JP4317015B2 - カーボン含有アンチヒューズ材料を使用した金属対金属アンチヒューズ - Google Patents
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Description
16 金属相互接続層
18 絶縁層
20 タングステンプラグ
22 アンチヒューズ材料層
24 バリア金属層
26 金属相互接続層
28 酸化物層、タングステン層、硬いマスク
30 金属対金属アンチヒューズ
32 付加的なバリア金属層
34 付加的な絶縁層
35 付加的な絶縁層、スペーサ
36 付着促進材料層
38 付着促進材料層
40 マスク層
42 マスク層
50 金属対金属アンチヒューズ
60 金属対金属アンチヒューズ
Claims (38)
- 集積回路内における2つの金属相互接続層の間に配置された金属対金属アンチヒューズであって、
下側の金属相互接続層の上方に位置した絶縁層の中に形成された貫通穴内に配置されているとともに、前記下側金属相互接続層に対して電気的に接触している、タングステンプラグと;
このタングステンプラグの上面上に配置されたアンチヒューズ層であるとともに、下側付着促進層と、中央層と、上側付着促進層と、を備えてなり、前記中央層が、アモルファスカーボンという材料から構成されているような、アンチヒューズ層と;
このアンチヒューズ層上に配置されたバリア金属層であるとともに、上側電極を形成するバリア金属層と;
を具備していることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 請求項1記載の金属対金属アンチヒューズにおいて、
アモルファスカーボンからなる前記中央層が、水素およびフッ素からなるグループの中から選択された材料によってドーピングされていることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 請求項1記載の金属対金属アンチヒューズにおいて、
さらに、前記バリア金属層と前記アンチヒューズ層と前記絶縁層との上に配置されかつそれらバリア金属層とアンチヒューズ層と絶縁層とに対して物理的に接触している第2絶縁層を具備していることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 請求項1記載の金属対金属アンチヒューズにおいて、
さらに、前記アンチヒューズ層に対して物理的に接触した状態で配置されたスペーサを具備していることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 請求項1記載の金属対金属アンチヒューズにおいて、
前記アンチヒューズ層の厚さが、10nm〜80nmとされていることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 請求項1記載の金属対金属アンチヒューズにおいて、
前記バリア金属層の厚さが、25nm〜200nmとされていることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 請求項1記載の金属対金属アンチヒューズにおいて、
前記バリア金属層をなす材料が、Taと、TaCと、TaNと、Tiと、TiCと、TiNと、を備えてなるグループの中から選択されていることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 請求項1記載の金属対金属アンチヒューズにおいて、
前記上側付着促進層が、アモルファスシリコンカーバイドを有し、
前記中央層が、アモルファスカーボンを有し、
前記下側付着促進層が、アモルファスシリコンカーバイドを有していることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 請求項1記載の金属対金属アンチヒューズにおいて、
前記上側付着促進層が、アモルファス窒化シリコンを有し、
前記中央層が、アモルファスカーボンを有し、
前記下側付着促進層が、アモルファス窒化シリコンを有していることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 請求項1記載の金属対金属アンチヒューズにおいて、
さらに、前記バリア金属層上に配置されたマスク層を具備していることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 請求項1記載の金属対金属アンチヒューズにおいて、
さらに、前記バリア金属層上に配置されたタングステン層を具備していることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 集積回路内における2つの金属相互接続層の間に配置された金属対金属アンチヒューズであって、
下側の金属相互接続層の上方に位置した第1絶縁層の中に形成された貫通穴内に配置されているとともに、前記下側金属相互接続層に対して電気的に接触している、タングステンプラグと;
下側電極をなすこのタングステンプラグ上に配置されかつこのタングステンプラグに対して電気的に接触している第1バリア金属層と;
この第1バリア金属層の上面上に配置されたアンチヒューズ層であるとともに、下側付着促進層と、中央層と、上側付着促進層と、を備えてなり、前記中央層が、アモルファスカーボンという材料から構成されているような、アンチヒューズ層と;
このアンチヒューズ層上に配置された第2バリア金属層であるとともに、上側電極を形成する第2バリア金属層と;
前記第1絶縁層と前記アンチヒューズ層と前記第1バリア金属層と前記第2バリア金属層との上に配置された第2絶縁層と;
を具備していることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 請求項12記載の金属対金属アンチヒューズにおいて、
アモルファスカーボンからなる前記中央層が、水素およびフッ素からなるグループの中から選択された材料によってドーピングされていることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 請求項12記載の金属対金属アンチヒューズにおいて、
さらに、前記アンチヒューズ層と前記第1バリア金属層と前記第2バリア金属層とに対して物理的に接触した状態で配置されたスペーサを具備していることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 請求項12記載の金属対金属アンチヒューズにおいて、
前記アンチヒューズ層の厚さが、10nm〜80nmとされていることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 請求項12記載の金属対金属アンチヒューズにおいて、
前記第2バリア金属層の厚さが、25nm〜200nmとされていることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 請求項12記載の金属対金属アンチヒューズにおいて、
前記第2バリア金属層をなす材料が、Taと、TaCと、TaNと、Tiと、TiCと、TiNと、を備えてなるグループの中から選択されていることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 請求項12記載の金属対金属アンチヒューズにおいて、
前記上側付着促進層が、アモルファスシリコンカーバイドを有し、
前記中央層が、アモルファスカーボンを有し、
前記下側付着促進層が、アモルファスシリコンカーバイドを有していることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 請求項12記載の金属対金属アンチヒューズにおいて、
前記上側付着促進層が、アモルファス窒化シリコンを有し、
前記中央層が、アモルファスカーボンを有し、
前記下側付着促進層が、アモルファス窒化シリコンを有していることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 請求項12記載の金属対金属アンチヒューズにおいて、
さらに、前記第2バリア金属層上に配置されたマスク層を具備していることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 請求項12記載の金属対金属アンチヒューズにおいて、
さらに、前記第2バリア金属層上に配置されたタングステン層を具備していることを特徴とする金属対金属アンチヒューズ。 - 金属対金属アンチヒューズを形成するための方法であって、
絶縁層とタングステンプラグとを平坦化し;
これら絶縁層とタングステンプラグとの上にアンチヒューズ層を形成し、この際、このアンチヒューズ層を、下側付着促進層と、中央層と、上側付着促進層と、を備えたものとし、さらに、前記中央層を、アモルファスカーボンという材料から構成されたものとし;
このアンチヒューズ層上に、バリア金属層を形成し;
このバリア金属層上に、マスク層とタングステン層とのうちの少なくとも一方を、形成し;
このマスク層またはタングステン層上に、フォトレジスト層を形成し;
前記マスク層または前記タングステン層の形状を規定し;
前記フォトレジスト層を除去し;
前記アンチヒューズ層および前記バリア金属層の形状を規定する;
ことを特徴とする方法。 - 請求項22記載の方法において、
前記アンチヒューズ層の形成に際しては、前記アンチヒューズ層を、2.5nm〜80nmという範囲の厚さで形成することを特徴とする方法。 - 請求項22記載の方法において、
前記バリア金属層の形成に際しては、前記バリア金属層を、25nm〜200nmという範囲の厚さで形成することを特徴とする方法。 - 請求項22記載の方法において、
前記バリア金属層の形成に際しては、前記バリア金属層を、Taと、TaCと、TaNと、Tiと、TiCと、TiNと、からなるグループの中から選択された材料から、形成することを特徴とする方法。 - 請求項22記載の方法において、
さらに、
前記バリア金属層と前記アンチヒューズ層と前記絶縁層とに対して物理的に接触している第2絶縁層を形成し;
この第2絶縁層の形状を規定する;
ことを特徴とする方法。 - 請求項22記載の方法において、
さらに、
前記バリア金属層と前記アンチヒューズ層との上に、第3絶縁層を形成し;
この第3絶縁層の形状を規定することによって、前記アンチヒューズ層と前記バリア金属層とに対して物理的に接触した複数のスペーサを形成する;
ことを特徴とする方法。 - 請求項22記載の方法において、
前記上側付着促進層を、アモルファスシリコンカーバイドおよびアモルファス窒化シリコンからなるグループの中から選択された材料から形成することを特徴とする方法。 - 請求項22記載の方法において、
前記下側付着促進層を、アモルファスシリコンカーバイドおよびアモルファス窒化シリコンからなるグループの中から選択された材料から形成することを特徴とする方法。 - 請求項22記載の方法において、
前記アンチヒューズ層の形成に際しては、アセチレンを原料ガスとした成膜を行うことを特徴とする方法。 - 請求項26記載の方法において、
前記第2絶縁層と前記タングステン層とに、貫通穴を形成することを特徴とする方法。 - 金属対金属アンチヒューズを形成するための方法であって、
絶縁層とタングステンプラグとを平坦化し;
これら絶縁層とタングステンプラグとの上に第1バリア金属層を形成し;
この第1バリア金属層上に、アンチヒューズ層を形成し、この際、このアンチヒューズ層を、下側付着促進層と、中央層と、上側付着促進層と、を備えたものとし、さらに、前記中央層を、アモルファスカーボンという材料から構成されたものとし;
このアンチヒューズ層上に、第2バリア金属層を形成し;
この第2バリア金属層上に、マスク層とタングステン層とのうちの少なくとも一方を、形成し;
このマスク層またはタングステン層上に、フォトレジスト層を形成し;
前記マスク層または前記タングステン層の形状を規定し;
前記フォトレジスト層を除去し;
前記第1バリア金属層と前記アンチヒューズ層と前記第2バリア金属層の形状を規定する;
ことを特徴とする方法。 - 請求項32記載の方法において、
さらに、
前記マスク層または前記タングステン層上に、および、前記絶縁層の露出面上に、第2絶縁層を成膜し、
前記第2絶縁層内に、接続用貫通穴を形成し;
前記第2絶縁層上におよび前記接続用貫通穴内に、金属相互接続層を形成し;
前記金属相互接続層をエッチングする;
ことを特徴とする方法。 - 請求項32記載の方法において、
さらに、
前記マスク層または前記タングステン層上に、および、前記絶縁層の露出面上に、第2絶縁層を成膜し、
前記第2絶縁層と前記マスク層とに、接続用貫通穴を形成し;
前記第2絶縁層上におよび前記接続用貫通穴内に、金属相互接続層を形成し、この場合、この金属相互接続層が、前記第2バリア金属層に対して電気的に接触するものとし;
前記金属相互接続層をエッチングする;
ことを特徴とする方法。 - 金属対金属アンチヒューズを形成するための方法であって、
第1絶縁層とタングステンプラグとを平坦化し;
これら第1絶縁層とタングステンプラグとの上に、アンチヒューズ層を形成し、この際、このアンチヒューズ層を、下側付着促進層と、中央層と、上側付着促進層と、を備えたものとし、さらに、前記中央層を、アモルファスカーボンという材料から構成されたものとし;
このアンチヒューズ層上に、バリア金属層を形成し;
このバリア金属層上に、マスク層とタングステン層とのうちの少なくとも一方を、形成し;
このマスク層またはタングステン層上に、フォトレジスト層を形成し;
前記マスク層または前記タングステン層の形状を規定し;
前記フォトレジスト層を除去し;
前記アンチヒューズ層と前記バリア金属層の形状を規定し;
これらアンチヒューズ層とバリア金属層との上に、第2絶縁層を形成する;
ことを特徴とする方法。 - 請求項35記載の方法において、
さらに、
前記第2絶縁層内に、接続用貫通穴を形成し;
前記第2絶縁層上におよび前記接続用貫通穴内に、金属相互接続層を形成し;
この金属相互接続層上に、第2マスク層を形成し;
前記金属相互接続層をエッチングする;
ことを特徴とする方法。 - 請求項35記載の方法において、
さらに、
前記第2絶縁層と前記マスク層とに、接続用貫通穴を形成し;
前記第2絶縁層上におよび前記接続用貫通穴内に、金属相互接続層を形成し、この場合、この金属相互接続層が、前記バリア金属層に対して電気的に接触するものとし;
この金属相互接続層上に、第2マスク層を形成し;
前記金属相互接続層をエッチングする;
ことを特徴とする方法。 - 金属対金属アンチヒューズを形成するための方法であって、
第1絶縁層とタングステンプラグとを平坦化し;
これら第1絶縁層とタングステンプラグとの上に、アンチヒューズ層を形成し、この際、このアンチヒューズ層を、下側付着促進層と、中央層と、上側付着促進層と、を備えたものとし、さらに、前記中央層を、アモルファスカーボンという材料から構成されたものとし;
このアンチヒューズ層上に、バリア金属層を形成し;
このバリア金属層上に、マスク層とタングステン層とのうちの少なくとも一方を、形成し;
このマスク層またはタングステン層上に、フォトレジスト層を形成し;
前記マスク層または前記タングステン層の形状を規定し;
前記フォトレジスト層を除去し;
前記アンチヒューズ層と前記バリア金属層の形状を規定し;
前記アンチヒューズ層と前記バリア金属層と前記第1絶縁層との上に、第2絶縁層を形成する;
ことを特徴とする方法。
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