JPH05121557A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH05121557A
JPH05121557A JP28241191A JP28241191A JPH05121557A JP H05121557 A JPH05121557 A JP H05121557A JP 28241191 A JP28241191 A JP 28241191A JP 28241191 A JP28241191 A JP 28241191A JP H05121557 A JPH05121557 A JP H05121557A
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JP
Japan
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wiring
semiconductor device
lower wiring
insulating film
contact hole
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JP28241191A
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English (en)
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Tomiyasu Saito
富康 斉藤
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、アンチ・ヒューズ構造を有する半導
体装置に関し、設計から製造終了までの時間を短縮で
き、また書込み電圧のばらつきを生じない安定したアン
チ・ヒューズ構造を有する半導体装置を提供することを
目的とする。 【構成】半導体基板1上に形成された下部配線2と、半
導体基板1上及び下部配線2上に形成され、下部配線2
上にコンタクトホール6を有する絶縁膜4と、コンタク
トホール6を介して下部配線2と接続され、絶縁膜4上
に形成された上部配線8とを有する半導体装置におい
て、下部配線2又は上部配線8の配線金属の一部を除去
して下部配線2と上部配線8とを電気的に切断した切断
部にアモルファスシリコン層10が埋込まれているよう
に構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、アンチ・ヒューズ構造
を有する半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化が進み、半
導体装置の設計開始から製造終了までに長時間を要して
いる。この問題を解決するために、予め半導体基板上に
半導体素子を形成し、さらに配線の接続までも済ませて
おき、その後、設計に応じて配線の接続を変えて必要な
回路を形成することができるアンチ・ヒューズ構造が考
案されている。
【0003】アンチ・ヒューズとは、通常の溶断ヒュー
ズ等とは逆に、初期状態は非導通で、書込み操作によっ
て導通状態になるヒューズのことである。従来の半導体
素子の構造では、設計段階の初期から回路の配線接続を
考慮しなくてはならなかったが、アンチ・ヒューズ構造
を採用することにより、半導体装置、特にFPGAやP
ROMの設計から製造終了までの時間を短縮させること
ができるようになった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このアンチ・ヒューズ
構造は、半導体装置のコンタクトホール、或いはスルー
ホール内にアモルファスシリコン層を形成することを基
本構造としている。しかし、このアンチ・ヒューズ構造
を有する半導体装置は、アンチ・ヒューズ構造を有しな
い半導体装置と比較して製造工程上での工数が増大する
という問題を有している。さらに、半導体装置が微細化
することに対応してコンタクトホール、スルーホールの
微細化を図る必要があるが、コンタクトホール、スルー
ホールが微細化すると、その内部に形成するアモルファ
スシリコン層の膜厚を一定にすることが困難になり、書
込み電圧にばらつきを生じてしまうという問題があっ
た。
【0005】本発明の目的は、設計から製造終了までの
時間を短縮でき、また書込み電圧のばらつきを生じない
安定したアンチ・ヒューズ構造を有する半導体装置を提
供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的は、下部配線
と、前記下部配線上に形成され前記下部配線上に開口部
を有する絶縁膜と、前記開口部を介して前記下部配線と
接続され前記絶縁膜上に形成された上部配線とを有する
半導体装置において、前記下部配線又は前記上部配線の
配線金属の一部を除去して前記下部配線と前記上部配線
とを電気的に切断した切断部にアモルファスシリコン層
が埋込まれていることを特徴とする半導体装置によって
達成される。
【0007】
【作用】本発明によれば、設計から製造終了までの時間
を短縮でき、また書込み電圧のばらつきを生じない安定
したアンチ・ヒューズ構造を有する半導体装置を実現で
きる。
【0008】
【実施例】本発明の第1の実施例による半導体装置を図
1を用いて説明する。図1(a)は本実施例の半導体装
置の断面図、図1(b)は平面図である。本実施例の半
導体装置は、同一配線上にアンチ・ヒューズ構造が形成
されていることに特徴を有している。
【0009】半導体基板1上に、配線金属として例えば
Al合金を用いた、厚さ0.8μm、幅2μmの下部配
線2が形成されている。半導体基板1上及び下部配線2
上には、絶縁膜4が半導体基板1から1.8μm、下部
配線2から0.8μmの厚さでほぼ平坦化されて形成さ
れている。下部配線2上の絶縁膜4には、内径が1μm
程度のコンタクトホール6が形成されている。
【0010】配線金属として例えばAl合金を用い、コ
ンタクトホール6により下部配線2と接続している上部
配線8が絶縁膜4上に形成されている。絶縁膜4上での
上部配線8の厚さは0.8μm、幅は2μmである。絶
縁膜4上の上部配線8には、配線金属であるAl合金を
一部除去して電気的に切断し、その切断部にアモルファ
スシリコン層10を挟み込んだアンチ・ヒューズが形成
されている。アモルファスシリコン層10の厚さ及び幅
は上部配線8の厚さ及び幅と同じであり、配線方向の厚
さは0.2〜0.3μmである。
【0011】このように、本実施例の半導体装置によれ
ば、従来の半導体装置のようにコンタクトホール6内に
アモルファスシリコン層10を形成するのではなく、同
一配線上にアモルファスシリコン層10を挟み込んだア
ンチ・ヒューズ構造であるため製造工程が簡単になる。
従って、全体の製造工程に要する時間を短縮させること
ができる。また、アモルファスシリコン層10の膜厚を
所定の厚さにすることが容易であるので、書込み電圧の
ばらつきを低減させることができる。
【0012】さらに、上部配線パターン、下部配線パタ
ーン、及びコンタクトホールのパターンの形成について
それぞれ設計段階の初期から相互の関係を考慮して設計
しなければならない従来の設計方法に比べ、予め任意に
素子及び配線をつなぎ込んでおき、最終的にアンチ・ヒ
ューズを用いて配線の導通、非導通を決定するだけで所
望の配線構造が得られるという利点を有する。
【0013】なお、本実施例では上部配線8にアモルフ
ァスシリコン層10を形成した場合について説明した
が、下部配線2に本実施例と同様にしてアモルファスシ
リコン層10を形成してもよい。本発明の第2の実施例
による半導体装置を図2を用いて説明する。図2(a)
は本実施例の半導体装置の断面図、図2(b)は平面図
である。
【0014】本実施例の半導体装置は、アンチ・ヒュー
ズ構造がコンタクトホール周囲の上部配線に設けられて
いることを特徴としている。半導体基板1上に、配線金
属として例えばAl合金を用いた、厚さ0.8μm、幅
2μmの下部配線2が形成されている。半導体基板1上
及び下部配線2上には、絶縁膜4が半導体基板1から
1.8μm、下部配線2から0.8μmの厚さでほぼ平
坦化されて形成されている。下部配線2上の絶縁膜4に
は、内径が1μm程度のコンタクトホール6が形成され
ている。
【0015】配線金属として例えばAl合金を用い、コ
ンタクトホール6により下部配線2と接続している上部
配線8が絶縁膜4上に形成されている。絶縁膜4上での
上部配線8の厚さは0.8μm、幅は2μmである。コ
ンタクトホール6周囲上部の上部配線8に、コンタクト
ホールより広い径で、配線金属であるAl合金を除去
し、電気的に切断されたリング状の切断部が形成されて
いる。その切断部内にアモルファスシリコン層10が埋
め込まれて、アンチ・ヒューズが形成されている。アモ
ルファスシリコン層10の厚さは上部配線8の厚さと同
じであり、半径方向の厚さは0.2〜0.3μmであ
る。
【0016】このように、本実施例の半導体装置によっ
ても、コンタクトホール内にアモルファスシリコン層を
形成しないので、第1の実施例と同様に従来のアンチ・
ヒューズよりも製造工程を簡単にすることができる。ま
た、アモルファスシリコン層10の膜厚を所定の厚さに
することが容易であるので、書込み電圧のばらつきを低
減させることができる。
【0017】なお、本実施例においては上部配線8にア
モルファスシリコン層10を形成した場合について説明
したが、下部配線2にアモルファスシリコン層10を形
成しても同様の効果が得られる。本発明の第3の実施例
による半導体装置を図3を用いて説明する。図3(a)
は本実施例の半導体装置の断面図、図3(b)は平面図
である。
【0018】本実施例の半導体装置は、アンチ・ヒュー
ズ構造がコンタクトホール底部の下部配線に設けられて
いることを特徴としている。半導体基板1上に、配線金
属として例えばAl合金を用いた、厚さ0.8μm、幅
2μmの下部配線2が形成されている。下部配線2のコ
ンタクトホール形成予定領域に、コンタクトホールの底
面積よりも広い面積にアモルファスシリコン層10を埋
込んでアンチ・ヒューズが形成されている。アモルファ
スシリコン層10の厚さは下部配線2の厚さと同じであ
る。
【0019】半導体基板1上及び下部配線2上には、絶
縁膜4が半導体基板1から1.8μm、下部配線2から
0.8μmの厚さでほぼ平坦化されて形成されている。
下部配線2のコンタクトホール形成予定領域に形成され
たアモルファスシリコン層10上の絶縁膜4に、内径が
1μm程度のコンタクトホール6が形成されている。絶
縁膜4上には、配線金属として例えばAl合金を用い、
コンタクトホール6により下部配線2と接続している上
部配線8が形成されている。絶縁膜4上の上部配線8の
厚さは0.8μm、幅は2μmである。
【0020】このように、本実施例の半導体装置によっ
ても、第1及び第2の実施例と同様に従来のアンチ・ヒ
ューズよりも製造工程を簡単にすることができる。ま
た、アモルファスシリコン層10の膜厚を所定の厚さに
することが容易であるので、書込み電圧のばらつきを低
減させることができる。本発明の第4の実施例による半
導体装置を図4を用いて説明する。
【0021】図4(a)は本実施例の半導体装置の断面
図、図4(b)は平面図である。本実施例の半導体装置
は、アンチ・ヒューズ構造がコンタクトホール底部の下
部配線の配線金属に形成した凹部に設けられていること
を特徴としている。半導体基板1上に、配線金属として
例えばAl合金を用いた、厚さ0.8μm、幅2μmの
下部配線2が形成されている。下部配線2のコンタクト
ホール形成予定領域に、コンタクトホールの底面積より
も広い面積を有し、深さが0.2〜0.3μmの凹部が
形成され、この凹部にアモルファスシリコン層10が埋
込まれてアンチ・ヒューズを形成している。
【0022】半導体基板1上及び下部配線2上には、絶
縁膜4が半導体基板1から1.8μm、下部配線2から
0.8μmの厚さでほぼ平坦化されて形成されている。
下部配線2のコンタクトホール形成予定領域の凹部に形
成されたアモルファスシリコン層10上の絶縁膜4に、
内径が1μm程度のコンタクトホール6が形成されてい
る。
【0023】絶縁膜4上には、配線金属として例えばA
l合金を用い、コンタクトホール6で下部配線2と接続
している上部配線8が形成されている。絶縁膜4上での
上部配線8の厚さは0.8μm、幅は2μmである。こ
のように、本実施例の半導体装置によっても、第1乃至
第3の実施例と同様に従来のアンチ・ヒューズよりも製
造工程を簡単にすることができる。また、アモルファス
シリコン層10の膜厚を所定の厚さにすることが容易で
あるので、書込み電圧のばらつきを低減させることがで
きる。さらに、第3の実施例による半導体装置のアンチ
・ヒューズに比べて、アモルファスシリコン層の層厚が
薄いので、第3の実施例による半導体装置よりも小さな
書込み電圧でアンチ・ヒューズを導通させることができ
る。
【0024】本発明は、上記実施例に限らず種々の変形
が可能である。例えば、上記実施例では、下部配線が半
導体基板上に形成されている場合について本発明を適用
したが、下部配線下にさらに他の配線層が存在している
場合であっても本発明を適用することはもちろん可能で
ある。また、上記実施例では、配線金属にAl合金を用
いたが、他の金属、例えばタングステン等の高融点金属
を用いてもよい。
【0025】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、設計から
製造終了までの時間を短縮でき、また書込み電圧のばら
つきを生じない安定したアンチ・ヒューズ構造を有する
半導体装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例による半導体装置を示す
図である。
【図2】本発明の第2の実施例による半導体装置を示す
図である。
【図3】本発明の第3の実施例による半導体装置を示す
図である。
【図4】本発明の第4の実施例による半導体装置を示す
図である。
【符号の説明】
1…半導体基板 2…下部配線 4…絶縁膜 6…コンタクトホール 8…上部配線 10…アモルファスシリコン層

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下部配線と、前記下部配線上に形成され
    前記下部配線上に開口部を有する絶縁膜と、前記開口部
    を介して前記下部配線と接続され前記絶縁膜上に形成さ
    れた上部配線とを有する半導体装置において、 前記下部配線又は前記上部配線の配線金属の一部を除去
    して前記下部配線と前記上部配線とを電気的に切断した
    切断部にアモルファスシリコン層が埋込まれていること
    を特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置において、 前記切断部は、前記絶縁膜上の前記上部配線に設けられ
    ていることを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】 請求項1記載の半導体装置において、 前記切断部は、前記上部配線又は前記下部配線の前記開
    口部周囲に設けられていることを特徴とする半導体装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項1記載の半導体装置において、 前記切断部は、前記開口部下の前記下部配線に設けられ
    ていることを特徴とする半導体装置。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれかに記載の半導
    体装置において、 前記配線金属は、アルミニウム合金又はタングステンで
    あることを特徴とする半導体装置。
JP28241191A 1991-10-29 1991-10-29 半導体装置 Withdrawn JPH05121557A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10255427A1 (de) * 2002-11-28 2004-06-17 Infineon Technologies Ag Verfahren zur Herstellung einer Antifuse in einem Substrat sowie einer Antifuse-Struktur zur Integration in einem Substrat

Cited By (3)

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