JPH07321209A - 半導体記憶装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体記憶装置及びその製造方法

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JPH07321209A
JPH07321209A JP11064894A JP11064894A JPH07321209A JP H07321209 A JPH07321209 A JP H07321209A JP 11064894 A JP11064894 A JP 11064894A JP 11064894 A JP11064894 A JP 11064894A JP H07321209 A JPH07321209 A JP H07321209A
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JP
Japan
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fuse
film
conductive layer
forming
semiconductor memory
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JP11064894A
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Fumiko Inoue
富美子 井上
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NEC Kyushu Ltd
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NEC Kyushu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】冗長用ヒューズを有する半導体記憶装置のヒュ
ーズの不良発生を防止する。 【構成】シリコン基板1のヒューズ形成領域10の両側
に、第1の導電層2と絶縁膜3と第2の導電層4とを形
成する。次で全面に層間絶縁膜5を形成したのちヒュー
ズ6を形成する。次で全面にリフローが可能なBPSG
膜7を形成する。ヒューズ両側は、積層した導電層の膜
厚分だけ全体の膜厚が厚くなっている為、熱処理を行う
ことによりヒューズ上のBPSG膜が厚くなる。次でパ
ッシベーション膜8を形成したのち開口部9を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体記憶装置及びその
製造方法に関し、特に冗長回路を有する半導体記憶装置
の冗長用ヒューズ及びその形成方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体記憶装置は主にメモリマトリック
スと周辺回路から構成されており、1ビットのメモリセ
ルの多くはメモリセル面積の微小化が容易なMOSトラ
ンジスタとコンデンサとから構成されている。そして、
メモリセル等の欠陥により歩留り低下を防止する為に、
行方向及び列方向に冗長用ヒューズ(以下単にヒューズ
という)に接続された冗長回路が設けられる場合が多
い。この冗長回路を動作させる為のヒューズの切断に
は、高精度で位置合せが可能なレーザ切断方式が採用さ
れてきている。以下このヒューズの形成方法について図
3を用いて説明する。
【0003】まず図3(a)に示すように、シリコン基
板1上に熱酸化法やCVD法等により酸化膜等からなる
第1の絶縁膜11及び第2の絶縁膜12を形成したの
ち、多結晶シリコン膜、高融点金属膜等からなるヒュー
ズ6Bを形成する。
【0004】次に図3(b)に示すように、ヒューズ6
B上にリフローが可能なBPSG膜7(又はPSG膜)
を形成し加熱して表面を平坦化する。次で窒化シリコン
膜、酸化シリコン膜等からなるパッシベーション膜8を
形成する。
【0005】次に図3(c)に示すように、ヒューズ6
Bのレーザーによる切断を容易に行う為、ヒューズ上の
パッシベーション膜にフォトレジスト工程を経て、エッ
チングにより開口部9Bを形成する。この際、パッシベ
ーション膜8とBPSG膜7の選択比が小さい為に、パ
ッシベーション膜8下のBPSG膜7もエッチングさ
れ、さらなるオーバーエッチによってヒューズ6Bもエ
ッチングされる。このヒューズ6Bのエッチングは最悪
の場合、切断された状態になるので、半導体記憶装置の
製造歩留りを低下させる。
【0006】尚、ヒューズ6B上の絶縁膜の膜厚を確保
する為に、もともとの層間絶縁膜(BPSG膜)の膜厚
を厚くすると、半導体記憶装置の製造工程におけるコン
タクトホールの形成を困難にする不具合が発生する。ま
たヒューズ6B上のパッシベーション膜8をエッチング
により開口する際に、BPSG膜の膜厚を確保する為に
エッチング量を少なくすると、後に外部との接続を行う
アルミパッド上にパッシベーション膜が残り、接続不良
が発生するという不具合が生じる。
【0007】上述した問題を解決する手段として、ヒュ
ーズ上にエッチングストッパー層を設ける方法が特開昭
64−80038号公報に提案されている。以下図4を
用いて説明する。
【0008】まず図4(a)に示すように、シリコン基
板1上に多結晶シリコン膜や高融点金属膜等からなるヒ
ューズ6Cを形成した後、その上部にエッチングストッ
パ層13を設ける。このエッチングストッパー層13
は、後工程で形成されるパッシベーション膜よりも、エ
ッチング速度が遅い膜質の層間絶縁膜で形成する。ヒュ
ーズ6Cとエッチングストッパー層13は、夫々の形成
膜を積層後RIE等の異方性エッチングで重ね切りする
ことで形成する。
【0009】次に図4(b)に示すように、ヒューズ6
C及びエッチングストッパー層13の側壁にサイドウォ
ールスペーサ14を形成する。次に図4(c)に示すよ
うに、BPSG膜等からなる層間絶縁膜15A,15B
を形成して熱処理する。
【0010】次で図4(d)に示すように、パッシベー
ション膜8を形成した後、フォトレジスト工程を経てエ
ッチングによりパッシベーション膜8及び層間絶縁膜1
5A,15Bに開口部9Cを形成する。エッチングスト
ッパー層13はパッシベーション膜8よりもエッチング
速度が遅いので、開口部9Cを形成する為のエッチング
の際、ヒューズ6Cが露出する程オーバーエッチングさ
れることはなく、このエッチングストッパー層13に保
護されてヒューズの不良の発生を防ぐことができる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】この従来の半導体記憶
装置の製造方法は、ヒューズの上部にエッチングストッ
パー層を設けるので、工程を増やさずにこの製造方法を
適用できるのは、ヒューズ上部にパッシベーション膜よ
りもエッチング速度の遅い膜質の層間絶縁膜を形成する
工程が予め存在する場合に限られる。従って、このよう
な工程がない場合は新たにエッチングストッパー層を形
成する工程を追加しなければならないため、製造工程が
煩雑になると共に製造コストが高くなるという問題点が
あった。
【0012】本発明の目的は、製造工程を煩雑にするこ
となしにヒューズの不良の発生を防止することが可能な
半導体記憶装置及びその製造方法を提供することにあ
る。
【0013】
【課題を解決するための手段】第1の発明の半導体記憶
装置は、冗長用回路に接続された冗長用ヒューズをレー
ザ切断方式で切断する半導体記憶装置において、前記冗
長用ヒューズの両側に絶縁膜を介して積層された少くと
も二つの導電層を設けると共に、前記冗長用ヒューズ上
と前記導電層上に流動性を有する絶縁膜を設けたことを
特徴とするものである。二つの導電層は冗長用ヒューズ
より上層であっても下層であってもよい。そしてこの導
電層の少くとも一層はコンデンサの電極と同一層を用い
て形成するものである。
【0014】第2の発明の半導体記憶装置の製造方法
は、半導体基板上の冗長用ヒューズ形成領域の両側に下
層の導電層を設けたのちこの下層の導電層上に絶縁膜を
介して少くとも一つの上層の導電層を形成する工程と、
前記上層の導電層表面を含む全面に層間絶縁膜を設けた
のち冗長用ヒューズを形成する工程と、前記冗長用ヒュ
ーズの表面を含む全面にPSG膜またはBPSG膜を形
成する工程とを含むことを特徴とするものである。
【0015】第3の発明の半導体記憶装置の製造方法
は、半導体基板上に冗長用ヒューズを形成したのち全面
に層間絶縁膜を形成する工程と、前記冗長用ヒューズの
両側の前記層間絶縁膜上に下層の導電層を設けたのちこ
の下層の導電層上に絶縁膜を介して少くとも一つの上層
の導電層を形成する工程と、前記上層の導電層の表面を
含む全面にPSG膜またはBPSG膜を形成する工程と
を含むことを特徴とするものである。
【0016】
【実施例】次に本発明について、図面を参照して説明す
る。図1(a)〜(d)は本発明の第1の実施例を説明
するための半導体チップの断面図であり、特に本発明を
DRAMのヒューズ形成に適用した場合を示す。
【0017】まず図1(a)に示すように、シリコン基
板1上のヒューズ形成領域10の両側に、後にリフロー
が可能な酸化膜がヒューズ上にだれてきて厚くなり得る
距離をおいて、多結晶シリコン膜や高融点金属膜等をC
VD法で約300nmの厚さに形成したのち、パターニ
ングして第1の導電層2を形成する。この導電層2は、
例えばメモリセルを構成するMOSトランジスタのゲー
ト電極と同一層を用いて形成する。次に第1の導電層2
上部と側壁部を含むシリコン基板1上に熱酸化やCVD
法等により酸化膜等の絶縁膜3を厚さ200nm程設け
た後、絶縁膜3を介して第1の導電層2上にCVD法等
による厚さ300nmの多結晶シリコン膜や高融点金属
膜等からなる第2の導電層4を形成する。この第2の導
電層4は、例えばメモリセルを構成するコンデンサの下
部電極層と同一層を用いて形成する。
【0018】次に図1(b)に示すように、全面に層間
絶縁間5(酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等)をCV
D法で500〜600nmの厚さに形成したのち、その
上に厚さ200〜300nmの多結晶シリコン膜や高融
点金属膜をCVD法またはスパッタ法を用いて形成した
のちパターニングしヒューズ6を形成する。このヒュー
ズ6は、メモリセルのビットラインと同一の層で形成す
る。
【0019】次に図1(c)に示すように、さらに上層
の層間絶縁膜としてリフローが可能なBPSG(または
PSG)膜7を約500nmの厚さに形成する。この際
第1及び第2の導電層2,3の部分は、これらの導電層
の膜厚分(約600nm)だけヒューズ6部よりも全体
の膜厚が厚くなっている。次に熱処理を行うことでBP
SG膜7をリフローさせて平坦化する。この時膜厚が厚
くなっている導電層上部のBPSG膜7がヒューズ6上
にだれてきてヒューズ上のみ300nm程度BPSG膜
7が厚くなる。
【0020】次に図1(d)に示すようにパッシベーシ
ョン膜8(酸化シリコン膜、窒化シリコン膜等)をCV
D法にて900nm程形成し、後のレーザーによるヒュ
ーズ切断を容易に行う為にヒューズ6上のパッシベーシ
ョン膜8にフォトレジスト工程を経て、エッチングを行
い開口部9を形成する。
【0021】このように第1の実施例では、ヒューズ6
の両側に二つの導電層を形成しその上層のBPSG膜7
を熱処理してリフローさせ、ヒューズ上のみBPSG膜
7を厚くできるので、開口部9の形成時のエッチングが
オーバーとなっても、図3で説明した従来例のようにヒ
ューズまでがエッチングされるこはなくなる。しかもB
PSG膜7はヒューズ上以外の部分は特に厚くないた
め、コンタクトホールの形成も困難とならず、またアル
ミパッド上にパッシベーション膜が残ることもない。
【0022】上記実施例ではヒューズより下層に導電層
を設けた場合について説明したが、以下の実施例に示す
ようにヒューズより上層に導電層を形成しても同様の効
果が得られる。図2(a)〜(d)は本発明の第2の実
施例を説明するための半導体チップの断面図である。
【0023】まず、図2(a)に示すように、シリコン
基板1上に、厚さ約300nmの多結晶シリコン膜や高
融点金属膜をCVD法やスパッタ法等を用いて形成した
のち、パターニングしてヒューズ6Aを形成する。この
ヒューズ6Aは、メモリセルのMOSトランジスタのゲ
ート電極となる層と同一層で形成する。次で全面に第1
の層間絶縁膜5A(酸化シリコン膜、窒化シリコン膜
等)をCVD法等で200nm程度の厚さに設ける。
【0024】次に図2(b)に示すように、ヒューズ6
Aの両側の第1の層間絶縁膜5A上にCVD法による厚
さ300nm程の多結晶シリコン等で第1の導電層2A
を形成する。次でその上に第2の層間絶縁膜5B(酸化
シリコン膜,窒化シリコン膜等)をCVD法にて設けた
後、この第2の層間絶縁膜5Bを介して第1の導電層2
A上に厚さ150nm程の第2の導電層4Aを形成す
る。この第1の導電層2A,第2の層間絶縁膜5B及び
第2の導電層4Aは、それぞれメモリセルのコンデンサ
の下部電極層、容量絶縁膜層及び上部電極層と同一工程
にて形成する。
【0025】次に図2(c)に示すように、上層の層間
緑膜としてCVD法にてリフローが可能なBPSG(ま
たはPSG)膜7を500nm程の厚さに形成する。こ
の際、導電層上の部分はその膜厚分(約450nm)だ
け、ヒューズ6A上の部分よりも膜厚が厚くなっている
為、第1の実施例と同様に熱処理を行ってBPSG膜を
リフローすることで導電層上部のBPSG膜がヒューズ
6A上にだれてきてヒューズ上のみ200〜250nm
程BPSG膜7が厚くなる。
【0026】次に図2(d)に示すように、パッシベー
ション膜8をCVD法にて900nm程の厚さに形成
し、後のレーザーによるヒューズ切断を容易に行う為に
ヒューズ6A上のパッシベーション膜8にフォレジスト
工程を経て、エッチングを行い開口部9Aを形成する。
【0027】このように第2の実施例においても、ヒュ
ーズ6A上のBPSG膜7を他の部分より厚くできるた
め、第1の実施例と同じ効果を有する。
【0028】ヒューズ形成領域の両側に形成する導電層
は、ヒューズより上層でも下層でもよくまたどのような
膜質の導電層を用いても効果は損われない。またヒュー
ズ形成領域の両側に形成する導電層は、メモリセル製造
工程の導電層を利用することが可能であり、第1の実施
例の場合、メモリセルのMOSトランジスタのゲート電
極層及びコンデンサの下部電極層を利用したが、メモリ
セルの上部電極層及びビットラインとなる電極層を利用
しても構わない。また、第2の実施例の場合、メモリセ
ルのコンデンサの下部電極及び上部電極を利用したが、
MOSトランジスタのゲート電極層及びビットラインと
なる電極層を利用しても構わない。
【0029】このように、本発明に於いては、製造工程
における導電層を利用する為に、新たな工程を設ける必
要がないため製造工程が煩雑になることはない。
【0030】尚、ヒューズ形成領域の両側に形成する導
電層は、ダミーパターンとして用いても他の配線層とし
て用いても構わない。また上記実施例では導電層が2層
の場合について説明したが、半導体記憶装置の製造工程
で形成される導電層(ビットライン,ゲート電極,ヒュ
ーズ,コンデンサの電極等)を用いて3層または4層と
し、ヒューズ上のBPSG膜の厚さを十分な厚さとする
ことができる。
【0031】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、冗長用ヒ
ューズの両側に少くとも二つの導電層を積層し、BPS
G(又はPSG)膜を形成して熱処理することにより、
冗長用ヒューズ上のBPSG膜のみを厚くすることがで
きるので、パッシベーション膜に開口部を形成する際、
下層のヒューズが露出する程オーバーエッチングされる
ことはなくなるため、工程を増やすことなく冗長用ヒュ
ーズの不良の発生を防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を説明するための半導体
チップの断面図。
【図2】本発明の第2の実施例を説明するための半導体
チップの断面図。
【図3】従来の半導体記憶装置の製造方法を説明するた
めの半導体チップの断面図。
【図4】従来の他の半導体記憶装置の製造方法を説明す
るための半導体チップの断面図。
【符号の説明】
1 シリコン基板 2,2A 第1の導電層 3 絶縁膜 4,4A 第2の導電層 5,5A,5B,15A,15B 層間絶縁膜 6,6A,6B ヒューズ 7 BPSG膜 8 パッシベーション膜 9,9A〜9C 開口部 10 ヒューズ形成領域 11,12 絶縁膜 13 エッチングストッパー層 14 サイドウォールスペーサ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 冗長用回路に接続された冗長用ヒューズ
    をレーザ切断方式で切断する半導体記憶装置において、
    前記冗長用ヒューズの両側に絶縁膜を介して積層された
    少くとも二つの導電層を設けると共に、前記冗長用ヒュ
    ーズ上と前記導電層上に流動性を有する絶縁膜を設けた
    ことを特徴とする半導体記憶装置。
  2. 【請求項2】 二つの導電層は冗長用ヒューズより下層
    の導電層である請求項1記載の半導体記憶装置。
  3. 【請求項3】 二つの導電層は冗長用ヒューズより上層
    の導電層である請求項1記載の半導体記憶装置。
  4. 【請求項4】 少くとも一つの導電層はコンデンサの電
    極と同一層である請求項1記載の半導体記憶装置。
  5. 【請求項5】 半導体基板上の冗長用ヒューズ形成領域
    の両側に下層の導電層を設けたのちこの下層の導電層上
    に絶縁膜を介して少くとも一つの上層の導電層を形成す
    る工程と、前記上層の導電層表面を含む全面に層間絶縁
    膜を設けたのち冗長用ヒューズを形成する工程と、前記
    冗長用ヒューズの表面を含む全面にPSG膜またはBP
    SG膜を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体
    記憶装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 半導体基板上に冗長用ヒューズを形成し
    たのち全面に層間絶縁膜を形成する工程と、前記冗長用
    ヒューズの両側の前記層間絶縁膜上に下層の導電層を設
    けたのちこの下層の導電層上に絶縁膜を介して少くとも
    一つの上層の導電層を形成する工程と、前記上層の導電
    層の表面を含む全面にPSG膜またはBPSG膜を形成
    する工程とを含むことを特徴とする半導体記憶装置の製
    造方法。
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