure, in order to obtain a crystal having a large grain size, a solid-state laser capable of continuous oscillation is used, and the second to fourth harmonics of the solid-state laser are applied. preferable. Typically, a second harmonic (532 nm) or a third harmonic (355 nm) of an Nd: YVO 4 laser (fundamental wave 1064 nm) may be applied. When a continuous wave laser is used, a laser beam emitted from a continuous wave YVO 4 laser having an output of 10 W is converted into a harmonic by a non-linear optical element. There is also a method of emitting harmonics by putting a YVO 4 crystal and a nonlinear optical element in a resonator. Then, it is preferably formed into a rectangular or elliptical laser beam on the irradiation surface by an optical system, and irradiated to the object to be processed. The energy density at this time needs to be about 0.01 MW / cm 2 to 100 MW / cm 2 (preferably 0.1 MW / cm 2 to 10 MW / cm 2 ). Then, irradiation may be performed by moving the semiconductor layer relative to the laser beam at a speed of about 10 cm / sec to 2000 cm / sec.

なお、必要があれば、後に完成する薄膜トランジスタのしきい値を制御するために、微量な不純物元素(ボロンまたはリン)を半導体層に対して添加する。ここでは、ジボラン(B)を質量分離しないでプラズマ励起したイオンドープ法を用いてボロンを添加する。 Note that if necessary, a small amount of an impurity element (boron or phosphorus) is added to the semiconductor layer in order to control a threshold value of a thin film transistor to be completed later. Here, boron is added using an ion doping method in which diborane (B 2 H 6 ) is plasma-excited without mass separation.

次に、フッ酸を含むエッチャントで半導体層表面の酸化膜を除去すると同時に半導体層の表面を洗浄する。そして、半導体層を覆う第2絶縁層を形成する。第2絶縁層はCVD法またはスパッタリング法を用い、膜厚を1nm〜200nmとする。好ましくは膜厚を10nm〜50nmと薄くしたシリコンを含む絶縁層の単層または積層構造を形成した後に、マイクロ波により励起されたプラズマを用いて表面窒化処理を行う。第2絶縁層は、後に形成される薄膜トランジスタのゲート絶縁層として機能する。   Next, the oxide film on the surface of the semiconductor layer is removed with an etchant containing hydrofluoric acid, and at the same time, the surface of the semiconductor layer is washed. Then, a second insulating layer that covers the semiconductor layer is formed. The second insulating layer is formed using a CVD method or a sputtering method and has a thickness of 1 nm to 200 nm. Preferably, after forming a single layer or a stacked structure of an insulating layer containing silicon whose thickness is as thin as 10 nm to 50 nm, surface nitriding treatment is performed using plasma excited by microwaves. The second insulating layer functions as a gate insulating layer of a thin film transistor to be formed later.

なお、後に容量とする領域の半導体層を導電体として機能させるため、高濃度の不純物元素(ボロンまたはリン)を半導体層に対して添加する。このとき、容量とする領域以外はレジストマスクで覆っておけばよい。またpin型ダイオードとなる半導体層にも、レジストマスク等を用いてp型不純物領域、真性半導体領域、n型不純物領域を形成する。   Note that a high-concentration impurity element (boron or phosphorus) is added to the semiconductor layer so that the semiconductor layer in a region to be a capacitor later functions as a conductor. At this time, the region other than the capacitor may be covered with a resist mask. In addition, a p-type impurity region, an intrinsic semiconductor region, and an n-type impurity region are also formed in a semiconductor layer to be a pin-type diode using a resist mask or the like.

次に、第2絶縁層上にゲート電極1504、ゲート電極1505、ゲート電極1506、ゲート電極1507、及びアンチヒューズの下部電極となる第1の電極1509を形成する。スパッタリング法により得られた膜厚100nm〜500nmの導電層を選択的にエッチングして、所望の形状に加工してゲート電極1504〜ゲート電極1507、及び第1の電極1509を得る。   Next, a gate electrode 1504, a gate electrode 1505, a gate electrode 1506, a gate electrode 1507, and a first electrode 1509 to be a lower electrode of an antifuse are formed over the second insulating layer. A conductive layer with a thickness of 100 nm to 500 nm obtained by a sputtering method is selectively etched and processed into a desired shape, whereby a gate electrode 1504 to a gate electrode 1507 and a first electrode 1509 are obtained.

ゲート電極1504〜ゲート電極1507、及び第1の電極1509の材料としては、タングステン、チタン、アルミニウム、ニッケル、クロム、モリブデン、タンタル、コバルト、ジルコニウム、バナジウム、パラジウム、ハフニウム、白金、鉄などの単体、又はこれらの合金或いは化合物から選ばれる材料の単層、又は積層構造で形成する。好ましくはシリコンと反応してシリサイド形成する材料を用いる。ただし、薄膜トランジスタのゲート電極としては高融点金属が好ましく、具体的にはタングステンまたはモリブデンが挙げられる。ゲート電極1504〜1507、及び第1の電極1509を積層構造とする場合には、上層となる材料層が上述した材料であればよく、ゲート絶縁層側である下層となる材料層は、リン等の不純物元素を添加したポリシリコン層としてもよい。また、第1の電極1509は、アモルファスシリコンと接するアンチヒューズの電極に用いるため、シリコンと反応する材料を用いることが好ましい。   As materials for the gate electrode 1504 to the gate electrode 1507 and the first electrode 1509, simple substances such as tungsten, titanium, aluminum, nickel, chromium, molybdenum, tantalum, cobalt, zirconium, vanadium, palladium, hafnium, platinum, and iron, Alternatively, a single layer or a laminated structure of a material selected from these alloys or compounds is used. Preferably, a material that forms silicide by reacting with silicon is used. However, the gate electrode of the thin film transistor is preferably a refractory metal, specifically tungsten or molybdenum. In the case where the gate electrodes 1504 to 1507 and the first electrode 1509 have a stacked structure, the upper material layer may be any material as described above, and the lower material layer on the gate insulating layer side may be phosphorus or the like. Alternatively, a polysilicon layer to which the impurity element is added may be used. In addition, since the first electrode 1509 is used for an antifuse electrode in contact with amorphous silicon, a material which reacts with silicon is preferably used.

次に、pチャネルトランジスタとする領域の半導体層及びpin型ダイオードを覆うようにレジストマスクを形成し、nチャネルトランジスタとする領域の半導体層にゲート電極1505、ゲート電極1506、ゲート電極1507をマスクとして不純物元素を導入することにより低濃度不純物領域を形成する。不純物元素としては、n型を付与する不純物元素又はp型を付与する不純物元素を用いることができる。n型を示す不純物元素としては、リン(P)やヒ素(As)等を用いることができる。ここでは、nチャネルトランジスタとする領域の半導体層にリンを1×1015/cm〜1×1019/cmの濃度で含まれるように導入することによりn型を示す不純物領域を形成する。 Next, a resist mask is formed so as to cover the semiconductor layer in the region to be the p-channel transistor and the pin-type diode, and the gate electrode 1505, the gate electrode 1506, and the gate electrode 1507 are masked on the semiconductor layer in the region to be the n-channel transistor. A low concentration impurity region is formed by introducing an impurity element. As the impurity element, an impurity element imparting n-type conductivity or an impurity element imparting p-type conductivity can be used. As the impurity element exhibiting n-type, phosphorus (P), arsenic (As), or the like can be used. Here, an impurity region exhibiting n-type is formed by introducing phosphorus into a semiconductor layer in a region to be an n-channel transistor so as to be contained at a concentration of 1 × 10 15 / cm 3 to 1 × 10 19 / cm 3. .

次に、レジストマスクを除去して、nチャネルトランジスタとする半導体層及びpin型ダイオードの一部を覆うようにレジストマスクを形成し、pチャネルトランジスタとする領域の半導体層及びpin型ダイオードのp型不純物領域となる領域にゲート電極1504をマスクとして不純物元素を導入することによりp型を示す不純物領域を形成する。p型を示す不純物元素としては、ボロン(B)やアルミニウム(Al)やガリウム(Ga)等を用いることができる。ここでは、pチャネルトランジスタとする領域の半導体層にボロン(B)を1×1019/cm〜1×1020/cmの濃度で含まれるように導入することによって、p型を示す不純物領域を形成することができる。その結果、pチャネルトランジスタとする領域の半導体層に自己整合的にチャネル形成領域1516a、及び一対のp型不純物領域1514a、並びにpin型ダイオードとする領域の半導体層にp型半導体領域1514bが形成される。p型不純物領域1514aは、ソース領域又はドレイン領域として機能する。 Next, the resist mask is removed, a resist mask is formed so as to cover a part of the semiconductor layer and the pin-type diode that are to be n-channel transistors, and the p-type of the semiconductor layer and the pin-type diode that are to be p-channel transistors. A p-type impurity region is formed by introducing an impurity element into the region to be the impurity region using the gate electrode 1504 as a mask. As the p-type impurity element, boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), or the like can be used. Here, by introducing boron (B) at a concentration of 1 × 10 19 / cm 3 to 1 × 10 20 / cm 3 into a semiconductor layer in a region to be a p-channel transistor, an impurity exhibiting p-type conductivity Regions can be formed. As a result, a channel formation region 1516a and a pair of p-type impurity regions 1514a and a p-type semiconductor region 1514b are formed in a semiconductor layer in a region to be a pin-type diode in a self-aligned manner in a semiconductor layer in a region to be a p-channel transistor. The The p-type impurity region 1514a functions as a source region or a drain region.

次に、ゲート電極1504〜ゲート電極1507、及び第1の電極1509の側面にサイドウォール絶縁層1510、サイドウォール絶縁層1511を形成する。サイドウォール絶縁層1510、サイドウォール絶縁層1511の作製方法としては、まず、第2絶縁層、ゲート電極1504〜ゲート電極1507、及び第1の電極1509を覆うように、プラズマCVD法やスパッタリング法等により、シリコン、シリコンの酸化物、又はシリコンの窒化物を含む層や、有機樹脂等の有機材料を含む層を単層又は積層して第3絶縁層を形成する。次に、第3絶縁層を、垂直方向を主体とした異方性エッチングにより選択的にエッチングすることによって、ゲート電極1504〜ゲート電極1507、及び第1の電極1509の側面に接する絶縁層(サイドウォール絶縁層1510、サイドウォール絶縁層1511)を形成する。なお、サイドウォール絶縁層1510の形成と同時に、第2絶縁層の一部をエッチングして除去する。第2絶縁層の一部が除去されることによって、ゲート電極1504〜1507及びサイドウォール絶縁層1510の下方にゲート絶縁層1512が形成される。また、第2絶縁層の一部が除去されることによって、第1の電極1509の下方及びサイドウォール絶縁層1511の下方に絶縁層1513が残存する。   Next, sidewall insulating layers 1510 and 1511 are formed on side surfaces of the gate electrodes 1504 to 1507 and the first electrode 1509. As a method for manufacturing the sidewall insulating layer 1510 and the sidewall insulating layer 1511, first, a plasma CVD method, a sputtering method, or the like is performed so as to cover the second insulating layer, the gate electrode 1504 to the gate electrode 1507, and the first electrode 1509. Thus, a third insulating layer is formed by stacking a single layer or a layer including a layer containing silicon, silicon oxide, or silicon nitride, or a layer containing an organic material such as an organic resin. Next, the third insulating layer is selectively etched by anisotropic etching mainly in the vertical direction, whereby the insulating layers (sides in contact with the side surfaces of the gate electrode 1504 to the gate electrode 1507 and the first electrode 1509) A wall insulating layer 1510 and a sidewall insulating layer 1511) are formed. Note that at the same time as the formation of the sidewall insulating layer 1510, part of the second insulating layer is removed by etching. By removing a part of the second insulating layer, a gate insulating layer 1512 is formed below the gate electrodes 1504 to 1507 and the sidewall insulating layer 1510. Further, by removing a part of the second insulating layer, the insulating layer 1513 remains below the first electrode 1509 and below the sidewall insulating layer 1511.

次に、pチャネルトランジスタとする半導体層及びpin型ダイオードの一部を覆うようにレジストマスクを形成し、nチャネルトランジスタとする領域の半導体層にゲート電極1505、ゲート電極1506、ゲート電極1507、及びサイドウォール絶縁層1510をマスクとして不純物元素を導入することにより高濃度不純物領域を形成する。不純物元素の導入後、レジストマスクは除去する。ここでは、nチャネルトランジスタとする領域の半導体層及びpin型ダイオードとする領域の半導体層にリン(P)を1×1019/cm〜1×1020/cmの濃度で含まれるように導入することによって、n型を示す高濃度不純物領域及びn型不純物領域を形成することができる。その結果、nチャネルトランジスタとする領域の半導体層に、自己整合的に、チャネル形成領域1521a又はチャネル形成領域1521cと、LDD領域として機能する一対の低濃度不純物領域1519a又は一対の低濃度不純物領域1519cと、ソース領域又はドレイン領域として機能する一対の高濃度不純物領域1517a又は高濃度不純物領域1517cと、が形成される。同時に、容量とする領域の半導体層に、自己整合的に第1不純物領域1521bと、第2不純物領域1519bと、第3不純物領域1517bと、が形成される。同時に、pin型ダイオードとする領域の半導体層に、n型不純物領域1515aと、真性半導体領域1516bが形成される。第1不純物領域1521bは、ゲート絶縁層を介してゲート電極1506と重なる領域に形成される。なお、第1不純物領域1521bには、ゲート電極1506を形成する前までに、選択的に高濃度の不純物元素が添加されている。したがって、第1不純物領域1521bは、チャネル形成領域1521a及びチャネル形成領域1521cよりも不純物濃度が大きくなっている。なお、LDD領域として機能する低濃度不純物領域1519a及び低濃度不純物領域1519c、並びに第2不純物領域1519bは、サイドウォール絶縁層1510の下方に形成される。 Next, a resist mask is formed so as to cover a semiconductor layer to be a p-channel transistor and a part of the pin-type diode, and a gate electrode 1505, a gate electrode 1506, a gate electrode 1507, and A high-concentration impurity region is formed by introducing an impurity element using the sidewall insulating layer 1510 as a mask. After the introduction of the impurity element, the resist mask is removed. Here, phosphorus (P) is contained at a concentration of 1 × 10 19 / cm 3 to 1 × 10 20 / cm 3 in a semiconductor layer in a region to be an n-channel transistor and a semiconductor layer in a region to be a pin-type diode. By introducing the n-type impurity region, a high-concentration impurity region and an n-type impurity region exhibiting n-type can be formed. As a result, a channel formation region 1521a or a channel formation region 1521c and a pair of low-concentration impurity regions 1519a or a pair of low-concentration impurity regions 1519c functioning as LDD regions are self-aligned with a semiconductor layer in a region to be an n-channel transistor. Then, a pair of high-concentration impurity regions 1517a or high-concentration impurity regions 1517c functioning as a source region or a drain region is formed. At the same time, the first impurity region 1521b, the second impurity region 1519b, and the third impurity region 1517b are formed in a self-aligned manner in the semiconductor layer in the region to be a capacitor. At the same time, an n-type impurity region 1515a and an intrinsic semiconductor region 1516b are formed in a semiconductor layer in a region to be a pin-type diode. The first impurity region 1521b is formed in a region overlapping with the gate electrode 1506 with the gate insulating layer interposed therebetween. Note that a high-concentration impurity element is selectively added to the first impurity region 1521b before the gate electrode 1506 is formed. Accordingly, the first impurity region 1521b has a higher impurity concentration than the channel formation region 1521a and the channel formation region 1521c. Note that the low-concentration impurity region 1519a and the low-concentration impurity region 1519c, which function as an LDD region, and the second impurity region 1519b are formed below the sidewall insulating layer 1510.

なお、ここでは、nチャネルトランジスタに含まれる半導体層にLDD領域を形成し、pチャネルトランジスタに含まれる半導体層にLDD領域を設けない構造を示したが、もちろんこれに限られず、nチャネルトランジスタ及びpチャネルトランジスタの両方の半導体層にLDD領域を形成してもよい。   Note that here, a structure is shown in which an LDD region is formed in a semiconductor layer included in an n-channel transistor and an LDD region is not provided in a semiconductor layer included in a p-channel transistor. LDD regions may be formed in both semiconductor layers of the p-channel transistor.

次に、スパッタリング法、LPCVD法、またはプラズマCVD法等を用いて、水素を含む第4絶縁層1522を成膜した後、半導体層に添加された不純物元素の活性化処理および水素化処理を行う。不純物元素の活性化処理および水素化処理は、炉での熱処理(300℃〜550℃で1時間〜12時間の熱処理)または、ランプ光源を用いたRTA法を用いる。水素を含む第4絶縁層1522は、例えばプラズマCVD法により得られる窒化酸化シリコン層を用いる。ここでは、水素を含む第4絶縁層1522の膜厚は、50nm〜200nmとする。加えて、結晶化を助長する金属元素、代表的にはニッケルを用いて半導体層を結晶化させている場合、活性化と同時にチャネル形成領域におけるニッケルの低減を行うゲッタリングをも行うことができる。なお、水素を含む第4絶縁層1522は、層間絶縁層の1層目である。   Next, after the fourth insulating layer 1522 containing hydrogen is formed by a sputtering method, an LPCVD method, a plasma CVD method, or the like, activation treatment and hydrogenation treatment of the impurity element added to the semiconductor layer are performed. . For the activation treatment and hydrogenation treatment of the impurity element, heat treatment in a furnace (heat treatment at 300 ° C. to 550 ° C. for 1 hour to 12 hours) or an RTA method using a lamp light source is used. As the fourth insulating layer 1522 containing hydrogen, for example, a silicon nitride oxide layer obtained by a plasma CVD method is used. Here, the thickness of the fourth insulating layer 1522 containing hydrogen is 50 nm to 200 nm. In addition, when the semiconductor layer is crystallized using a metal element that promotes crystallization, typically nickel, gettering that reduces nickel in the channel formation region at the same time as activation can be performed. . Note that the fourth insulating layer 1522 containing hydrogen is a first layer of an interlayer insulating layer.

次に、スパッタリング法、LPCVD法、またはプラズマCVD法等を用いて層間絶縁層の2層目となる第5絶縁層1523を形成する。第5絶縁層1523としては、酸化シリコン層、窒化シリコン層または酸化窒化シリコン層などの絶縁層の単層または積層を用いる。ここでは第5絶縁層1523の膜厚は300nm〜800nmとする。   Next, a fifth insulating layer 1523 which is the second interlayer insulating layer is formed by a sputtering method, an LPCVD method, a plasma CVD method, or the like. As the fifth insulating layer 1523, a single layer or a stacked layer of insulating layers such as a silicon oxide layer, a silicon nitride layer, or a silicon oxynitride layer is used. Here, the thickness of the fifth insulating layer 1523 is 300 to 800 nm.

次に、第5絶縁層1523上にレジストマスクを形成し、選択的に第4絶縁層1522及び第5絶縁層1523をエッチングして第1の電極1509に達する第1の開口1520を形成する。そして、エッチング後にレジストマスクを除去する。第1の開口1520の直径は、約1μm〜約6μmとすればよく、本実施の形態では、第1の開口1520の直径を2μmとする。   Next, a resist mask is formed over the fifth insulating layer 1523, and the fourth insulating layer 1522 and the fifth insulating layer 1523 are selectively etched, so that a first opening 1520 reaching the first electrode 1509 is formed. Then, the resist mask is removed after the etching. The diameter of the first opening 1520 may be about 1 μm to about 6 μm, and in this embodiment, the diameter of the first opening 1520 is 2 μm.

ここまでの工程を経た半導体装置の断面図が図8(A)に相当する。   A cross-sectional view of the semiconductor device manufactured through the preceding steps corresponds to FIG.

次に、スパッタリング法、LPCVD法、またはプラズマCVD法等を用いて、酸化窒化シリコン層とアモルファスシリコン層を積層形成する。本実施の形態では、プラズマCVD法を用いて、膜厚15nmのアモルファスシリコン層と、膜厚6nmの酸化窒化シリコン層と、を順に積層形成する。次に、レジストマスクを形成し、選択的にアモルファスシリコン層と酸化窒化シリコン層をエッチングして、第1の開口1520と重なるアモルファスシリコン層1524a、及び酸化窒化シリコン層1524bを形成する。アモルファスシリコン層1524a、酸化窒化シリコン層1524bは、アンチヒューズ素子の抵抗材料層となる。そして、エッチング後にレジストマスクを除去する。   Next, a silicon oxynitride layer and an amorphous silicon layer are stacked using a sputtering method, an LPCVD method, a plasma CVD method, or the like. In this embodiment, an amorphous silicon layer with a thickness of 15 nm and a silicon oxynitride layer with a thickness of 6 nm are sequentially stacked using a plasma CVD method. Next, a resist mask is formed, and the amorphous silicon layer and the silicon oxynitride layer are selectively etched, so that an amorphous silicon layer 1524 a and a silicon oxynitride layer 1524 b overlapping with the first opening 1520 are formed. The amorphous silicon layer 1524a and the silicon oxynitride layer 1524b serve as a resistance material layer of the antifuse element. Then, the resist mask is removed after the etching.

ここまでの工程を経た半導体装置の断面図が図8(B)に相当する。   A cross-sectional view of the semiconductor device manufactured through the preceding steps corresponds to FIG.

次に、レジストマスクを形成し、選択的に第4絶縁層1522及び第5絶縁層1523をエッチングして、半導体層に達するコンタクトホール、ゲート電極に達するコンタクトホール、第1の電極1509に達する第2の開口をそれぞれ形成する。そして、エッチング後にレジストマスクを除去する。   Next, a resist mask is formed, and the fourth insulating layer 1522 and the fifth insulating layer 1523 are selectively etched, so that a contact hole reaching the semiconductor layer, a contact hole reaching the gate electrode, and a first hole reaching the first electrode 1509 are formed. Two openings are formed respectively. Then, the resist mask is removed after the etching.

ここまでの工程を経た半導体装置の断面図が図8(C)に相当する。   A cross-sectional view of the semiconductor device through the steps up to here corresponds to FIG.

次に、フッ酸を含むエッチャントで露呈している半導体層表面及び露呈している第1の電極1509表面の酸化膜を除去すると同時に露呈している半導体層の表面及び露呈している第1の電極1509表面を洗浄する。   Next, the surface of the exposed semiconductor layer and the exposed first surface of the semiconductor layer are removed simultaneously with the removal of the oxide film on the exposed surface of the semiconductor layer and the exposed surface of the first electrode 1509 with an etchant containing hydrofluoric acid. The surface of the electrode 1509 is cleaned.

次に、アンチヒューズの上部電極、pin型ダイオードの電極、並びに薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極などを形成するため、スパッタリング法を用いて導電層を形成する。この導電層は、タングステン、チタン、アルミニウム、ニッケル、クロム、モリブデン、タンタル、コバルト、ジルコニウム、バナジウム、パラジウム、ハフニウム、白金、鉄などの単体、又はこれらの合金或いは化合物の単層、またはこれらの積層で形成する。ただし、この導電層は、薄膜トランジスタのソース電極及びドレイン電極に用いるため、薄膜トランジスタを構成する半導体層との接触抵抗値が比較的低い材料を用いることが好ましい。例えば、チタン層と、微量なシリコンを含むアルミニウム層と、チタン層との3層構造、或いはチタン層と、ニッケルと炭素を含むアルミニウム合金層と、チタン層との3層構造を用いる。本実施の形態では、膜厚100nmのチタン層と、膜厚350nmの純アルミニウム層と、膜厚100nmのチタン層との3層積層とする。また、本実施の形態では、アンチヒューズの下部電極の材料としてタングステン層を用い、上部電極としてチタン層を用いた例を示したが、抵抗材料層を高抵抗から低抵抗へと変化させることが可能であれば材料は特に限定されず、アンチヒューズの下部電極及び上部電極に同じ材料を用いてもよい。アンチヒューズの下部電極及び上部電極に同じ材料を用いる場合、タングステン、チタン、アルミニウム、ニッケル、クロム、モリブデン、タンタル、コバルト、ジルコニウム、バナジウム、パラジウム、ハフニウム、白金、鉄などの単体、又はこれらの合金或いは化合物から選ばれる材料の単層、又は積層構造で形成する。   Next, in order to form an upper electrode of an antifuse, an electrode of a pin-type diode, a source electrode and a drain electrode of a thin film transistor, a conductive layer is formed by a sputtering method. This conductive layer is made of a simple substance such as tungsten, titanium, aluminum, nickel, chromium, molybdenum, tantalum, cobalt, zirconium, vanadium, palladium, hafnium, platinum, iron, or a single layer of these alloys or compounds, or a laminate thereof. Form with. However, since this conductive layer is used for a source electrode and a drain electrode of a thin film transistor, it is preferable to use a material having a relatively low contact resistance value with a semiconductor layer included in the thin film transistor. For example, a three-layer structure of a titanium layer, an aluminum layer containing a small amount of silicon, and a titanium layer, or a three-layer structure of a titanium layer, an aluminum alloy layer containing nickel and carbon, and a titanium layer is used. In this embodiment, a three-layer stack of a titanium layer with a thickness of 100 nm, a pure aluminum layer with a thickness of 350 nm, and a titanium layer with a thickness of 100 nm is used. In this embodiment, the tungsten layer is used as the material for the lower electrode of the antifuse, and the titanium layer is used as the upper electrode. However, the resistance material layer can be changed from high resistance to low resistance. If possible, the material is not particularly limited, and the same material may be used for the lower electrode and the upper electrode of the antifuse. When the same material is used for the lower and upper electrodes of the antifuse, tungsten, titanium, aluminum, nickel, chromium, molybdenum, tantalum, cobalt, zirconium, vanadium, palladium, hafnium, platinum, iron, etc., or alloys thereof Or it forms with the single layer of the material chosen from a compound, or laminated structure.

次に、レジストマスクを形成し、選択的に導電層をエッチングして、ソース電極またはドレイン電極として機能する導電層1525、導電層1526、導電層1527、導電層1528、導電層1531、導電層1532、導電層1533、導電層1534、pin型ダイオード素子の電極となる配線1529、配線1530、ゲート引出配線となる配線1535、配線1536、配線1537、配線1538、配線1539、半導体記憶回路部の第2の電極1540及び第3の電極1541、アンテナ部の第4の電極1542を形成する。第2の電極1540は第1の開口1520と重なりアンチヒューズの上部電極となる。また、第3の電極1541は、第2の開口と重なり、第1の電極1509と電気的に接続する。なお、ここでは図示しないが、第4の電極1542は、アンテナ部の薄膜トランジスタと電気的に接続している。そして、エッチング後にレジストマスクを除去する。   Next, a resist mask is formed and the conductive layer is selectively etched, so that the conductive layer 1525, the conductive layer 1526, the conductive layer 1527, the conductive layer 1528, the conductive layer 1531, and the conductive layer 1532 function as a source electrode or a drain electrode. , Conductive layer 1533, conductive layer 1534, wiring 1529 serving as an electrode of the pin diode element, wiring 1530, wiring 1535 serving as a gate lead wiring, wiring 1536, wiring 1537, wiring 1538, wiring 1539, and second of the semiconductor memory circuit portion The first electrode 3540, the third electrode 1541, and the fourth electrode 1542 of the antenna portion are formed. The second electrode 1540 overlaps with the first opening 1520 and becomes the upper electrode of the antifuse. The third electrode 1541 overlaps with the second opening and is electrically connected to the first electrode 1509. Note that although not shown here, the fourth electrode 1542 is electrically connected to the thin film transistor of the antenna portion. Then, the resist mask is removed after the etching.

ここまでの工程を経た半導体装置の断面図が図8(D)に相当する。本実施の形態では、同一基板上に論理回路部1550の薄膜トランジスタと、半導体記憶回路部1552のpin型ダイオード1559及びアンチヒューズ1560と、アンテナ部1554の薄膜トランジスタとを形成することができる。ここでは、論理回路部1550に設けられたpチャネルトランジスタとnチャネルトランジスタ、半導体記憶回路部1552に設けられたpin型ダイオード1559とアンチヒューズ1560、アンテナ部1554に設けられた容量とnチャネルトランジスタの断面図を示している。なお、本発明は特に限定されず、半導体記憶回路部1552に設ける薄膜トランジスタはpチャネルトランジスタとしてもよい。また、アンテナ部1554にはpチャネルトランジスタが設けられていてもよく、ここでは便宜的に1つのnチャネルトランジスタを示しているものとする。   A cross-sectional view of the semiconductor device manufactured through the preceding steps corresponds to FIG. In this embodiment, the thin film transistor of the logic circuit portion 1550, the pin-type diode 1559 and the antifuse 1560 of the semiconductor memory circuit portion 1552, and the thin film transistor of the antenna portion 1554 can be formed over the same substrate. Here, a p-channel transistor and an n-channel transistor provided in the logic circuit portion 1550, a pin-type diode 1559 and an antifuse 1560 provided in the semiconductor memory circuit portion 1552, a capacitor provided in the antenna portion 1554, and an n-channel transistor A cross-sectional view is shown. Note that the present invention is not particularly limited, and the thin film transistor provided in the semiconductor memory circuit portion 1552 may be a p-channel transistor. The antenna portion 1554 may be provided with a p-channel transistor. Here, one n-channel transistor is illustrated for convenience.

次に、論理回路部1550の薄膜トランジスタと、半導体記憶回路部1552のpin型ダイオード及びアンチヒューズ素子と、アンテナ部1554の薄膜トランジスタを覆う第6絶縁層1543を形成する。第6絶縁層1543は、酸化シリコンを含む絶縁層または有機樹脂でなる絶縁層を用いることができるが、半導体装置の信頼性を向上させる上では酸化シリコンを含む絶縁層を用いることが好ましい。また、後に形成するアンテナをスクリーン印刷法で形成する場合には平坦面を有していることが望ましいため、塗布法を用いる有機樹脂でなる絶縁層を用いることが好ましい。第6絶縁層1543を形成する材料は、実施者が適宜選択すればよい。また、後に形成するアンテナは論理回路部1550及び半導体記憶回路部1552と重なる領域まで形成されてもよい。この場合、第6絶縁層1543は、アンテナとの絶縁を図る層間絶縁層としても機能する。輪状(例えば、ループアンテナ)又はらせん状のアンテナとする場合には、アンテナの両端のうち一方を下層に形成する配線で引き回すため、第6絶縁層1543を設けることが好ましい。ただし、マイクロ波方式を適用し、線状(例えば、ダイポールアンテナ)、平坦な形状(例えば、パッチアンテナ)等のアンテナとする場合には、後に形成するアンテナが論理回路部及び半導体記憶回路部と重ならないように配置できるため、第6絶縁層1543は特に設けなくともよい。   Next, a sixth insulating layer 1543 that covers the thin film transistor of the logic circuit portion 1550, the pin-type diode and antifuse element of the semiconductor memory circuit portion 1552, and the thin film transistor of the antenna portion 1554 is formed. As the sixth insulating layer 1543, an insulating layer containing silicon oxide or an insulating layer made of an organic resin can be used; however, in order to improve the reliability of the semiconductor device, an insulating layer containing silicon oxide is preferably used. In the case where an antenna to be formed later is formed by a screen printing method, it is desirable to have a flat surface. Therefore, it is preferable to use an insulating layer made of an organic resin using a coating method. The material for forming the sixth insulating layer 1543 may be selected as appropriate by the practitioner. Further, an antenna to be formed later may be formed up to a region overlapping with the logic circuit portion 1550 and the semiconductor memory circuit portion 1552. In this case, the sixth insulating layer 1543 also functions as an interlayer insulating layer for insulation from the antenna. In the case of a ring-shaped (for example, a loop antenna) or a spiral antenna, it is preferable to provide a sixth insulating layer 1543 so that one of both ends of the antenna is routed by wiring formed in a lower layer. However, in the case where a microwave method is applied and an antenna having a linear shape (for example, a dipole antenna) or a flat shape (for example, a patch antenna) is used, the antenna to be formed later includes a logic circuit portion and a semiconductor memory circuit portion. The sixth insulating layer 1543 is not necessarily provided because it can be arranged so as not to overlap.

次に、レジストマスクを形成し、選択的に第6絶縁層1543をエッチングして、第3の電極1541に達する第3の開口と、第4の電極1542に達する第4の開口を形成する。そして、エッチング後にレジストマスクを除去する。   Next, a resist mask is formed, and the sixth insulating layer 1543 is selectively etched, so that a third opening reaching the third electrode 1541 and a fourth opening reaching the fourth electrode 1542 are formed. Then, the resist mask is removed after the etching.

ここまでの工程を経た半導体装置の断面図が図9(A)に相当する。   A cross-sectional view of the semiconductor device manufactured through the preceding steps corresponds to FIG.

次に、第6絶縁層1543上に金属層を形成する。金属層としては、Ti、Ni、Auから選ばれる単層またはそれらの積層を用いる。次に、レジストマスクを形成し、選択的に金属層をエッチングして、第1の電極1509の引出配線部1562に引出配線1544と、アンテナの下地層1545を形成する。なお、ここでの引出配線1544及び下地層1545は、レジストマスクを用いることなく、メタルマスクを用いたスパッタリング法で選択的に形成することもできる。アンテナの下地層1545を設けることで、アンテナとの接触面積を広く確保することができる。また、回路設計のレイアウトによっては、特に引出配線1544を形成しなくともよい。   Next, a metal layer is formed over the sixth insulating layer 1543. As the metal layer, a single layer selected from Ti, Ni, and Au or a laminate thereof is used. Next, a resist mask is formed and the metal layer is selectively etched to form a lead wiring 1544 and an antenna base layer 1545 in the lead wiring portion 1562 of the first electrode 1509. Note that the lead wiring 1544 and the base layer 1545 here can be selectively formed by a sputtering method using a metal mask without using a resist mask. By providing the antenna base layer 1545, a wide contact area with the antenna can be secured. Further, depending on the layout of the circuit design, the lead wiring 1544 may not be particularly formed.

ここまでの工程を経た半導体装置の断面図が図9(B)に相当する。   A cross-sectional view of the semiconductor device manufactured through the preceding steps corresponds to FIG.

次に、アンテナ下地層1545上にアンテナ1546を形成する。アンテナ1546はスパッタリング法を用いてAlまたはAgなど金属層を形成した後、選択的にエッチングして所望の形状に加工する方法、或いはスクリーン印刷法を用いることができる。スクリーン印刷法とは、金属あるいは高分子化合物繊維のメッシュによりなるベースに、所定のパターンが感光性樹脂にて形成されたスクリーン版上に載せたインキもしくはペーストを、スキージと呼ばれるゴム、プラスチック、或いは金属のブレードを用いて、スクリーン版の反対側に置かれたワークに転写する方法である。スクリーン印刷法は、比較的大面積でのパターン形成が低コストで実現することができるメリットを有している。   Next, the antenna 1546 is formed over the antenna base layer 1545. The antenna 1546 can be formed by forming a metal layer such as Al or Ag by a sputtering method and then selectively etching the metal layer and processing it into a desired shape, or a screen printing method. The screen printing method refers to a base made of a metal or polymer compound fiber mesh, an ink or paste placed on a screen plate having a predetermined pattern formed of a photosensitive resin, rubber, plastic called squeegee, or This is a method of transferring to a workpiece placed on the opposite side of the screen plate using a metal blade. The screen printing method has an advantage that pattern formation in a relatively large area can be realized at low cost.

ここまでの工程を経た半導体装置の断面図が図9(C)に相当する。本実施例では、同一基板上に論理回路部1550の薄膜トランジスタと、半導体記憶回路部1552のpin型ダイオード及びアンチヒューズと、アンテナ部1554の薄膜トランジスタ及びアンテナとを形成することができる。   A cross-sectional view of the semiconductor device manufactured through the preceding steps corresponds to FIG. In this embodiment, the thin film transistor of the logic circuit portion 1550, the pin diode and antifuse of the semiconductor memory circuit portion 1552, and the thin film transistor and antenna of the antenna portion 1554 can be formed over the same substrate.

次に、剥離を行って金属層1502及び支持基板1501を除去する。剥離は、金属酸化物層内、第1絶縁層1503と金属酸化物層の界面、又は金属酸化物層と金属層1502との界面で生じさせることができ、比較的小さな力で半導体装置となる第1の絶縁層1503より上層側を支持基板1501から引き剥がすことができる。また、金属層1502及び支持基板1501を除去する際にアンテナを設ける側に固定基板を接着してもよい。   Next, peeling is performed to remove the metal layer 1502 and the support substrate 1501. Separation can be caused in the metal oxide layer, at the interface between the first insulating layer 1503 and the metal oxide layer, or at the interface between the metal oxide layer and the metal layer 1502, and becomes a semiconductor device with a relatively small force. An upper layer side than the first insulating layer 1503 can be peeled off from the supporting substrate 1501. In addition, when removing the metal layer 1502 and the support substrate 1501, a fixed substrate may be bonded to the side where the antenna is provided.

次に、複数の半導体装置が形成された1枚のシートをカッター、ダイジング等により分割して個々の半導体装置に切り分ける。また、剥離の際に、半導体装置を一つ一つピックアップして剥離する方法を用いれば、この分断の工程は特に不要である。   Next, one sheet on which a plurality of semiconductor devices are formed is divided by a cutter, dicing, or the like, and cut into individual semiconductor devices. Further, if a method of picking up and peeling semiconductor devices one by one at the time of peeling, this dividing step is not particularly necessary.

次に、半導体装置をシート状の基体に固定する。シート状の基体としては、プラスチック、紙、プリプレグ、セラミックシートなどを用いることができる。2枚のシート状の基体に半導体装置を挟むように固定してもよいし、1枚のシート状の基体に接着層で固定してもよい。接着層としては、反応硬化型接着剤、熱硬化型接着剤、紫外線硬化型接着剤等の光硬化型接着剤、嫌気型接着剤などの各種硬化型接着剤を用いることができる。また、紙の形成途中に半導体装置を配置して、1枚の紙の内部に半導体装置を設けることもできる。   Next, the semiconductor device is fixed to a sheet-like substrate. As the sheet-like substrate, plastic, paper, prepreg, ceramic sheet or the like can be used. The semiconductor device may be fixed between two sheet-like bases, or may be fixed to one sheet-like base with an adhesive layer. As the adhesive layer, various curable adhesives such as a reactive curable adhesive, a thermosetting adhesive, a photocurable adhesive such as an ultraviolet curable adhesive, and an anaerobic adhesive can be used. In addition, a semiconductor device can be provided in the middle of paper formation, and the semiconductor device can be provided inside one piece of paper.

上記のように、半導体装置をシート状の基板に貼り合わせて半導体装置を作製することにより、薄くて軽く、落下した場合にも壊れにくい半導体装置を提供することができる。また、シート状の基板は可撓性を有する基板を適用するため、曲面や異形の形状上に貼り合わせることが可能となり、多種多様の用途が実現する。また、基板1501を再利用することにより、より安価に半導体装置を提供することができる。   As described above, by manufacturing a semiconductor device by attaching the semiconductor device to a sheet-like substrate, it is possible to provide a semiconductor device that is thin and light and is not easily broken even when dropped. In addition, since a flexible substrate is used as the sheet-like substrate, it can be bonded onto a curved surface or an irregular shape, and various uses can be realized. Further, by reusing the substrate 1501, a semiconductor device can be provided at lower cost.

また作製時に使用した基板1501を残すこともできる。この場合、基板が撓むように、基板を研磨する又は研削することで、基板を薄くすればよい。   Further, the substrate 1501 used at the time of manufacturing can be left. In this case, the substrate may be thinned by polishing or grinding the substrate so that the substrate bends.

以上の工程を経た半導体装置のメモリは、本発明に係る半導体記憶装置で構成されている。本発明の半導体記憶装置を具備する半導体装置とすることにより、配線数を削減し、小型化を図ることができ、また、データの書き込みまたは読み出しの際の誤動作が少なくすることができる。   The memory of the semiconductor device that has undergone the above steps is constituted by the semiconductor memory device according to the present invention. By using a semiconductor device including the semiconductor memory device of the present invention, the number of wirings can be reduced, the size can be reduced, and malfunction during data writing or reading can be reduced.

本実施形態の半導体装置は、無線チップとして機能し、小型、薄型、軽量であると共に、フレキシブルである。よって半導体装置を物品に取り付けても、外観、美観、品質を損なわないようにすることができる。   The semiconductor device of this embodiment functions as a wireless chip, and is small, thin, lightweight, and flexible. Therefore, even if the semiconductor device is attached to an article, the appearance, aesthetics, and quality can be maintained.

なお、本実施の形態は他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。。   Note that this embodiment can be combined with any of the other embodiments as appropriate. .

(実施の形態7) (Embodiment 7)

本実施の形態では、上記実施の形態5及び6で説明した本発明の半導体記憶装置を具備する半導体装置の使用形態の一例について説明する。   In this embodiment, an example of usage of a semiconductor device including the semiconductor memory device of the present invention described in Embodiments 5 and 6 is described.

図10に示すように、半導体装置の用途は広範囲にわたるが、例えば、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、証書類(運転免許証や住民票等、図10(A)参照)、包装用容器類(包装紙やボトル等、図10(C)参照)、記録媒体(DVDソフトやビデオテープ等、図10(B)参照)、乗り物類(自転車等、図10(D)参照)、身の回り品(鞄や眼鏡等)、食品類、植物類、動物類、人体、衣類、生活用品類、または電子機器(液晶表示装置、EL表示装置、テレビジョン装置、または携帯電話)等の物品、若しくは各物品に取り付ける荷札(図10(E)、図10(F)参照)等に設けて使用することができる。   As shown in FIG. 10, the semiconductor device has a wide range of uses. For example, banknotes, coins, securities, bearer bonds, certificates (driver's license, resident's card, etc., see FIG. 10 (A)), packaging Containers (wrapping paper, bottles, etc., see FIG. 10C), recording media (DVD software, video tape, etc., see FIG. 10B), vehicles (bicycles, see FIG. 10D), Items such as personal items (such as bags and glasses), foods, plants, animals, human bodies, clothing, daily necessities, or electronic devices (liquid crystal display devices, EL display devices, television devices, or mobile phones), Alternatively, it can be used by being provided on a tag (see FIGS. 10E and 10F) attached to each article.

本発明の半導体装置1700は、プリント基板に実装、表面に貼る、または埋め込むことにより、物品に固定される。例えば、本であれば紙に埋め込む、または有機樹脂からなるパッケージであれば当該有機樹脂に埋め込み、各物品に固定される。本発明の半導体装置1700は、小型、薄型、軽量を実現するため、物品に固定した後もその物品自体のデザイン性を損なうことがない。また、紙幣、硬貨、有価証券類、無記名債券類、または証書類等に本発明の半導体装置1700を設けることにより、認証機能を設けることができ、この認証機能を活用すれば、偽造を防止することができる。また、包装用容器類、記録媒体、身の回り品、食品類、衣類、生活用品類、または電子機器等に本発明の半導体装置を取り付けることにより、検品システム等のシステムの効率化を図ることができる。また、乗り物類であっても、本発明の半導体装置を取り付けることにより、盗難などに対するセキュリティ性を高めることができる。   The semiconductor device 1700 of the present invention is fixed to an article by being mounted on a printed board, pasted on a surface, or embedded. For example, if it is a book, it is embedded in paper, or if it is a package made of an organic resin, it is embedded in the organic resin and fixed to each article. Since the semiconductor device 1700 of the present invention realizes a small size, a thin shape, and a light weight, the design of the article itself is not impaired even after being fixed to the article. In addition, by providing the semiconductor device 1700 of the present invention in bills, coins, securities, bearer bonds, certificate documents, etc., an authentication function can be provided, and forgery can be prevented by using this authentication function. be able to. In addition, by attaching the semiconductor device of the present invention to packaging containers, recording media, personal items, foods, clothing, daily necessities, electronic devices, etc., it is possible to improve the efficiency of systems such as inspection systems. . Moreover, even if it is vehicles, the security property with respect to theft etc. can be improved by attaching the semiconductor device of this invention.

以上のように、本発明の半導体記憶装置を備えた半導体装置を本実施の形態に挙げた各用途に用いることにより、情報のやりとりに用いられるデータを正確の値のまま維持することができるため、物品の認証性、またはセキュリティ性の信頼性を高めることができる。   As described above, since a semiconductor device including the semiconductor memory device of the present invention is used for each application described in this embodiment, data used for information exchange can be maintained as an accurate value. Further, the authenticity of the article or the reliability of the security can be improved.

なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。   Note that this embodiment can be combined with any of the other embodiments as appropriate.

実施の形態1について説明する図。FIG. 6 illustrates Embodiment 1; 実施の形態1について説明する図。FIG. 6 illustrates Embodiment 1; 実施の形態2について説明する図。FIG. 6 illustrates Embodiment 2. 実施の形態3について説明する図。FIG. 6 illustrates Embodiment 3. 実施の形態4について説明する図。FIG. 10 illustrates Embodiment 4; 比較となる駆動方法を説明する図The figure explaining the drive method used as a comparison 実施の形態5について説明する図。FIG. 9 illustrates Embodiment 5. 実施の形態6について説明する図。FIG. 6 illustrates Embodiment 6. 実施の形態6について説明する図。FIG. 6 illustrates Embodiment 6. 実施の形態7について説明する図。FIG. 10 illustrates Embodiment 7. メモリセル106の上面図。4 is a top view of the memory cell 106. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

100 半導体記憶装置
101 ビット線駆動回路
102 ワード線駆動回路
103 メモリセルアレイ
104 pin型ダイオード
105 アンチヒューズ
106 メモリセル
201 矢印
301 矢印
401 ビットアドレス選択信号
402 レベルシフト回路
403 スイッチ
404 ワードアドレス選択信号
405 スイッチ
406 ビット線
407 ワード線
408 ビット線
409 ワード線
501 ビットアドレス選択信号
502 スイッチ
503 ワードアドレス選択信号
504 レベルシフト回路
505 スイッチ
506 ビット線
507 ワード線
508 ビット線
509 ワード線
601 ビットアドレス選択信号
602 レベルシフト回路
603 スイッチ
604 スイッチ
605 ワードアドレス選択信号
606 レベルシフト回路
607 スイッチ
608 スイッチ
609 ビット線
610 ワード線
611 ビット線
612 ワード線
700 半導体装置
701 リーダ/ライタ
702 アンテナ
703 無線信号
704 アンテナ
705 整流回路
706 定電圧回路
707 復調回路
708 変調回路
709 論理回路
710 半導体記憶装置
711 ROM
1501 支持基板
1502 金属層
1503 絶縁層
1504 ゲート電極
1505 ゲート電極
1506 ゲート電極
1507 ゲート電極
1509 電極
1510 サイドウォール絶縁層
1511 サイドウォール絶縁層
1512 ゲート絶縁層
1513 絶縁層
1520 開口
1522 絶縁層
1523 絶縁層
1525 導電層
1526 導電層
1527 導電層
1528 導電層
1529 配線
1530 配線
1531 導電層
1532 導電層
1533 導電層
1534 導電層
1535 配線
1536 配線
1537 配線
1538 配線
1539 配線
1540 電極
1541 電極
1542 電極
1543 絶縁層
1544 引出配線
1545 下地層
1546 アンテナ
1550 論理回路部
1552 半導体記憶回路部
1554 アンテナ部
1559 pin型ダイオード
1560 アンチヒューズ
1562 引出配線部
1700 半導体装置
1514a p型不純物領域
1514b p型半導体領域
1515a n型不純物領域
1516a チャネル形成領域
1516b 真性半導体領域
1517a 高濃度不純物領域
1517b 不純物領域
1517c 高濃度不純物領域
1519a 低濃度不純物領域
1519b 不純物領域
1519c 低濃度不純物領域
1521a チャネル形成領域
1521b 不純物領域
1521c チャネル形成領域
1524a アモルファスシリコン層
1524b 酸化窒化シリコン層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Semiconductor memory device 101 Bit line drive circuit 102 Word line drive circuit 103 Memory cell array 104 Pin type diode 105 Antifuse 106 Memory cell 201 Arrow 301 Arrow 401 Bit address selection signal 402 Level shift circuit 403 Switch 404 Word address selection signal 405 Switch 406 Bit line 407 Word line 408 Bit line 409 Word line 501 Bit address selection signal 502 Switch 503 Word address selection signal 504 Level shift circuit 505 Switch 506 Bit line 507 Word line 508 Bit line 509 Word line 601 Bit address selection signal 602 Level shift circuit 603 Switch 604 Switch 605 Word address selection signal 606 Level shift circuit 607 Switch 608 Switch Chi 609 bit lines 610 word lines 611 bit lines 612 word lines 700 semiconductor device 701 reader / writer 702 antenna 703 radio signal 704 antenna 705 rectifier circuit 706 the constant voltage circuit 707 demodulating circuit 708 modulation circuit 709 logic circuit 710 a semiconductor memory device 711 ROM
1501 Support substrate 1502 Metal layer 1503 Insulating layer 1504 Gate electrode 1505 Gate electrode 1506 Gate electrode 1507 Gate electrode 1509 Electrode 1510 Side wall insulating layer 1511 Side wall insulating layer 1512 Gate insulating layer 1513 Insulating layer 1520 Opening 1522 Insulating layer 1523 Insulating layer 1525 Conductive Layer 1526 conductive layer 1527 conductive layer 1528 conductive layer 1529 wiring 1530 wiring 1531 conductive layer 1532 conductive layer 1533 conductive layer 1534 conductive layer 1535 wiring 1536 wiring 1537 wiring 1538 wiring 1539 wiring 1540 electrode 1541 electrode 1542 electrode 1543 insulating layer 1544 under wiring 1545 Formation 1546 Antenna 1550 Logic circuit unit 1552 Semiconductor memory circuit unit 1554 Antenna unit 1559 Pin type diode 1 60 Antifuse 1562 Lead wiring portion 1700 Semiconductor device 1514a p-type impurity region 1514b p-type semiconductor region 1515a n-type impurity region 1516a channel formation region 1516b intrinsic semiconductor region 1517a high-concentration impurity region 1517b impurity region 1517c high-concentration impurity region 1519a low-concentration impurity Region 1519b Impurity region 1519c Low-concentration impurity region 1521a Channel formation region 1521b Impurity region 1521c Channel formation region 1524a Amorphous silicon layer 1524b Silicon oxynitride layer

Claims (7)

ダイオード素子とメモリ素子とを有するメモリセルと、
ビット線およびワード線からなる複数の信号線と、
を有するアンチヒューズ型の半導体記憶装置の駆動方法において、
書き込み動作中に書き込みが非選択の前記ビット線および前記ワード線を浮遊状態にすることを特徴とする半導体記憶装置の駆動方法。
A memory cell having a diode element and a memory element;
A plurality of signal lines composed of bit lines and word lines;
In a driving method of an antifuse type semiconductor memory device having
A driving method of a semiconductor memory device, wherein the bit line and the word line to which writing is not selected are set in a floating state during a writing operation.
ダイオード素子とメモリ素子とを有するメモリセルと、
ビット線およびワード線からなる複数の信号線と、
を有するアンチヒューズ型の半導体記憶装置の駆動方法において、
書き込み動作中に書き込みを選択している前記ビット線を正電位にし、書き込みを選択している前記ワード線をグラウンド電位にし、書き込みを非選択にしている前記ビット線および前記ワード線を浮遊状態にすることを特徴とする半導体記憶装置の駆動方法。
A memory cell having a diode element and a memory element;
A plurality of signal lines composed of bit lines and word lines;
In a driving method of an antifuse type semiconductor memory device having
During the write operation, the bit line that is selected for writing is set to a positive potential, the word line that is selected for writing is set to the ground potential, and the bit line and the word line that are not selected for writing are set in a floating state. A method for driving a semiconductor memory device.
ダイオード素子とメモリ素子とを有するメモリセルと、
ビット線およびワード線からなる複数の信号線と、
を有するアンチヒューズ型の半導体記憶装置の駆動方法において、
書き込み動作中に書き込みを選択している前記ビット線を正電位にし、書き込みを選択している前記ワード線を負電位にし、書き込みを非選択にしている前記ビット線および前記ワード線を浮遊状態にすることを特徴とする半導体記憶装置の駆動方法。
A memory cell having a diode element and a memory element;
A plurality of signal lines composed of bit lines and word lines;
In a driving method of an antifuse type semiconductor memory device having
During the write operation, the bit line that is selected for writing is set to a positive potential, the word line that is selected for writing is set to a negative potential, and the bit line and the word line that are not selected for writing are set in a floating state. A method for driving a semiconductor memory device.
請求項1乃至請求項3のいずれか一項において、前記ダイオード素子はpin型ダイオードであることを特徴とする半導体記憶装置の駆動方法。   4. The method of driving a semiconductor memory device according to claim 1, wherein the diode element is a pin diode. 請求項1乃至請求項3のいずれか一項において、前記ダイオード素子はpn型ダイオードであることを特徴とする半導体記憶装置の駆動方法。   4. The method for driving a semiconductor memory device according to claim 1, wherein the diode element is a pn-type diode. 5. 請求項1乃至請求項5のいずれか一項において、前記半導体記憶装置は、可撓性基板上に形成されていることを特徴とする半導体記憶装置の駆動方法。   6. The method for driving a semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory device is formed over a flexible substrate. 請求項1乃至請求項6のいずれか一項において、前記半導体記憶装置は、無線チップに用いられることを特徴とする半導体記憶装置の駆動方法。   7. The method of driving a semiconductor memory device according to claim 1, wherein the semiconductor memory device is used for a wireless chip.
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