JPS5913368A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS5913368A
JPS5913368A JP57123609A JP12360982A JPS5913368A JP S5913368 A JPS5913368 A JP S5913368A JP 57123609 A JP57123609 A JP 57123609A JP 12360982 A JP12360982 A JP 12360982A JP S5913368 A JPS5913368 A JP S5913368A
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JP
Japan
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hole
polycrystalline silicon
layer
silicon layer
ring
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Pending
Application number
JP57123609A
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English (en)
Inventor
Nobuo Sasaki
伸夫 佐々木
Takashi Iwai
崇 岩井
Seiichiro Kawamura
河村 誠一郎
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5913368A publication Critical patent/JPS5913368A/ja
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    • 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
    • H01L23/5256Arrangements 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 fuses, i.e. connections having their state changed from conductive to non-conductive
    • H01L23/5258Arrangements 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 fuses, i.e. connections having their state changed from conductive to non-conductive the change of state resulting from the use of an external beam, e.g. laser beam or ion beam
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    • 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

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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】 (a) 発明の技術分野 本発明は半導体装置に関し、特に半導体記憶装置f等に
用いられるヒユーズ型切換疾子の改良に関する。
0))技術の背景 各種半導体装置の中には、使用者自身が必要とする情報
を書き込むことのできるFROM (Program8
5□。Rtg’EL瞳Ivbmory) (7)ごお6
、半、オ装置、よ設けられたメモリセル・マトリックス
内のワード線とビット線との交点にまたがって挿入され
た多結晶シリコン、アルミニウム、ニクロム等よりなる
可溶体を溶断する構成等により、回路中の2点間を開放
せしめて記憶動作を行なわしめるヒユーズ型の切換素子
を具備したものがある。すなわちかかる切換素子は、上
記FROMの場合は記憶(メモリ)セルの構成要素とし
て用いられる。
一方これ以外に、例えば必要な情報を書き換え可能に蓄
え、必要な時期にそれを読み出すことのできるRAM 
(Random Access Mamor)’)の素
子製造時においては、メモリ七lしをマトリックス構成
に必要なビット数以上に冗長して設けておき、正規のメ
モリセルの試験の際不良のメモリセルがあった時には、
該不良のメモリセルの含まれるラインの機能を末消し、
代りに冗長メモリセルのラインを接続する場合にも用い
られる。
このような切換素子は、前者のFROMの場合にはメモ
リセルの構成要素として、また後者のRAM等における
不良部分の切換えの場合は、半導体装置がますます大規
模化する状況下では製造歩留を向上させ半導体装置の価
格を引き下げる手段として、いずれも重要なものである
0、 (c)  従来技術と問題点 従来のヒユーズ型切換素子は第1図の断面図に示すよう
に半導体基板1表面−ヒに被着せる二酸化シリコン(S
i02)膜2上に形成された多結晶シリコン層3をアル
ミニウム(At>よりなる電極4゜4′間に電圧を印加
し、可溶体の多結晶層3に電流を流すことにより可溶体
3自身の抵抗により発生するンユール熱により可溶体3
を昇温溶融させて第2図の断面図に示すように可溶体3
を溶断ずちところが可溶体3は必ずしも図示のごとく確
実に分離溶断されるとは限らず、溶融片(図示しない)
が残存したり、溶断に要する電流が一定しないという゛
問題がある。又一般的には可溶体3を燐硅酸ガラス(P
SG)又は二酸化シリコン(SiOl)の被膜(図示し
ない)で覆っている場合には切断された部分では複雑な
反応がおこるため顕微鏡検査では溶断の確認がしにくい
。電気的な可溶体3溶断に代えて、大出力レーザをヒユ
ーズに照射して溶断することも司能である。しかしなが
ら、この場合には可溶体3上の被膜も同時に溶解蒸発し
てしまうために生じた穴をPSG又は5i02で埋める
必要があり工程が増加する。上記問題点を改善するため
Kその他に第3図(a)・tbJの断面図及び平面図に
示すようなヒユーズ型切換素子が提案されている。即ち
半導体基板ll上の二酸化シリコン層12には2つの凹
所121・122が設けられておりその全表面上に化学
気相成長法によって多結晶(場合洗よっては非晶質)シ
リコン層13が形成され、ホトエツチングによって所定
形成にパターンニングされている。そして凹所121お
よび122を結ぶ多結晶シリコン層部分131が必要に
応じてレーザ照射はよって溶断されることになる。この
多結晶シリコン層13の上に燐硅酸ガラス(PSG)層
14が保護膜および絶縁膜として形成されており、この
PSG層14にはコノタクトホールが開かれていてアル
ミニウムなどのような導体層15が多結晶層ンリコン層
13と電気的に接続されている。上述した構造のヒユー
ズ部において、溶断される多結晶シ酔ノコン層Bの凹所
121.122間部分131を中心として凹所121、
122にも当るようにレーザ光16を選択的に照射すれ
ば二酸化シリコン層12上の溶融シリコン(部分131
)が凹所121.122へ流れ第4図の断面図に2示す
ように空洞17が生じる。このように凹所121゜12
2間を結ぶ多結晶シリコン層部分131が図示のように
凹所へ流れてその場所からなくなるので多結晶シリコン
層13は凹所121.122間で溶断されたことになる
。これは多結晶シリコン層131カニ酸化シリコン層の
段差、即ち厚いSt o2層123と薄(・Si 02
層124との段差による流れ込みと同時にSt 02層
123と5i02層124の熱伝導の差によつ【溶融シ
リコンが初めに凹所121.122の部分より凝固し前
二のようにすれば可溶体3を溶断した後、絶縁膜を埋め
る工程を加える必要はない。しかしながら第3図(b)
に示すごとく凹所囚、122のedge部125と多結
晶シリコン層口の周囲部分の厚(・Si o7層123
とが多結晶シリコン層13によって完全に被覆されてい
ないためレーザ光照射によってその部分の直下の半導体
基板の温度が高くなり、厚い5in2膜123と薄いS
i 02膜124との熱伝導による温度差が完全でなく
確実に分離溶断されるとは限らないという問題があり、
これは致命的な問題である。
(d)  発明の目的 本発明の目的は上記問題点を解消して切断が確実且つ容
易なヒユーズ型切換素子の構造を提供することKある。
(e)  発明の構成 本発明の特徴は、選択的に形成された導電層頭領を有す
る半導体基板上の絶縁層に、前記導電層領域に通ずる貫
通孔と、該貫通孔の周囲に少なくとも1個の該貫通孔を
囲む溝とが配設され、9+J記貫通孔及び溝を含む上面
に形成された非単結晶半導体を可溶体とするヒユーズ型
切換素子を具備することにある。
(f)  発明の実施例 以下本発明を実施例により具体的に説明する。
第5図(a) (b)は夫々本発明の要部であるヒユー
ズ型切換素子の一実施例を示す要部断面図及び平面図、
第6図は切断されたヒユーズ型切換素子の要部断面図で
ある。
図において燐などのドーピング剤により選択的に形成さ
れたマ導電層領域21を有する半導体基板22上の絶縁
層たとえば二酸化シリコン(SiO2)層n(厚さ・約
0.6μm)Kは導電層領域21に通ずる貫通孔あ及び
貫通孔24の周囲K例えばリング状の溝5(深さ;約0
.5μ)が設けられており、その全表面上に化学的気相
成長法によって例えば多結晶(場合によっては非晶質)
シリコンM26(厚さ:約0.4.m)が形成され前記
貫通孔24及びリング状溝25が完全に被覆された状態
にホトエツチング法によってパターンニングされている
。そして貫通孔24とリング状#25との間の多結晶シ
リコンJfj 261が必要に応じてレーザ照射によっ
て溶断されることにな4この多結晶シリコン層26の上
に燐硅酸ガラス(PSG)層27が保護膜および絶縁膜
として形成されており、このPSG層27にはコンタク
トホールが開けられていて、配線である導体層282例
えばアルミニウム層を蒸着法で形成された導市層詔が多
結晶シリコン層26に電気的に接続されている。そして
第5図(b)に示すように導電層28は所定パターンに
ホトエツチングされ一端千Bが形成される。
又一方の端子Aは選択的に形成された導電層210所定
位置(図示していない)Kコンタクトホールを通じて導
電層28と電気的に接続されている。上述した構造のヒ
ユーズ部において貫通孔24を中心にリング状溝25を
完全に被覆した多結晶層2f3K、連続発振(CW)ア
ルゴンレーザ29の約10w出力照射を行えば貫通孔2
4.リング状溝25内の多結晶シリコン層26.及び貫
通孔24とリング状#!25の間の多結晶シリコン層2
61が溶融される。溶融シリコンはレーザ照射が終了す
ると第6図に示すように半導体基板21の底部、即ち貫
通孔24の多結晶シリコン層262がまず凝固し、引続
いてSI OJ 231の薄い(約0.1μm)リング
状溝25部の多結晶シリコン層263が凝固し、厚いS
t O,膜(約0.6μm)上の溶融状態の多結晶シリ
コン層261(第5図(a))が表面張力によって両側
に引き寄せられ、空洞30が生じ、多結晶シリコン層2
6は貫通孔24とリング状溝25との間で溶断されるこ
とになる。即ち貫通孔冴及びリング状溝25を配設する
ことによりSiO2層23に段差を設け、且つ該段差の
edge部が多結晶層シリコン層26によって完全に被
覆される構造にすることにより、レーザ照射による溶融
多結晶シリコンの凝固時における厚いSiO2と薄いS
in、、層との熱伝導度差によって温度差を生じ、表面
張力によって溶融多結晶シリコンが凝固多結晶シリコン
部へ吸い寄せられて確実に分離溶断される。尚端子A。
B2間に電流を流すことKよって溶断してもなんら支障
をあたえない。
(2))発明の詳細 な説明した如く、本発明のヒユーズ型切換素子を゛具備
してなる半導体装置においては、メモリセル・マトリッ
クス内にたとえ不良ビットが存在しても、予め設けられ
た冗長ラインと容易且つ確実KIN換し得るので全く正
常なRAM等半導体装置とすることができ、製造歩留の
向上及び製造原価の低減に寄与する屑入である。又MO
S型の代りにバイポーラ型であっても、RAMK代つて
ROMであっても、更には記憶素子でなく論理素子であ
っても良い。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第4図は従来のヒユーズ型切換素子の説明
に供する要部Ffr面図及び平面図、第5図ないし第6
図は本発明の要部である切換素子の一実施例を示す要部
断面図及び平面図である。 図において、21はN′導電層領域、22は半導体基板
、23は絶縁層、24は貫通孔、25は環状の溝、26
は多結晶シリコン層を示す。 第1図 第2図 第3図 (Ql 第4図 (b)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 選択的に形成された導電層領域を有する半導体基板上の
    絶縁層に、前記導電層領域に通ずる貫通孔と、該貫通孔
    の周囲に少なくとも1個の該貫通孔を囲む溝とが配設さ
    れ、前記貫通孔及び溝を含む上面に形成された非単結晶
    半導体を可溶体とするヒユーズ型切換素子を具備してな
    ることを特徴とする半導体装置。
JP57123609A 1982-07-14 1982-07-14 半導体装置 Pending JPS5913368A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57123609A JPS5913368A (ja) 1982-07-14 1982-07-14 半導体装置

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JP57123609A JPS5913368A (ja) 1982-07-14 1982-07-14 半導体装置

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JPS5913368A true JPS5913368A (ja) 1984-01-24

Family

ID=14864836

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JP57123609A Pending JPS5913368A (ja) 1982-07-14 1982-07-14 半導体装置

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JP (1) JPS5913368A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0307671A2 (en) * 1987-09-19 1989-03-22 Texas Instruments Deutschland Gmbh Method of making an electrically programmable integrated circuit with meltable contact bridges

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0307671A2 (en) * 1987-09-19 1989-03-22 Texas Instruments Deutschland Gmbh Method of making an electrically programmable integrated circuit with meltable contact bridges

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