JPH06508722A - アンチヒューズ構造体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、非常に信頼性が高く、標準的なプロセスで容易に製造可能なアンチヒ ユーズ構造体を提供する。この結果、従来の一般的なヒユーズではなくアンチヒ ユーズを用いて、強力で信頼性の高いフィールドプログラマブル・アレイやＰＲ ＯＭ等のデバイスを製造することが可能である。

このアンチヒユーズ構造体は、基板と、前記基板上に形成され、前記基板まで達 する開口部を有する絶縁層と、前記基板に接触するように前記開口部内に配置さ れたアンチヒユーズ材であって、境界面で互いに接合する側壁部と基底部とを何 する凹部を形成するように前記開口部の輪郭に整合的に設けられたアンチヒユー ズ材と、前記凹部の側壁部に設けられたスペーサと、を備える。前記スペーサは 、アモルファスシリコン層に存在するカスプを覆って、前記基底部の厚内の中央 領域のみがプログラミング電圧に曝されるようにする。

前記アンチヒユーズ材としてはアモルファスシリコンが選択され、また、アンチ ヒユーズ材に接触する導電性材料としては、アモルファスシリコン内部に有意な 程度には拡散しないチタンとタングステンの合金（ＴｉＷ）を用いることが好ま しい。また、前記絶縁層及びスペーサは二酸化ケイ素を含むことが好ましい。

アンチヒユーズ構造体の製造法は、基板表面を準備する工程と、前記基板表面り に絶縁層を形成する工程と、前記基板表面まで達する開口部を前記絶縁層に形成 する工程と、境界面で互いに接合する側壁部と基底部とを有する凹部な形成する ように、前記開口部の輪郭に整合するアンチヒユーズ材を前記開口部内に堆積さ せるｒ程と、前記凹部内に、前記側壁部と前記基底部との間の前記境界を実質的 に覆うようにスペーサを形成する工程と、を備える。前記基板表面は、支持表面 上に導電性材料を堆積させ、前記導電性材料をパターン成形することによって形 成することが望ましい。

本発明の方法は、更に、前記アンチヒユーズ構造体の位置をマスクして、余分な スペーサ材料をエツチングで除去することにより、前記アンチヒユーズ構造体以 外の部分からスペーサ材料を除去する工程を備える。

本発明のスペーサは、アンチヒユーズ構造体の破損を実質的に減少させ、その特 表十〇−５０８７２２（４） 結果、所定の半導体ウェハに用いられる機能性デバイスの歩留まりを大幅に向上 させる。本発明の方法は、余分なスペーサ材料を取り除くことによって歩留まり を増加させることができ、かつ、標準的なプロセス工程で実現可能であるという 利壱がある。

本発明のＬ記や他の利点は、以下の本発明の詳細な説明並びにそれに伴う図面に 基づき、より一層明らかになるであろう。

図面の簡単な説明 図１は、アンチヒユーズ・アレイの概略図である。

図２は、本発明のプロセスを示すフローチャートである。

図３ａ−３ｈは、図２に示すプロセスに従ってアンチヒユーズ構造体を製造する 工程を示す図である。

図４は、図３の線４で囲まれたアンチヒユーズ・メモリー構造を示す拡大図であ る。

発明の最適な実施例 図１は、行Ｒ及び列Ｃに配列されたアンチヒユーズ構造体１２のアレイ１０を示 す。ロウ・デコーダ（行デコーダ）１４は、ロウ・アドレスバス（行アドレスバ ス）１６に連結される人力部を有し、更に、多くのロウ線１８を介して行Ｒに接 続されている。同様に、カラム・デコーダ（列デコーダ）２０は、カラム−アド レスバス（列アドレスバス）２２に連結される入力部を有し、多くのカラム線２ ４を介して列Ｃに接続されている。フィールドプログラマブル・ゲートアレイに おいては、アンチヒユーズ構造体１２はゲートアレイの論理素子の間に接続され ており、また、ＦＲＯＭにおいては、アンチヒユーズ構造対１２はビット線とワ ード線に接続されて、それらの論理状態を読み出すことができるようになってい る。

最初は、アレイ１０はプログラムされていない状態、即ち、それぞれのアンチヒ ユーズ構造体１２が高抵抗の状態にある。アレイ１０のプログラムは、ロウ・デ コーダＩ４にロウアドレス（行番地）を割り当ててロウ線１８の１つを選択し、 また、カラム−デコーダ２０にカラムアドレス（列番地）を割り当ててカラム線 ２４の１つを選択することによって行なわれる。その結果、ロウ線とカラム線と の交点に配置されるアンチヒユーズ構造体！２が、永久的に、かつ、不可逆的に 低抵抗状態にプログラムされる。このようにして、個々のアンチヒユーズ構造体 １２を次々とプログラミングすることにより、アレイ１０全体をプログラムする ことができる。

図２は、改良されたアンチヒユーズ構造体を製造する基本工程２６を示す。まず 、第１の工程２８で、アンチヒユーズ構造体用の基板を用意する。この基板には 、通常、ロウ１１＋８あるいはカラム線２４のいずれかを含む導電性ラインを備 えている。丁Ｆｉ１．３０では、二酸化ケイ素（Ｓｉ０２）層等の絶縁層を基板 上に形成する。次の工程３２及び３４では、絶縁層に開口部を形成し、アンチヒ ユーズ材を開ｒＪｇ内に堆積させる。アンチヒユーズ材は、開口部の輪郭に沿っ て形成される傾向にあり、従って、アンチヒユーズ材によって形成される凹部に おいて、開「［１部の側壁部と基底部との間の境界にカスブが形成されることが ある。最後に、アンチヒユーズ材の境界領域を覆うように、アンチヒユーズ材の 凹部の側壁部に沿って、スペーサを形成する。このように境界領域を覆うことに より、アレイ１０の信頼性及び歩留まりを大幅に向上させることができる。

図３ａ〜３ｈは、上述したプロセス２６の工程に従って製造される中間体構造を 順次に示すものである。図３８においては、半導体ウェハの絶縁層４０上に金属 層３８が堆積される。絶縁層４０は、好ましくは、６ないし８インチの直径のテ 導体級ノリコンウェハ上に形成された二酸化ケイ素層である。また、金属層３８ は、屑３９ｇ、３９ｂ、３９ｃを含む３層の金属サンドイッチ構造を有すること が好ましい。ｌ１１３９ａは、好ましくは２２　：　７８の割合のＴｉＷ合金か ら成る２０００オングストロームの厚さの層であり、障壁層としての役割を果た す。また、Ｗｉ３９ｂは、好ましくは９９：ｌの割合のアルミニウムー鋼合金か ら成る厚さ４０００オングストロームの肩である。層３９ｃは、好ましくは非反 射被覆層として機能し、電界拡＃！ｌ（エレクトロマイグレー７Ｗン）の抑制に 寄与する８００オングストロームの厚さのＴｉＷ層である。

複合金ｆ！ＡＮＩ３８は、スバ、り堆積システムを用いて堆積させることが好ま しく、このようなシステムは、カリフ寸ルニア州バロアルトのパリアン（Ｖａｒ ｉａｎ）社、カリフォルニア州すンタクララのアプライド・マテリアルズ（＾ｐ ｐｌｉｅｄ　ＭａｔｅｒｉａｌＳ）社等から市販されている。金属層３８は、そ の後、フォトリソグラフィープロセスでパターン成形されて相互接続配線を形成 する。

フォトリソグラフィープロセスは、当業者に周知のものであり、金属層３８にレ ジストを塗布し、接触リソグラフィーシステムあるいはステッパーリソグラツイ ーンステムによってレジストを露光し、レジストを現像してマスクを形成し、上 述のアプライド・マテリアルズ社等から市販されているプラズマエッチングンス テムを用いて金属層３８をエツチングする工程を含んでいる。本明細書で用いら れている「パターン成形」という言葉は、層の上にマスクを形成し、マスクを介 して屑をエツチングして、その後、マスクを取り除くことを意味する。

次に、約１ミクロンの厚さの絶縁層４２を、エツチングされた金属層３８上に堆 積させる。絶縁層４２は、典型的には二酸化ケイ素からなり、好ましくは、カリ フォルニア州すンノゼのノベラス（Ｎｏｖｅｌｌｕｓ）社やアプライド拳マテリ アルズ社等から市販されている化学蒸着システムを用いて形成される。その後、 絶縁層４２上に導電層４４が形成される。導電層４４は、好ましくは約２０００ オングストロームの厚さのＴｉＷ層である。このチタン−タングステン（ＴｉＷ ）層は、アルミニウムと異なり、シリコン内部に有意な程度まで拡散せず、また 、表面が非常に滑らかであるという利点を有している。続いて、導電層４４にパ ターン成形を行って、図１に示すロウ線１８を形成する。図３８の構造は、プロ セス２６の工程２８、即ち、アンチヒユーズ構造体用の基板表面を準備する工程 が終了した状態を示している。

次に、図３ｂに示すように、図３ａで形成された構造の表面上に、絶縁層４６が 形成される。絶縁層４６は、好ましくは二酸化ケイ素からなり、約２０００オノ グストロームの厚さに堆積される。次のパターン成形工程では、ロウ線１８に達 する開口部４８と貫通孔（グイアホール）５０を絶縁層４６に形成する。図３ｂ の構造は、プロセス２６の工程３０及び３２が終了した状態を示している。

続いて、図３０に示すように、図３ｂの構造体の上、および、開口部４８と貫通 孔５０の内部に、アンチヒユーズ材５２の層を堆積させる。この堆積プロセスは 実質的に整合的に行なわれるので、アンチヒユーズ材５２は、開口部４８の輪郭 に沿って堆積されて、側壁部５６と基底部５８とを有する凹部５４を形成する。

アンチヒユーズ材５２としては、アプライド・マテリアルズ社がら市販されてい るプリンノ「ン５０００　ＣＶ　Ｄ　（Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ　５０００　ＣＶＤ ）システム等のプラズマ化学Ｍｌ？　（ＰＥＣＶＤ）システムを用いて比較的低 温で堆積されたアモルファスシリコンが好ましい。これまでに説明した図３０の 構造は、プロセス２６の工程３４が終ｒした状態を示している。

更に、図３０に示すように、アンチヒユーズ材５２の上に、約２０００オングス トロームの厚さの絶縁層６０を堆積する。この絶縁層も、二酸化ケイ素で形成す ることが好ましい。次に、図３ｄに示すように、絶縁層６ｏに異方性エツチング を施し、ＩＩＩ造体の鉛直面に接する二酸化ケイ素スペーサ６４と、余分の材料 ６６．６８のみを残して、これ以外の絶縁層を除去する。これによりプロセス２ ６のスペーサを形成する工程３６が達成される。

スペーサ６４を形成した後、構造体の上にフォトレジストのマスク７ｏを形成し 、開口部４８内のアンチヒユーズ材５２及びスペーサ６４を保護する。これによ り、図３ｅに示すように、フォトレジストマスク７ｏで覆われた部分と余分の材 料６６．６８で覆われた部分以外のアンチヒユーズ材５２がエツチングで除去さ れる。あるいは、ＩＯ：１強度のフッ化水素酸（ＨＦ）溶液で構造体をウェット ・エツチングして、余分の材料６６．６８を先に除去してもよい。ウェット・工 ・ｌチングは本来、等方性であり、構造体の鉛直面から二酸化ケイ素の大部分が 取り除かれる。このように余分の材料を除去することにより、製品の信頼性を高 めることができる。

アンチヒユーズ材５２をエツチングする前に余分の材料６８．６８をウェット・ エツチングにより除去する場合には、図３ｆに示すように、はとんど全てのアン チヒユーズ材が除去される。しかし、次に行なう金属の段差被覆（ステップヵバ レー１））を８鵬にするために、構造体の鉛直面に接するコーナーにゎずがなア ンチヒユーズ材を残すことが好ましい場合もある。このような場合には、余分の 材料をウェット・エツチングして除去した後、残余アンチヒユーズ材７２．７４ を残すようにアンチヒユーズ材をエツチングする。次に、パターン成形を行い、 層４６．４２に金属層３８まで達する貫通孔７６を形成した後、マスク層を取り 除く。

続いて、図３ｇに示すように、導電層７８を整合的に堆積させて構造体表面上を 覆い、また、金属層８０で導電層を被覆する。導電層７８は、層３８と同様に、 ＴｉＷ−ＡＩ　ＴｉＷのサンドイッチ構造をとることが好ましい。具体的には、 導電層７８は、約２０００オングストロームの厚さのＴｉＷ下層と、約８５００ オングストロームの厚さの９９：ｌのＡｌＣｕ中間層と、約８００オングストロ ームの厚さのＴｉＷ上層とで構成される。金属層８０は、８５００オングストロ ームの厚さのアルミニウム層で構成されることが好ましい。このように構成され た構造体上に、更に、マスキング層８２が形成される。

次に、図３ｈに示すように、マスキング層８２を通して導電層７８と金属層８０ をエツチングした後、このマスキング層を除去する。この結果、これらの層７８ ．８０の一部分７８ａ１８０ａが、ロウ線１８と金属層３８を電気的に接続する ための接続配線８４を構成する。また、これらの層７８．８０の別の部分７８ｂ 、ｓｏｂは、図１に示すアレイｌＯのカラム線２４を構成する。従って、図３ｈ に示される構造体は、１本のロウ線１８と１本のカラム線２４の接合点に形成さ れた１つのアンチヒユーズ構造体１２を示している。

本発明のアンチヒユーズ構造体１２は、既存のプロセスに可能な限り適合するよ うに、絶縁体４２上に形成される。金属層３８は、はとんど全ての場合、アルミ ニウムあるいはアルミニウム合金から形成され、シリコン層の表面上に形成され る様々なデバイスを相互に接続する役割を果たすものであるが、上述したように 、金属層にはアルミニウム拡散の問題があるので、アンチヒユーズ構造体を金属 層上に直接形成することは得策とはいえない。アンチヒユーズ構造体１２を絶縁 層４２上に形成することにより、金属層４２や金属層４２の下の回路からアンチ ヒユーズ構造体を分離させることができる。また、アンチヒユーズ構造体を絶縁 層４２上に形成するプロセスは、金属層４２を形成するプロセスとは完全に独ケ した付加的、モジュール的なプロセスである。

図４は、図３ｈにおいて線４で囲まれた部分の拡大図であり、本発明のアンチヒ ユーズ構造体１２の詳細を示す図である。ロウ線１８は、絶縁層４２の上に配置 されている。アンチヒユーズ材５２は、絶縁層４６の開口部４８内に整合的に堆 積して凹部５４を形成している。この堆積プロセスのために、アンチヒユーズｔ ４５２は、凹部５４の側壁部５６と基底部５８との間の境界８６においてカスブ を有している。二酸化シリコン製のスペーサは、側壁部５６に密着しており、ま た基底部５８の一部と境界８６を覆っている。導電層７８と金属層８ｏの一部分 ７８ｂ、８０ｂは、それぞれカラム線２４を形成する。

このアンチヒユーズ構造体１２は、当初は１〜２ギガオームのオーダーの非常に 高い抵抗値を有している。ロウ［１８とカラム線２４との間に約１０〜１２ポル トのプログラミング電圧が印加されると、基底部５８のアモルファスシリコンが 溶融し、この高電圧の印加が停止すると、溶融したシリコンが結晶化する。この 溶融参結晶化プロセスの後では、アンチヒユーズ構造体１２の抵抗値は１５０オ ームのオーダーまで下がる。このように、アンチヒユーズ構造体に関連するロウ 線とカラム線との間にプログラミング電圧をかけることにより、そのアンチヒユ ーズ構造体造体１２を恒久的、かつ、不可逆的にプログラムすることができる。

フィールドプログラマブル・ゲートアレイに用いられる場合には、導電性のアン チヒユーズは、選択された論理ゲート同士を接続してユーザーが設計した機能を 実現する。また、ＦＲＯＭのメモリセルに用いられた場合には、高抵抗のアンチ ヒユーズが第１の論理状態を表わし、また、低抵抗のアンチヒユーズが第２の論 理状態を表わす。

本究明のＷ４造がスペーサ６４を備えない場合には、経路Ｐ等の低抵抗経路がロ ウ線１８とカラム線２４との間に形成される可能性がある。このような低抵抗経 路があると、未プログラム状態のアンチヒユーズ構造体１２がプログラム済みの アンチヒユーズ構造体として誤読される恐れがあり、アレイ１０全体の信頼性を 低ドさせる。また、カスブのある境界８６が本発明のスペーサ６４で覆われない 場合には、プログラミング電圧レベル以下の電圧で、経路Ｐに沿って薄いアンチ ヒユーズ材が溶融し、再結晶する可能性がある。スペーサ６４を用いることによ って、カラム線２４とアンチヒユーズ材の基底部５８とを、基底部５８の中央厚 内部で接触させることができる。従って、スペーサ６４を加えることによって、 ７７チヒユ一ズｔ４４Ｔｉ体アレイ１０の信頼性を飛躍的に高めることができる 。

以上、本発明を好適な実施例に基づいて説明したが、本発明は上記実施例に限定 されるものではなく、様々な変更・変形が可能である。従って、以下に記載する クレームは、本発明の要旨を超えない範囲のこのような変形・変更をも含むもの である。

補正書の翻訳文提出書く特許法第１８４条の８）１．特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ９２１０４６６２ ２、発明の名称 アンチヒユーズ構造体およびその製造方法３、特許出願人 住　所　アメリカ合衆国　カリフォルニア州９５１３１サン・ホセ、マツケイ・ ドライブ、１１０９名　Ｋ　ブイ　エルニス　アイ　テクノロジーインコーホレ イテッド （代表者）　マルバニイ・トーマス・エフ。

４、代理人 住　所　〒４６０　名古屋市中区栄−丁目１６番１５号伏見トウービル６階 （１）　補正書の翻訳文　１通 （２）　上申書　１通 ７、前記以外の発明者、特許出願人又は代理人（１）代理人 住　所　〒４６０　名古屋市中区栄−丁目１６番１５号伏見トウービル６階 約１メガオームｃｍの固有抵抗値を有するアモルファスシリコンを、約１〜２ギ ガオームの抵抗を有する１ミクロン幅のリンク路に成形する。これらのリンク路 は、１０〜１２ボルトの範囲の直流電圧を印加すると溶融して再結晶し、２ｏＯ オ一ム未満の抵抗値を有するリンク路を形成することができる。これらの低抵抗 値のリンク路は、ゲートアレイがユーザー指定の機能を実行したり、ＦＲＯＭの 記憶セルとして機能したりするように、フィールドプログラマブル・ゲートアレ イの論理素子を相互に接続することができる。

電子デバイスにおいては、アンチヒユーズに比べて製造が容易であり、がっ、信 頼性が高いことから、今日ではヒユーズが主に用いられている。アンチヒユーズ には、アンチヒユーズ構造の破損につながる可能性のある「カスプ」と呼ばれる ヒダ−シワなどの欠陥を含み易いという問題があった。不幸にもデバイスの中に 一つでも不良のヒユーズやアンチヒユーズがあると、それがデバイス全体の欠陥 につながる場合が多い。

従来のアンチヒユーズデバイスでは、カスプの問題を解決することができない。

例えば、エルスワース（Ｅｌｌｓｗｏｒｔｈ　）らの米国特許Ｎｏ、４，６５１ ．４０９には、ｎ十導電層を堆積させ、この導電層上に酸化物層を堆積させて形 成したアンチヒユーズ凹部が開示されており、また、ヨーロッパ特許出願Ｎｏ、 ４１６９０３Ａ２には、誘電体層を堆積させ、この誘電体層上にアンチヒユー１ 層を堆積させたアンチヒユーズ凹部が開示されている。しかし、このいずれの従 来技術も、アンチヒユーズ材に形成されるカスプに言及しておらず、また、カス プに起因するアンチヒユーズの意図しないプログラミングや破損について言及し ていない。

また、アンチヒユーズを製造する場合の問題点として、典型的なアンチヒユーズ 材料であるアモルファスシリコンがかなり鋭敏であることが挙げられる。例えば 、アモルファスシリコンにアルミニウムを接触させると、アルミニウムがシリコ ン内部に拡散して、アンチヒユーズが誤読を引き起こす可能性のある値にまでノ リコンの抵抗値を低下させることが知られている。

アンチヒユーズ構造体はヒユーズに比較して製造が困難であり、信頼性にも劣る という問題点があるが、その一方で、サイズが小さいという非常に好ましい利点 がある。例えば、ネック部の幅が２ミクロンで端部の幅が６ミクロンのＴｉＷ製 のヒユーズを用いる場合、典型的な一つのデバイスには約４千個のヒユーズを設 けることができる。一方、■または１．２ミクロンの直径のアンチヒユーズ路を 用いる場合には、一つのデバイスに８万〜１０万個のアンチヒユーズを設けるこ とが可能である。このため、アンチヒユーズを用〜）ることによって、デバイス 内において非常に多くの相互接続が可能になり、ヒユーズ技術を用いたデバイス よりもはるかに多くの情報を格納することが可能になる。

発明の開示 本発明は、非常に信頼性が高く、襟章的なプロセスで容易に製造可能なアンチヒ ユーズ構造体を提供する。この結果、従来の一般的なヒユーズではなくアンチヒ ユーズを用いて、強力で信頼性の高いフィールドプログラマブル・アレイやＰＲ ＯＭ等のデバイスをＷ造することが可能である。

請求の範囲 １、アンチヒユーズ構造体であって、 基板手段と、 前記基板手段上に形成され、前記基板手段まで連する開口部（４８）を有する絶 縁手段（４６）と、 前記基板手段に接触するように前記開口部内に配置されたアンチヒユーズ材であ って、境界面で１ｉ−１に接合する側壁部（５６）と基底部（５８）とを有する 凹部（５４）を前記開口部内に形成するように前記開口部の輪郭に整合的に設け られたアンチヒユーズ材（５２）と、 前記アンチヒユーズ材の前記凹部内に配置されて、前記ＣＩ４壁部と前記基底部 との間の前記境界及び前記基底部を実質的に覆い、前記基底部を完全には覆わな い絶縁スペーサ手段（６４）と、 を備えるアンチヒユーズ構造体。

２、請求項１記載のアンチヒユーズ構造体であって、前記絶縁スペーサ手段は、 前記側壁部を実質的に覆うアンチヒユーズ構造体。

３、請求項２記載のアンチヒユーズ構造体であって、前記基板手段は第１導電ラ イン（１８）を備えるアンチヒユーズ構造体。

４、請求項３記載のアンチヒユーズ構造体であって、更に、前記アンチヒユーズ 材と前記絶縁スペーサ手段との上に形成された第２導電ライン（２４）を備える アンチヒユーズ構造体。

５、請求項４記戦のアンチヒユーズ構造体であって、前記アンチヒユーズ材は比 較的高い抵抗値を有するアモルファスシリコンを含み、前記アモルファスシリコ ンは、前記第１導電ラインと前記第２導電ラインとの間にプログラミング電圧を 加えて前記アンチヒユーズ材内部に電流を通すことにより、比較的低い抵抗値を 有する結晶性シリコンに変換される材料であるアンチヒユーズ構造体。

６．請求項５記載のアンチヒユーズ構造体であって、前記第２導電ライン及び前 記第１導電ラインはタングステンを含むアンチヒユーズ構造体造体。

７、請求項６記戦のアンチヒユーズ構造体であって、前記第１導電ラインと前記 第２導電ラインとが、チタンとタングステンの合金から形成される層を備えるア ンチヒユーズ構造体。

８、請求項７記戦のアンチヒユーズ構造体であって、前記第２導電ラインが、更 に、アルミニウム層を備えるアンチヒユーズ構造体。

９、請求項５記載のアンチヒユーズ構造体であって、前記基板手段は、前記第１ 導電ラインの下に設けられた絶縁基板層（４２）と、前記絶縁層の下に設けられ た第３導電ライン（３８）とを備えるアンチヒユーズ構造体。

１０、請求項９記戦のアンチヒユーズ構造体であって、前記絶縁層は貫通孔（７ ６）を備え、 前記アンチヒユーズ構造体が更に、前記貫通孔を介して前記第１導電ラインを前 記第３導電ラインに接続する導電性接続手段（８４）を備えるアンチヒユーズ構 造体。

１１、アンチヒユーズ構造体の製造方法であって、基板表面を伊備する工程と、 前記基板表面にに絶縁層（４６）を形成する工程と、ｎｉｌ記基板基板表面達す る開口部（４８）を前記絶縁層に形成する工程と、を備えるアンチヒユーズ構造 体の製造方法。

支持面上に導電材を堆積させる工程と、前記導電材にパターン成形を行なう工程 と、を備えるアンチヒユーズ構造体の製造方法。

国際調査報告 ＡＮ）−Ｉ　ＡＮ３　ＡＮＮＥ：Ｘ　ＡＮＮＥＥＸＥ：フロントページの続き （７２）発明者　チャン・ファン−イエアメリカ合衆国　カリフォルニア州９５ ０３２０ス・ガトス、フオレスト・ヒル・ドライブ、１２５ （７２）発明者　ガブリエル・カルビン・ティ。

アメリカ合衆国　カリフォルニア州９４０４４パシフィカ、ビーチビュウ・アベ ニュ ＋、　１１６ （７２）発明者　ジェイン・ピベツク アメリカ合衆国　カリフォルニア州９５０３５ミルピタス、キャレロ・ストリー ト。

（７２）発明者　ナリアニ・サバッシュ・アール。

アメリカ合衆国　カリフォルニア州９５１３１サン・ホセ、ジョイニリン・コー ト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．アンチヒューズ構造体であって、 基板手段と、 前記基板手段上に形成され、前記基板手段まで達する開口部（４８）を有する絶 縁手段（４６）と、 前記基板手段に接触するように前記開口部内に配置されたアンチヒューズ材であ って、境界面で互いに接合する側壁部（５６）と基底部（５８）とを有する凹部 （５４）を前記開口部内に形成するように前記開口部の輪郭に整合的に設げられ たアンチヒューズ材（５２）と、 前記アンチヒューズ材の前記凹部内に配置されて、前記側壁部と前記基底部との 間の前記境界を実質的に覆うスペーサ手段（６４）と、を備えるアンチヒューズ 構造体。 ２．請求項１記載のアンチヒューズ構造体であって、前記スペーサ手段は、前記 側壁部を実質的に覆うとともに、前記基底部を完全には覆わない絶縁体を備える アンチヒューズ構造体。 ３．請求項２記載のアンチヒューズ構造体であって、前記基板手段は第１導電ラ イン（１８）を備えるアンチヒューズ構造体。 ４．請求項３記載のアンチヒューズ構造体であって、更に、前記アンチヒューズ 材と前記スペーサ手段との上に形成された第２導電ライン（２４）を備えるアン チヒューズ構造体。 ５．請求項４記載のアンチヒューズ構造体であって、前記アンチヒューズ材は比 較的高い抵抗値を有するアモルファスシリコンを含み、前記アモルファスシリコ ンは、前記第１導電ラインと前記第２導電ラインとの間にプログラミング電圧を 加えて前記アンチヒューズ材内部に電流を通すことにより、比較的低い抵抗値を 有する結晶性シリコンに変換される材料であるアンチヒューズ構造体。 ６．請求項５記載のアンチヒューズ構造体であって、前記第２導電ライン及び前 記第１導電ラインはタングステンを含むアンチヒューズ構造体。 ７．請求項６記載のアンチヒューズ構造体であって、前記第１導電ラインと前記 第２導電ラインとが、チタンとタングステンの合金から形成される層を備えるア ンチヒューズ構造体。 ８．請求項７記載のアンチヒューズ構造体であって、前記第２導電ラインが、更 に、アルミニウム層を備えるアンチヒューズ構造体。 ９．請求項５記載のアンチヒューズ構造体であって、前記基板手段は、前記第１ 導電ラインの下に設げられた絶縁基板層（４２）と、前記絶縁層の下に設げられ た第３導電ライン（３８）とを備えるアンチヒューズ構造体。 １０．請求項９記載のアンチヒューズ構造体であって、前記絶縁層は貫通孔（７ ６）を備え、 前記アンチヒューズ構造体が更に、前記貫通孔を介して前記第１導電ラインを前 記第３導電ラインに接続する導電性接続手段（８４）を備えるアンチヒューズ構 造体。 １１．アンチヒューズ構造体の製造方法であって、基板表面を準備する工程と、 前記基板表面上に絶縁層（４６）を形成する工程と、前記基板表面まで達する開 口部（４８）を前記絶縁層に形成する工程と、境界面で互いに接合する側壁部（ ５６）と基底部（５８）とを有する凹部（５４）を形成するように、前記開口部 の輪郭に整合するアンチヒューズ材（５２）を前記間口部内に堆積させる工程と 、 前記アンチヒューズ材の前記凹部内に、前記側壁部と前記基底部との間の前記境 界を実質的に覆うように、スペーサ（６４）を形成する工程と、を備えるアンチ ヒューズ構造体の製造方法。 １２．請求項１１記載のアンチヒューズ構造体の製造方法であって、基板長面を 準備する前記工程は、 支持面上に導電材を堆積させる工程と、前記導電材にパターン成形を行なう工程 と、を備えるアンチヒューズ構造体の製造方法。 １３．請求項１１記載のアンチヒューズ構造体の製造方法であって、凹部内にス ペーサを形成する前記工程は、前記アンチヒューズ材上に絶縁スペーサ材を堆積 させる工程と、前記絶縁スペーサ材をエッチングして前記スペーサを残す工程と 、を備えるアンチヒューズ構造体の製造方法。 １４．アンチヒューズ構造体のアレイを製造する方法であって、基板表面を準備 する工程と、 前記基板表面上に酸化物層（４６）を堆積させる工程と、前記酸化物層をエッチ ングして、前記基板表面まで達する複数の開口部（４８）を前記酸化物層に形成 する工程と、 前記複数の開口部の輪郭に整合し、それぞれの開口部内において、境界面で互い に接合する側壁部（５６）と基底部（５８）とを有する凹部（５４）を形成する アモルファスシリコンを前記複数の開口部内に堆積させる工程と、前記アモルフ ァスシリコンの前記凹部内に、各凹部の前記側壁部と前記基底部との間の前記境 界を実質的に覆うように、酸化物スペーサ（６４）を形成する工程と、 を備えるアンチヒューズ構造体アレイの製造方法。 １５．請求項１４記載のアンチヒューズ構造体アレイの製造方法であって、基板 表面を準備する前記工程は、更に、支持面上に導電材を堆積させる工程と、前記 導電材にパターン成形を行なう工程と、を備えるアンチヒューズ構造体アレイの 製造方法。 １６．請求項１５記載のアンチヒューズ構造体アレイの製造方法であって、前記 導電材が複数の第１アンチヒューズ構造体に電気的に接続されるアンチヒューズ 構造体アレイの製造方法。 １７．請求項１６記載のアンチヒューズ構造体アレイの製造方法であって、前記 導電材がチタンとタングステンの合金を含むアンチヒューズ構造体アレイの製造 方法。 １８．請求項１４記載のアンチヒューズ構造体アレイの製造方法であって、基板 表面を準備する前記工程は、更に、支持面上に第１の導電材を堆積させる工程と 、前記第１の導電材にパターン成形を行なう工程と、前記第１の導電材上に絶縁 材を堆積させる工程と、前記絶縁材上に第２の導電材を堆積させる工程と、前記 第２の導電材にパターン成形を行なう工程と、を備えるアンチヒューズ構造体ア レイの製造方法。 １９．請求項１８記載のアンチヒューズ構造体アレイの製造方法であって、前記 第１の導電材がアルミニウムを含み、前記第２の導電材がチタンとタングステン との合金を含むアンチヒューズ構造体アレイの製造方法。 ２０．請求項１８記載のアンチヒューズ構造体アレイの製造方法であって、前記 第２の導電材が複数の第１アンチヒューズ構造体に電気的に接続されるアンチヒ ューズ構造体アレイの製造方法。 ２１．請求項２０記載のアンチヒューズ構造体アレイの製造方法であって、更に 、 前記絶縁材に貫通孔（７６）を形成する工程と、前記貫通孔を介して、前記第１ の導電材を前記第２の導電材に電気的に接続させる工程と、 を備えるアンチヒューズ構造体アレイの製造方法。 ２２．請求項１４記載のアンチヒューズ構造体アレイの製造方法であうて、前記 酸化物スペーサを形成する工程は、更に、荊記凹部の輪郭に実質的に整合するよ うに、前記凹部内に酸化物を堆積させる工程と、 前記酸化物をエッチングすることによって、前記側壁スペーサを形成する工程と 、 を備えるアンチヒューズ構造体アレイの製造方法。 ２８．請求項２２記載のアンチヒューズ構造体アレイの製造方法であって、前記 酸化物スペーサを形成する工程は、更に、前記アンチヒューズ材の前記凹部内の 前記側壁スペーサをマスキングする工程と、 前記アンチヒューズ材の前記凹部の外側に存在する残の酸化物をエッチングする 工程と、 を備えるアンチヒューズ構造体アレイの製造方法。 ２４．請求項２３記載のアンチヒューズ構造体アレイの製造方法であって、前記 残余酸化物をエッチングする工程が、フッ化水素酸を含む溶液に前記残余酸化物 を接触させる工程を備えるアンチヒューズ構造体アレイの製造方法。 ２５．請求項１６記載のアンチヒューズ構造体アレイの製造方法であって、更に 、 前記アモルファスシリコンと前記酸化物スペーサの上に導電材を堆積きせる工程 と、 前記導電材にパターン成形を行うことによって、直線的に配置されている前記第 １の複数のアンチヒューズ構造体と１つのアンチヒューズ構造体を共有する第２ の複数のアンチヒューズ構造体に、前記導電材を電気的に接続させる工程と、を 備えるアンチヒューズ構造体アレイの製造方法。 アンチヒューズ構造体およびその製造方法発明の詳細な説明