JP2012079942A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2012079942A
JP2012079942A JP2010224193A JP2010224193A JP2012079942A JP 2012079942 A JP2012079942 A JP 2012079942A JP 2010224193 A JP2010224193 A JP 2010224193A JP 2010224193 A JP2010224193 A JP 2010224193A JP 2012079942 A JP2012079942 A JP 2012079942A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diffusion layer
semiconductor device
insulating film
antifuse
gate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2010224193A
Other languages
English (en)
Inventor
Takuji Onuma
卓司 大沼
Kenichi Hidaka
憲一 日高
Hiromichi Takaoka
洋道 高岡
Yoshitaka Kubota
吉孝 窪田
Koji Tsuda
浩嗣 津田
Seiichi Ishige
清一 石毛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Electronics Corp
Original Assignee
Renesas Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Electronics Corp filed Critical Renesas Electronics Corp
Priority to JP2010224193A priority Critical patent/JP2012079942A/ja
Priority to CN201110300927.3A priority patent/CN102446899A/zh
Priority to US13/250,516 priority patent/US8530949B2/en
Publication of JP2012079942A publication Critical patent/JP2012079942A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C17/00Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards
    • G11C17/14Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards in which contents are determined by selectively establishing, breaking or modifying connecting links by permanently altering the state of coupling elements, e.g. PROM
    • G11C17/16Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards in which contents are determined by selectively establishing, breaking or modifying connecting links by permanently altering the state of coupling elements, e.g. PROM using electrically-fusible links
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/525Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections
    • H01L23/5252Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections comprising anti-fuses, i.e. connections having their state changed from non-conductive to conductive
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0207Geometrical layout of the components, e.g. computer aided design; custom LSI, semi-custom LSI, standard cell technique
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B20/00Read-only memory [ROM] devices
    • H10B20/20Programmable ROM [PROM] devices comprising field-effect components
    • H10B20/25One-time programmable ROM [OTPROM] devices, e.g. using electrically-fusible links
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Read Only Memory (AREA)

Abstract

【課題】アンチヒューズにおいて、電極へのチャージアップの有無を解析する手法を用いても、書き込まれた情報を解析することができないようにする。
【解決手段】アンチヒューズ12は、ゲート絶縁膜、ゲート電極114、及び第1拡散層116を有している。第2拡散層126は、素子分離膜102を介して第1拡散層116と離間しており、第1拡散層116と同一導電型を有している。ゲート配線124はゲート電極114と一体として形成されており、素子分離膜102上を延伸している。共通コンタクト220は、ゲート配線124と第2拡散層126を接続している。そしてゲート電極114は、第1拡散層116と同一導電型の不純物が導入された半導体、例えばポリシリコンにより形成されている。また第2拡散層126は、共通コンタクト220のみに接続している。
【選択図】図1

Description

本発明は、アンチヒューズをメモリ素子として有する半導体装置に関する。
メモリ素子の一つに、書き換えが不可である不揮発性メモリ素子(OTP:One Time Programmable device)がある。OTP素子には、ゲート電極と同一の材料(例えばポリシリコン)や配線と同一の材料(例えばCuやAl)で構成されるヒューズを、エレクトロマイグレーション又は溶融により切断するタイプのメモリ素子が一般的に知られている。
近年は、OTP装置に対し、書き込まれた情報を解析しにくいことも要求されている。ヒューズを切断するタイプのメモリ素子の場合、例えば非特許文献1に示すように、切断の有無を画像処理等により容易に解析できるため、書き込まれた情報を解析できる、という問題がある。
近年、OTP素子としてアンチヒューズ型のメモリ素子が開発されている。アンチヒューズ型のメモリ素子は、ゲート絶縁膜やMIM容量などの絶縁膜にブレークダウン電圧以上の電圧を印加して絶縁破壊させることにより、情報を書き込むものである(例えば特許文献1及び2参照)。ゲート絶縁膜を破壊するアンチヒューズ型のメモリ素子は、適切な条件を選択して絶縁膜を破壊すると、その破壊箇所を画像処理等で解析することは困難である。
特許第4410101号公報 特開2009−290189号公報
Greg Uhlmann 他, "A Commercial Field-Programmable Dense eFUSE Array Memory with 99.999%Sense Yield for 45nm SOI CMOS", 2008 IEEE INTERNATIONAL SOLID-STATE CIRCUITS CONFERENCE, SECCION 22, 22.4
アンチヒューズ型のメモリ素子においても、ボルテージコントラスト法など、電極(例えばゲート電極)へのチャージアップの有無を解析する手法を用いると、書き込まれた情報を解析することができる。その理由は以下の通りである。絶縁膜(例えばゲート絶縁膜)が絶縁破壊されていない場合、電極に接続する配線に電荷を照射すると、この電荷が電極に蓄積する。一方、絶縁膜が絶縁破壊されている場合、電極に接続する配線に電荷を照射しても、この電荷は絶縁膜を介して下地(例えば基板)に逃げていく。このため、電極へのチャージアップの有無を解析する手法を用いると、書き込まれた情報を解析することができてしまう。
本発明によれば、ゲート絶縁膜、ゲート電極、及び第1拡散層を有するアンチヒューズと、
素子分離膜を介して前記第1拡散層と離間しており、前記第1拡散層と同一導電型の第2拡散層と、
前記ゲート電極と一体として形成されており、前記素子分離膜上を延伸しているゲート配線と、
前記ゲート配線と前記第2拡散層を接続している共通コンタクトと、
を備え、
前記第2拡散層は、前記共通コンタクトのみに接続している半導体装置が提供される。
アンチヒューズに情報が書き込まれた状態において、ゲート絶縁膜は絶縁破壊を起こしている。このため、アンチヒューズのゲート電極は、基板に接続している。すなわちアンチヒューズの情報が書き込まれた状態では、第1拡散層と同一導電型の半導体であるゲート電極が、基板とダイオードを構成している状態になる。一方、本発明において、アンチヒューズのゲート電極は、ゲート配線及び共通コンタクトを介して第2拡散層に接続している。すなわちアンチヒューズのゲート電極は、ゲート配線、共通コンタクト、及び第2拡散層を介して、常に基板とダイオードを構成している。第2拡散層は第1拡散層と同一導電型である。このため、電極(例えばゲート電極)へのチャージアップの有無を解析する手法に限れば、本発明に示した構造は、常にアンチヒューズの情報が書き込まれた状態と同様の状態と同じになる。従って、電極へのチャージアップの有無を解析する手法を用いても、書き込まれた情報を解析することができない半導体装置を提供することができる。
ここで第2拡散層が他の配線等に接続している場合、アンチヒューズのゲート電極は、共通コンタクト及び第2拡散層を介して他の配線等に接続することになる。この場合、アンチヒューズに書き込みを行うために電圧を印加しても、アンチヒューズのゲート絶縁膜が絶縁破壊されない可能性がでてくる。これに対して、本発明では、第2拡散層は共通コンタクトのみに接続しているため、フローティング状態である。このため、共通コンタクト及び第2拡散層を設けても、アンチヒューズへの書込不良が生じることを抑制できる。
本発明によれば、電極へのチャージアップの有無を解析する手法を用いても、書き込まれた情報を解析することができない半導体装置を提供することができる。
第1の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。 図1のA−A´断面の一部を示す図である。 図1のB−B´断面の一部を示す図である。 アンチヒューズに書き込みが行われた後のA−A´断面図である。 図1の変形例を示す平面図である。 第2の実施形態に係る半導体装置の構成を説明するためのB−B´断面図である。 第3の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。 図7のB−B´断面の一部を示す図である。 第5の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。図2は図1のA−A´断面の一部を示す図であり、図3は図1のB−B´断面の一部を示す図である。図1に示すように、本実施形態に係る半導体装置は、メモリ素子10を有している。メモリ素子10は、アンチヒューズ12、第2拡散層126、ゲート配線124、及び共通コンタクト220を備えている。アンチヒューズ12は、ゲート絶縁膜112(図2に図示)、ゲート電極114、及び第1拡散層116を有している。第2拡散層126は、素子分離膜102を介して第1拡散層116と離間しており、第1拡散層116と同一導電型を有している。ゲート配線124はゲート電極114と一体として形成されており、素子分離膜102上を延伸している。共通コンタクト220は、ゲート配線124と第2拡散層126を接続している。そしてゲート電極114は、第1拡散層116と同一導電型の不純物が導入された半導体、例えばポリシリコンにより形成されている。また第2拡散層126は、共通コンタクト220のみに接続している。以下、詳細に説明する。
本実施形態に係る半導体装置は、半導体基板100、例えばシリコン基板を用いて形成されている。アンチヒューズ12は、例えばMOSトランジスタ又はMOSキャパシタと同様の構成を有しており、ゲート絶縁膜112上にゲート電極114を積層し、さらに平面視でゲート電極114の両脇に第1拡散層116を配置した構成を有している。ゲート絶縁膜112は、例えば酸化シリコン膜であり、その膜厚は、例えば3nm以下である。第1拡散層116は、例えばn型である。半導体基板100のうち少なくともアンチヒューズ12及び第2拡散層126が形成されている領域は、第1拡散層116とは逆導電型、例えばp型になっている。本実施形態においては、半導体基板100には第1拡散層116とは逆導電型のウェル101が形成されている。第1拡散層116は、いずれもコンタクト210を介してグランド電位が印加されている。ただし、アンチヒューズ12はこの構成に限定されない。なお、第1拡散層116がp型であり、ウェル101がn型であってもよい。この場合、コンタクト210には電源電位が印加される。
ゲート電極114は、ゲート配線124と一体として形成されている。ゲート電極114及びゲート配線124は、例えばポリシリコンにより形成されており、第1拡散層116及び第2拡散層126と同一の不純物を含んでいる。従って、ゲート電極114及びゲート配線124は、第1拡散層116及び第2拡散層126と同一の導電型を有している。そしてゲート電極114及びゲート配線124は、コンタクト230を介してビット線に接続している。ビット線は、アンチヒューズ12の制御トランジスタ(図示せず)に接続している。
また素子分離膜102は、第2拡散層126が形成される第2拡散層形成領域を他から分離している。第2拡散層形成領域にはダミーゲート絶縁膜122(図3に図示)が形成されている。そしてゲート配線124は、素子分離膜102を経由した後、ダミーゲート絶縁膜122を介して第2拡散層形成領域に位置する半導体基板100上を延伸している。すなわち本実施形態では、第2拡散層126およびゲート配線124は、MOSトランジスタ又はMOSキャパシタと同様の構成を有している。本実施形態において、ダミーゲート絶縁膜122はゲート絶縁膜112と同一工程で形成されており、ゲート絶縁膜112と同じ厚さを有している。また第2拡散層126は第1拡散層116と同一工程で形成されている。そして共通コンタクト220は、ゲート配線124及び第2拡散層126に同時に接続している。すなわちゲート配線124は、共通コンタクト220を介して第2拡散層126に短絡している。また第2拡散層126は、基板100又はウェル110とダイオードを構成する以外には、共通コンタクト220のみに接続しており、他の電気的接続を有していない。なお、本図に示す例において共通コンタクト220は、ゲート配線124を跨いでおらず、第2拡散層126の一方にのみ接続しているが、ゲート配線124を跨いで両側の第2拡散層126に接するようにしても良い。また第2拡散層126は、ゲート配線124の一方の側面にのみ面するように形成されてもよい。
また、ゲート電極114及びゲート配線124の側壁には、サイドウォール118(図2,3に図示)が形成されている。サイドウォール118は、下から順に酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、及び酸化シリコン膜をこの順に積層した構成を有している。ただしサイドウォール118の構成は本図に示す例に限定されない。
またコンタクト210,230及び共通コンタクト220は、層間絶縁膜200に埋め込まれた導電体、例えばタングステンにより形成されている。層間絶縁膜200の下には、エッチングストッパー膜202が形成されている。コンタクト210,230及び共通コンタクト220は、層間絶縁膜200及びエッチングストッパー膜202を貫通している。コンタクト210,230及び共通コンタクト220を層間絶縁膜200に埋め込むためには、エッチングにより層間絶縁膜200に接続孔を形成する必要がある。エッチングストッパー膜202は、層間絶縁膜200に接続孔を形成するときに、エッチングストッパーとして機能する。なお層間絶縁膜200は酸化シリコンを主成分とした膜であり、エッチングストッパー膜202は窒化シリコン膜である。
なお、図1に示す例では、ゲート電極114が延伸する方向でみたときに、コンタクト230、アンチヒューズ12、及び第2拡散層126がこの順に並んでいるが、これらのレイアウトは図1に示す例に限定されない。例えば図5に示すように、アンチヒューズ12、コンタクト230、及び第2拡散層126がこの順に並んでいてもよい。
次に、本実施形態の作用及び効果について、図1〜図4を用いて説明する。図4は、アンチヒューズ12に書き込みが行われた後のアンチヒューズ12のA−A´断面図である。本発明者が検討した結果、アンチヒューズ12に書き込みが行われ、ゲート絶縁膜112の一部113が絶縁破壊を起こした場合、この一部113の下に位置する半導体基板100には、ゲート電極114および第1拡散層116と同一導電型、すなわち半導体基板100とは逆導電型の不純物領域104が形成される。この不純物領域104と半導体基板100により、ダイオードが形成される。なお、アンチヒューズ12に書き込みが行われても不純物領域104が形成されない場合もありうるが、この場合においても、ゲート電極114と半導体基板100によりダイオードが形成される。
このため、一般的なアンチヒューズ型のメモリ素子では、不純物領域104がn型で半導体基板100がp型の場合、−の電荷がゲート電極114に蓄積するか否かにより、アンチヒューズ12に書き込みが行われているか否かを判断することができる。逆に不純物領域104がp型で半導体基板100がn型の場合、+の電荷がゲート電極114に蓄積するか否かにより、アンチヒューズ12に書き込みが行われているか否かを判断することができる。
これに対して本実施形態では、アンチヒューズ12のゲート電極114は、ゲート配線124及び共通コンタクト220を介して第2拡散層126に接続している。第2拡散層126と半導体基板100はダイオードを形成しているが、このダイオードは、不純物領域104と半導体基板100により形成されるダイオードと同じ型になっている。このため、ゲート電極114へのチャージアップの有無を解析する手法に限れば、本実施形態に示した構造は、常にアンチヒューズの情報が書き込まれた状態と同様の状態と同じになる。従って、電極へのチャージアップの有無を解析する手法を用いても、書き込まれた情報を解析することができない。
ここで第2拡散層126が共通コンタクト220以外のコンタクトや配線に接続している場合、アンチヒューズ12のゲート電極114は、共通コンタクト220及び第2拡散層126を介して他の配線等に接続することになる。この場合、アンチヒューズ12に書き込みを行うために電圧を印加しても、アンチヒューズ12のゲート絶縁膜112が絶縁破壊されない可能性がでてくる。これに対して本実施形態では、第2拡散層126は共通コンタクト220のみに接続しているため、ゲート配線124と同電位になる。このため、共通コンタクト220及び第2拡散層126を設けても、アンチヒューズ12への書込不良が生じることを抑制できる。
例えば、ゲート絶縁膜112及びダミーゲート絶縁膜122の厚さが2nmの場合を考える。ゲート電極114に6.5Vを印加すると、ゲート電極114の下方及び第1拡散層116のうちゲート電極114側の側部に反転層が形成される。第1拡散層116にはグランド電位が印加されているため、この反転層もグランド電位になる。従って、ゲート絶縁膜112には6.5Vの電圧が印加され、これによってゲート絶縁膜112は絶縁破壊する。一方、ゲート配線124にもゲート電極114と同じ電圧が印加されるが、第2拡散層126は共通コンタクト220を介してゲート配線124に短絡しているため、ゲート配線124の下方に形成された反転層も、ゲート配線124と同電位になる。従って、ダミーゲート絶縁膜122には電圧が印加されず、その結果、ダミーゲート絶縁膜122は絶縁破壊されない。なお、アンチヒューズ12に書き込まれた情報を読み出すときには、例えば1.8V程度の電圧を印加するのが好ましい。この電圧では、書き込みされたアンチヒューズ12には例えば50μA程度の電流が流れるのに対し、書き込みされていないアンチヒューズ12には1nA程度の電流しか流れない。このため、アンチヒューズ12に対する書き込みの有無を判定することは容易にできる。
また、共通コンタクト220の形成プロセスは、例えばSRAMにおける共通コンタクトの形成プロセスと同様にすることができる。このため、共通コンタクト220の形成プロセスとして、既に技術的に確立している製造プロセスを流用することができる。
(第2の実施形態)
図6は、第2の実施形態に係る半導体装置の構成を説明するための断面図であり、第1の実施形態における図3に相当している。本実施形態に係る半導体装置は、ダミーゲート絶縁膜122の厚さがゲート絶縁膜112より厚い点を除いて、第1の実施形態と同様の構成である。例えば、アンチヒューズ12の制御トランジスタのゲート絶縁膜が、アンチヒューズ12のゲート絶縁膜112よりも厚い場合、ダミーゲート絶縁膜122は制御トランジスタのゲート絶縁膜と同一工程で形成されてもよい。この場合、ダミーゲート絶縁膜122は制御トランジスタのゲート絶縁膜と同じ厚さになる。
本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、ダミーゲート絶縁膜122の厚さがゲート絶縁膜112より厚いため、アンチヒューズ12への書き込みを行う際に、ゲート絶縁膜112よりも先にダミーゲート絶縁膜122が破壊されることを抑制できる。
(第3の実施形態)
図7は、第3の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。図8は、図7のB−B´断面の一部を示す図である。本実施形態に係る半導体装置は、以下の点を除いて第1の実施形態に係る半導体装置と同様の構成である。
まず、ゲート配線124は素子分離膜102上を延伸しているが、第2拡散層形成領域上は延伸していない。すなわち平面視において、ゲート配線124と第2拡散層126の間には、素子分離膜102が位置している。また、第2拡散層形成領域には、ダミーゲート絶縁膜122は形成されていない。そして共通コンタクト220は、ゲート配線124、素子分離膜102、及び第2拡散層126に接している。
本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の理由により、電極へのチャージアップの有無を解析する手法を用いても、書き込まれた情報を解析することができない。また、ゲート配線124は第2拡散層形成領域上を延伸しないため、共通コンタクト220及び第2拡散層126を設けても、アンチヒューズ12への書込不良が生じることを抑制できる。
また、共通コンタクト220を埋め込むための接続孔を層間絶縁膜200に形成する際、エッチングストッパー膜202がエッチングストッパーとして機能する。そして接続孔を形成するとき、最後はエッチングストッパー膜202をエッチングにより除去することになる。ここで、素子分離膜102(例えば酸化シリコン膜)は図6のサイドウォール118と比して十分に厚いため、共通コンタクト220を埋め込むための接続孔を形成するときに、素子分離膜102が部分的に除去されたとしても、共通コンタクト220が、半導体基板100のうち第2拡散層126が形成されていない領域に接続して電流のリークポイントになることが抑制される。
(第4の実施形態)
本実施形態に係る半導体装置は、第1又は第2の実施形態にかかる半導体装置と、以下の点を除いて同様である。
本実施形態において、ゲート配線124のうち少なくとも第2拡散層形成領域上に位置する部分は、第2拡散層126とは逆導電型、例えばp型になっている。すなわち本実施形態において、ゲート配線124及び第2拡散層126は、埋込チャネル型のMOSトランジスタと同様の構成を有している。
本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、ゲート配線124のうち少なくとも第2拡散層形成領域上に位置する部分は、第2拡散層126とは逆導電型になっている。このため、ゲート配線124に電圧が印加されたときにダミーゲート絶縁膜122の下に形成される反転層は、第1の実施形態と比較して深い位置に形成される。すなわち、ゲート配線124と反転層が第1の実施形態と比較して離れるため、ダミーゲート絶縁膜122の電気的な厚さは厚くなる。従って、アンチヒューズ12への書き込みを行う際に、ゲート絶縁膜112よりも先にダミーゲート絶縁膜122が破壊されることを抑制できる。
(第5の実施形態)
図9は、第5の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。本実施形態に係る半導体装置は、第1〜第4の実施形態のいずれかに示したメモリ素子10を複数有している。また複数のメモリ素子10それぞれに対し、制御トランジスタ20が個別に設けられている。制御トランジスタ20は、アンチヒューズ12と同一導電型であってもよいし、逆導電型であってもよい。
詳細には、平面視において半導体装置には、アンチヒューズ形成領域106が設定されている。アンチヒューズ形成領域106には、上記した複数のメモリ素子10のみが互いに近接して配置されている。メモリ素子10の相互間には、他の素子は形成されていない。
また、制御トランジスタ20は、アンチヒューズ形成領域106とは別の領域である制御トランジスタ形成領域108にまとめて配置されている。制御トランジスタ20は、上層の配線層を用いて形成された接続線410を介して、メモリ素子10のゲート電極114及びゲート配線124に接続している。制御トランジスタ20は、アンチヒューズ12と同一導電型であってもよいし、逆導電型であってもよい。またアンチヒューズ12が第1の実施形態と同様の構造を有する場合、制御トランジスタ20のゲート絶縁膜の膜厚は、ダミーゲート絶縁膜122の膜厚に等しい。
本実施形態によっても、第1〜第4の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、ゲート電極114及びゲート配線124と制御トランジスタ20を接続する接続線410を、ゲート電極114及びゲート配線124よりも上層の配線層を用いて形成している。従って、制御トランジスタ20及びメモリ素子10の位置を気にせずに接続線410を引き回すことができるため、半導体装置を小型化することができる。
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
10 メモリ素子
12 アンチヒューズ
20 制御トランジスタ
100 半導体基板
101 ウェル
102 素子分離膜
104 不純物領域
106 アンチヒューズ形成領域
108 制御トランジスタ形成領域
112 ゲート絶縁膜
113 一部
114 ゲート電極
116 第1拡散層
118 サイドウォール
122 ダミーゲート絶縁膜
124 ゲート配線
126 第2拡散層
200 層間絶縁膜
202 エッチングストッパー膜
210 コンタクト
220 共通コンタクト
230 コンタクト
410 接続線

Claims (9)

  1. ゲート絶縁膜、ゲート電極、及び第1拡散層を有するアンチヒューズと、
    素子分離膜を介して前記第1拡散層と離間しており、前記第1拡散層と同一導電型の第2拡散層と、
    前記ゲート電極と一体として形成されており、前記素子分離膜上を延伸しているゲート配線と、
    前記ゲート配線と前記第2拡散層を接続している共通コンタクトと、
    を備え、
    前記ゲート電極は、前記第1拡散層と同一導電型の不純物が導入された半導体により形成されており、
    前記第2拡散層は、前記共通コンタクトのみに接続している半導体装置。
  2. 請求項1に記載の半導体装置において、
    複数の前記アンチヒューズと、
    前記複数のアンチヒューズそれぞれに設けられ、前記アンチヒューズへの書き込みを制御する制御トランジスタと、
    を備え、
    前記第2拡散層、前記ゲート配線、及び前記共通コンタクトは、前記複数のアンチヒューズそれぞれに設けられている半導体装置。
  3. 請求項2に記載の半導体装置において、
    前記複数のアンチヒューズが形成されたアンチヒューズ形成領域を備え、
    基板上において、前記アンチヒューズ形成領域には、前記複数のアンチヒューズ、前記複数の第2拡散層、前記複数のゲート配線、及び前記複数の共通コンタクトのみが形成されており、
    前記複数の制御トランジスタは、前記アンチヒューズ形成領域とは別の領域である制御トランジスタ形成領域に形成されている半導体装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体装置において、
    前記素子分離膜は、前記第2拡散層が形成される第2拡散層形成領域を他から分離しており、
    前記第2拡散層形成領域上に形成されたダミーゲート絶縁膜を備え、
    前記ゲート配線は、前記素子分離膜を経由した後、前記ダミーゲート絶縁膜を介して前記第2拡散層形成領域に位置する基板上を延伸している半導体装置。
  5. 請求項4に記載の半導体装置において、
    前記ダミーゲート絶縁膜は、前記ゲート絶縁膜よりも厚い半導体装置。
  6. 請求項5に記載の半導体装置において、
    前記アンチヒューズへの書き込みを制御する制御トランジスタを備え、
    前記ダミーゲート絶縁膜は、前記制御トランジスタのゲート絶縁膜と膜厚が同じである半導体装置。
  7. 請求項4〜6のいずれか一項に記載の半導体装置において、
    前記ゲート配線は半導体により形成されており、かつ、少なくとも前記ダミーゲート絶縁膜上に位置する部分は、前記第2拡散層とは逆導電型である半導体装置。
  8. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の半導体装置において、
    前記素子分離膜は、前記第2拡散層が形成される第2拡散層形成領域を他から分離しており、
    平面視において前記ゲート配線と前記第2拡散層の間には、前記素子分離膜が位置しており、
    前記共通コンタクトは、前記ゲート配線、前記素子分離膜、及び前記第2拡散層に接している半導体装置。
  9. 請求項8に記載の半導体装置において、
    前記素子分離膜上、前記第2拡散層上、及び前記ゲート配線上に形成されたエッチングストッパー膜と、
    前記エッチングストッパー膜上に形成された層間絶縁膜と、
    を備え、
    前記共通コンタクトは、前記層間絶縁膜及び前記エッチングストッパー膜を貫通している半導体装置。
JP2010224193A 2010-10-01 2010-10-01 半導体装置 Pending JP2012079942A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010224193A JP2012079942A (ja) 2010-10-01 2010-10-01 半導体装置
CN201110300927.3A CN102446899A (zh) 2010-10-01 2011-09-29 半导体器件
US13/250,516 US8530949B2 (en) 2010-10-01 2011-09-30 Semiconductor device with common contact coupling gate wiring integrated with gate electrode of antifuse to diffusion layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010224193A JP2012079942A (ja) 2010-10-01 2010-10-01 半導体装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2012079942A true JP2012079942A (ja) 2012-04-19

Family

ID=45889064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010224193A Pending JP2012079942A (ja) 2010-10-01 2010-10-01 半導体装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US8530949B2 (ja)
JP (1) JP2012079942A (ja)
CN (1) CN102446899A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023178739A1 (zh) * 2022-03-22 2023-09-28 长鑫存储技术有限公司 一种半导体结构及其制作方法

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140058220A (ko) * 2012-11-06 2014-05-14 에스케이하이닉스 주식회사 반도체 소자의 안티퓨즈 및 그 제조 방법
CN103367329B (zh) * 2013-07-23 2016-03-30 上海华力微电子有限公司 用于测试mim电容的半导体结构
KR102326090B1 (ko) 2015-10-16 2021-11-12 삼성전자주식회사 반도체 장치 및 그 제조 방법
FR3050319B1 (fr) * 2016-04-14 2018-05-11 Stmicroelectronics Sa Memoire morte configurable
CN106057244B (zh) * 2016-05-30 2019-11-26 安凯(广州)微电子技术有限公司 一种efuse电路及可编程存储装置
US11276697B2 (en) * 2018-04-02 2022-03-15 Intel Corporation Floating body metal-oxide-semiconductor field-effect-transistors (MOSFET) as antifuse elements
EP3624185A4 (en) * 2018-07-17 2020-06-24 Shenzhen Weitongbo Technology Co., Ltd. ANTIFUSE, ANTIFUSE MANUFACTURING METHOD AND STORAGE DEVICE
CN116093067A (zh) * 2021-11-03 2023-05-09 长鑫存储技术有限公司 熔丝结构、形成方法及可编程存储器

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08213409A (ja) * 1995-02-06 1996-08-20 Nec Corp 半導体装置
JP3629187B2 (ja) * 2000-06-28 2005-03-16 株式会社東芝 電気フューズ、この電気フューズを備えた半導体装置及びその製造方法
US6992925B2 (en) 2002-04-26 2006-01-31 Kilopass Technologies, Inc. High density semiconductor memory cell and memory array using a single transistor and having counter-doped poly and buried diffusion wordline
US6777757B2 (en) 2002-04-26 2004-08-17 Kilopass Technologies, Inc. High density semiconductor memory cell and memory array using a single transistor
US6897543B1 (en) * 2003-08-22 2005-05-24 Altera Corporation Electrically-programmable integrated circuit antifuses
JP4194568B2 (ja) * 2004-02-10 2008-12-10 株式会社東芝 半導体装置およびアンチフューズ半導体素子の製造方法
KR20090022512A (ko) * 2007-08-30 2009-03-04 삼성전자주식회사 이미지 센서 및 그 제조 방법
JP2009117461A (ja) * 2007-11-02 2009-05-28 Elpida Memory Inc アンチヒューズ素子、およびアンチヒューズ素子の設定方法
JP5537020B2 (ja) 2008-01-18 2014-07-02 ルネサスエレクトロニクス株式会社 不揮発性半導体記憶装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023178739A1 (zh) * 2022-03-22 2023-09-28 长鑫存储技术有限公司 一种半导体结构及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
US8530949B2 (en) 2013-09-10
US20120080736A1 (en) 2012-04-05
CN102446899A (zh) 2012-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2012079942A (ja) 半導体装置
JP5503971B2 (ja) 半導体装置
CN113327910B (zh) 用于栅极绑定关断的新颖标准单元架构
US20060091549A1 (en) Semiconductor device with suppressed copper migration
JP6316725B2 (ja) 半導体装置
JP2012038964A (ja) 半導体装置およびその製造方法
US10224278B2 (en) Semiconductor device with anti-fuse component including electrode over corner of insulating member
JP6065190B2 (ja) 半導体装置
JP5617380B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP5294604B2 (ja) 不揮発性メモリー装置及び該形成方法
JP5596467B2 (ja) 半導体装置及びメモリ装置への書込方法
JP6122556B2 (ja) 半導体装置
TWI776181B (zh) 半導體裝置及半導體裝置的製造方法
JP2006344735A (ja) 半導体装置
US20070170499A1 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2012099625A (ja) 半導体装置
JP4615884B2 (ja) アンチヒューズ素子
JP4548603B2 (ja) 半導体装置
JP2006344668A (ja) 半導体装置
TWI829397B (zh) 半導體裝置及其形成方法、及其佈局設計修改方法
US20230096886A1 (en) Semiconductor integrated circuit device and method of providing bias power to the same
JP2011096736A (ja) 半導体装置
JP2014116547A (ja) 半導体装置
JP2006228869A (ja) 半導体記憶装置
US20060289941A1 (en) Transistor component