JP2010507256A - 電気ヒューズ及びその作成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 半導体ヒューズは、ヒューズ要素と、ヒューズ要素のエレクトロマイグレーション耐性を低減する圧縮応力ライナとを含む。方法は、基板内にトレンチ構造部を形成するステップと、トレンチ構造部内にヒューズ材料を堆積させるステップと、ヒューズ材料の上に圧縮応力ライナ材料を堆積させるステップと、圧縮応力ライナ材料をパターン付けするステップとを含む。
【選択図】 図10
Description
12、22、32、42:ネック部
14、24、34、44:第1のコンタクト部分
16、26、36、46:第2のコンタクト部分
17、27、37、47、52、57:ヒューズ要素
18、28、38、39、48、49:ライナ要素
50、55、70:デバイス
51、56、71:基板
53:引張キャップ
54、59:界面
58:圧縮キャップ
72:トレンチ構造部
73:ヒューズ要素材料
74:ライナ材料
Claims (35)
- ヒューズ要素(12、14、16)と、
前記ヒューズ要素のエレクトロマイグレーション耐性を低減する圧縮応力材料と
を含むヒューズ(10)。 - 前記ヒューズ要素は、
第1及び第2のコンタクト部分(14、16)と、
前記第1及び第2のコンタクト部分を接続し、前記第1及び第2のコンタクト部分(14、16)のそれぞれよりも小さな断面積を有するネック部(12)と
を含む、請求項1に記載のヒューズ。 - 前記圧縮応力材料は、前記ネック部(12)並びに前記第1及び第2のコンタクト部分(14、16)に直接接触する、請求項2に記載のヒューズ。
- 前記圧縮応力材料は前記ネック部に直接接触し、
前記第1及び第2のコンタクト部分は、前記圧縮応力材料と実質的に直接接触しない、請求項2に記載のヒューズ。 - 前記ヒューズ要素は、シリコン、シリコン・金属シリサイド、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、及びタングステンのうちの1つ(17)を含む、請求項2に記載のヒューズ。
- 前記圧縮応力材料は、チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、タングステン、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、窒素ドープ炭化シリコン、及び水素ドープ炭化シリコンのうちの1つ(18)を含む、請求項2に記載のヒューズ。
- 前記圧縮応力材料は、5nm乃至100nmの範囲の厚さを有する、請求項6に記載のヒューズ。
- 前記圧縮応力ライナの上の第2の材料をさらに含む、請求項2に記載のヒューズ。
- 前記ヒューズ要素は、シリコン、シリコン・金属シリサイド、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、及びタングステンのうちの1つを含む、請求項8に記載のヒューズ。
- 前記圧縮応力材料は、チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、及びタングステンのうちの1つを含み、
前記第2の材料は、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、窒素ドープ炭化シリコン、及び水素ドープ炭化シリコンのうちの1つを含む、
請求項8に記載のヒューズ。 - 前記圧縮応力材料は、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、窒素ドープ炭化シリコン、及び水素ドープ炭化シリコンのうちの1つを含み、
前記第2の材料は、チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、及びタングステンのうちの1つを含む、
請求項8に記載のヒューズ。 - 基板と、
前記基板内に配置された第1のコンタクト部分、第2のコンタクト部分、及びネック部を有するヒューズ要素と、
前記ヒューズ要素に連結された圧縮応力ライナと
を含む半導体デバイス。 - 前記圧縮応力ライナは、前記ヒューズ要素のエレクトロマイグレーション耐性を低減する、請求項12に記載の半導体デバイス。
- 前記ヒューズ要素は、シリコン、シリコン・金属シリサイド、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、及びタングステンのうちの1つを含む、請求項13に記載の半導体デバイス。
- 前記圧縮応力ライナは、チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、タングステン、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、窒素ドープ炭化シリコン、及び水素ドープ炭化シリコンのうちの1つを含む、請求項14に記載の半導体デバイス。
- 前記圧縮応力ライナの上の第2のライナをさらに含む、請求項13に記載の半導体デバイス。
- 前記ヒューズ要素は、シリコン、シリコン・金属シリサイド、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、及びタングステンのうちの1つを含み、
前記圧縮応力ライナは、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、窒素ドープ炭化シリコン、及び水素ドープ炭化シリコンのうちの1つを含み、
前記第2のライナは、チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、及びタングステンのうちの1つを含む、
請求項16に記載の半導体デバイス。 - 前記ヒューズ要素は、シリコン、シリコン・金属シリサイド、銅、銅合金、アルミニウム、アルミニウム合金、及びタングステンのうちの1つを含み、
前記圧縮応力ライナは、チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、及びタングステンのうちの1つを含み、
前記第2のライナは、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、窒素ドープ炭化シリコン、及び水素ドープ炭化シリコンのうちの1つを含む、
請求項16に記載の半導体デバイス。 - 基板を形成するステップと、
前記基板内にトレンチ構造部を形成するステップと、
前記トレンチ構造部内にヒューズ材料を堆積させるステップと、
前記ヒューズ材料の上に圧縮応力ライナ材料を堆積させるステップと、
前記圧縮応力ライナ材料をパターン付けするステップと
を含む、半導体デバイス用のヒューズを作成する方法。 - 前記トレンチ構造部を形成するステップは、前記基板から基板材料を除去して
第1及び第2のコンタクト部分と、
前記第1及び第2のコンタクト部分を接続し、前記第1及び第2のコンタクト部分のそれぞれよりも小さな断面積を有するネック部と
を有する形状にするステップを含む、請求項19に記載の方法。 - 前記パターン付けするステップは、前記コンタクト部分の前記ヒューズ材料から前記圧縮応力ライナ材料を除去するステップを含む、請求項20に記載の方法。
- 前記ヒューズ材料の上に前記圧縮応力ライナ材料を堆積させるステップは、前記ヒューズ材料のエレクトロマイグレーション耐性を低減する、請求項19に記載の方法。
- 前記ヒューズ材料の上に前記圧縮応力ライナ材料を堆積させるステップは、
前記ヒューズ材料の上に誘電体ベース材料の層を堆積させるステップと、
前記誘電体ベース材料の上に金属ベース材料の層を堆積させるステップと
を含む、請求項19に記載の方法。 - 前記ヒューズ材料の上に前記圧縮応力ライナ材料を堆積させるステップは、
前記ヒューズ材料の上に金属ベース材料の層を堆積させるステップと、
前記金属ベース材料の上に誘電体ベース材料の層を堆積させるステップと
を含む、請求項19に記載の方法。 - 前記ヒューズ材料の上に前記圧縮応力ライナ材料を堆積させるステップは、チタン、窒化チタン、タンタル、窒化タンタル、タングステン、酸化シリコン、窒化シリコン、炭化シリコン、窒素ドープ炭化シリコン、及び水素ドープ炭化シリコンのうちの1つを堆積させるステップを含む、請求項19に記載の方法。
- 前記ヒューズ材料の上に前記圧縮応力ライナ材料を堆積させるステップは、プラズマ化学気相堆積を用いて行われる、請求項25に記載の方法。
- プラズマ出力、チャンバ圧力、チャンバ温度、及び前駆体流量のうちの少なくとも1つを調節することによって、前記圧縮応力ライナ材料の圧縮応力成分を調節するステップをさらに含む、請求項26に記載の方法。
- 基板のトレンチ構造部内にヒューズ材料を堆積させるステップと、
前記ヒューズ材料の上にライナを堆積させるステップと、
前記ライナの堆積中に、前記ライナの圧縮応力成分を調節することによって、前記ヒューズ材料のエレクトロマイグレーション耐性を調節するステップと
を含む方法。 - 前記ライナの上の第2のライナを堆積させるステップをさらに含む、請求項28に記載の方法。
- 前記ライナは金属又は誘電体を、前記第2のライナは誘電体又は金属を、それぞれ含む、請求項29に記載の方法。
- 前記ライナを堆積させるステップは、プラズマ化学気相堆積を含む、請求項28に記載の方法。
- 前記ライナの前記圧縮応力成分を調節するステップは、前記プラズマ化学気相堆積中に、プラズマ出力、チャンバ圧力、チャンバ温度、及び前駆体流量のうちの少なくとも1つを調節するステップを含む、請求項31に記載の方法。
- 前記ライナは窒化物を含む、請求項28に記載の方法。
- 前記ライナの前記圧縮応力成分を調節するステップは、前記プラズマ化学気相堆積中に前記プラズマ出力を調節することによって行われる、請求項33に記載の方法。
- メモリ・デバイスをプログラミングする方法であって、
前記メモリ・デバイスのヒューズ要素の一部分のエレクトロンマイグレーション耐性を、前記ヒューズ要素の部分に圧縮応力ライナを塗布することによって低減するステップと、
前記低減されたエレクトロマイグレーション耐性を有する前記ヒューズ要素の部分にプログラミング電流を印加することによって、前記ヒューズ要素内に電気的不連続を形成するステップと
を含む方法。
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