JPS599940A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
- Publication number
- JPS599940A JPS599940A JP57117995A JP11799582A JPS599940A JP S599940 A JPS599940 A JP S599940A JP 57117995 A JP57117995 A JP 57117995A JP 11799582 A JP11799582 A JP 11799582A JP S599940 A JPS599940 A JP S599940A
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- JP
- Japan
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- film
- insulating film
- electrodes
- melted
- irradiation
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- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
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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。
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の構造に係り、特に書込み可能な読
出専用メモＩＪ （ＦＲＯＭ ）等に配設される情報書
込み用固体スイッチの構造に関する。
出専用メモＩＪ （ＦＲＯＭ ）等に配設される情報書
込み用固体スイッチの構造に関する。
（ｂ） 技術の背景
大容量の半導体メモリ特にダイナミックＲＡＭや、大型
の半導体論理集積回路に於ては、冗長性を付与すること
によってこれら半導体装置に於ける製造歩留まりの向上
が図られる。
の半導体論理集積回路に於ては、冗長性を付与すること
によってこれら半導体装置に於ける製造歩留まりの向上
が図られる。
この際、同一半導体基板上に前記半導体装置とＦＲＯＭ
が併設され、該ＦＲＯＭに情報を書込むことにより、ダ
イナミックＲＡＭに於ては不良ビットと冗長ビットの切
換えが、又大型論理集積口＼ 路に於ては所要回路の選択がなされる。
が併設され、該ＦＲＯＭに情報を書込むことにより、ダ
イナミックＲＡＭに於ては不良ビットと冗長ビットの切
換えが、又大型論理集積口＼ 路に於ては所要回路の選択がなされる。
（Ｃ） 従来技術と問題点
上記半導体装置のＦＲＯＭには従来、ヒユーズ配線を切
断することにより情報の書込みを行ういわゆるヒユーズ
ＲＯＭが一般に用いられていた。
断することにより情報の書込みを行ういわゆるヒユーズ
ＲＯＭが一般に用いられていた。
このヒユーズＲＯＭにはヒユーズ配線に過電流を流して
溶断する方式と、ヒユーズ配線をエネルギー線照射によ
り蒸発飛散させる方式とがあるが、いずれの方式にも問
題点が含まれていた。
溶断する方式と、ヒユーズ配線をエネルギー線照射によ
り蒸発飛散させる方式とがあるが、いずれの方式にも問
題点が含まれていた。
即ちヒユーズ溶断方式は、例えば第１図に示すように半
導体基板１面に形成されたフィールド酸化膜２上に配設
された例えば多結晶シリコン（Ｓｌ）からなるヒユーズ
配線３と、該ヒユーズ配線３上に形成された例えばりん
珪酸ガラス（ＰＳＧ）からなる層間絶縁膜４と、該層間
絶縁膜４に形成したコンタクト窓５ＸＴ、５ｂに於てヒ
ユーズ配線３の各端部にそれぞれ接続する例えばアルミ
ニウム（Ａｌ）から彦る金属配線５ａ、６ｂと、該ＡＮ
配線形成面上な覆う例えばＰＳＧからなる表面保護用絶
縁膜７を有し、ヒューズ配線３上部の層間１） Ｓ Ｇ
膜４及び表面保護用ＰＳＧ膜７に、ヒユーズ配線３の溶
断を確実にするため該ヒユーズ配線３の溶断部を表出す
る開孔８が形成されてなっていた。
導体基板１面に形成されたフィールド酸化膜２上に配設
された例えば多結晶シリコン（Ｓｌ）からなるヒユーズ
配線３と、該ヒユーズ配線３上に形成された例えばりん
珪酸ガラス（ＰＳＧ）からなる層間絶縁膜４と、該層間
絶縁膜４に形成したコンタクト窓５ＸＴ、５ｂに於てヒ
ユーズ配線３の各端部にそれぞれ接続する例えばアルミ
ニウム（Ａｌ）から彦る金属配線５ａ、６ｂと、該ＡＮ
配線形成面上な覆う例えばＰＳＧからなる表面保護用絶
縁膜７を有し、ヒューズ配線３上部の層間１） Ｓ Ｇ
膜４及び表面保護用ＰＳＧ膜７に、ヒユーズ配線３の溶
断を確実にするため該ヒユーズ配線３の溶断部を表出す
る開孔８が形成されてなっていた。
そのため該ヒーーズ溶断方式に於ては、前記開孔８を介
してフィールド構成るいは更に半導体基板１面に形成さ
れている機能素子（図示せず）面に汚染物質が浸入し、
半導体装置の信頼性が低下するという問題がある。
してフィールド構成るいは更に半導体基板１面に形成さ
れている機能素子（図示せず）面に汚染物質が浸入し、
半導体装置の信頼性が低下するという問題がある。
この問題を除去するには、書込みを終って半導体基板を
再びプロセス工程に戻して表面保護膜の形成を行えば良
いが、これは工程手番や処理品質の面から好ましくない
ので通常行われない。
再びプロセス工程に戻して表面保護膜の形成を行えば良
いが、これは工程手番や処理品質の面から好ましくない
ので通常行われない。
又該ヒーーズ溶断方式に於ては、ヒーーズ配線を溶断す
るのに例えば１００ （ｍＡ）程度の大きな電流が必要
なので、溶断電流駆動回路が大型化し、集積度の低下を
招くという問題もあった。
るのに例えば１００ （ｍＡ）程度の大きな電流が必要
なので、溶断電流駆動回路が大型化し、集積度の低下を
招くという問題もあった。
別のエネルギ線によってヒユーズ配線を蒸発飛散させる
方式に於ては、当初ヒユーズ配線の上部は層間ＰＳＧ膜
や表面保護用ＰＳＧ膜で覆われているが、情報書込み（
ヒーーズ配線の切断）に際して、ヒユーズ配線に例えば
数ＣＪ／ｆｆ１）程度のレーザ・ビーム等極めて強いエ
ネルギー線照射がなされるため、情報書込みによって第
２図に示すように、ヒューズ配線３上部の表面保護用Ｐ
ＳＧ膜７及び層間絶縁膜４に開孔８′が形成される。（
１は半導体基板、２はフィールド酸化膜、５ａ、５ｂけ
コンタクト窓、６ａ、６ｂはＡｌ配線）。
方式に於ては、当初ヒユーズ配線の上部は層間ＰＳＧ膜
や表面保護用ＰＳＧ膜で覆われているが、情報書込み（
ヒーーズ配線の切断）に際して、ヒユーズ配線に例えば
数ＣＪ／ｆｆ１）程度のレーザ・ビーム等極めて強いエ
ネルギー線照射がなされるため、情報書込みによって第
２図に示すように、ヒューズ配線３上部の表面保護用Ｐ
ＳＧ膜７及び層間絶縁膜４に開孔８′が形成される。（
１は半導体基板、２はフィールド酸化膜、５ａ、５ｂけ
コンタクト窓、６ａ、６ｂはＡｌ配線）。
そのため該方式に於ても前記溶断方式と同様、該開孔８
′が汚染物質の浸入路になり装置の信頼性が低下すると
いう問題があった。
′が汚染物質の浸入路になり装置の信頼性が低下すると
いう問題があった。
又該方式に於ては強力なエネルギー線によるダメージに
より、装置性能の劣化を招くという問題もあった。
より、装置性能の劣化を招くという問題もあった。
（ｄ） 発明の目的
本発明は、表面保護用絶縁膜等を損傷させかいような弱
いエネルギー線の照射によって電極間を導通させること
ができる情報書込み用の団体スイッチ構造を提供し、上
・記問題点を除去することを目的とする。
いエネルギー線の照射によって電極間を導通させること
ができる情報書込み用の団体スイッチ構造を提供し、上
・記問題点を除去することを目的とする。
（ｅ） 発明の構成
［２＋１ち本発明は半導体装置に於て、半導体基板上に
設けられたノンドープ多結晶シリコン等の絶縁膜上に、
エネルギー線照射によυ溶融細路される対の低融点金属
電極が配設されてなることを特徴とする。
設けられたノンドープ多結晶シリコン等の絶縁膜上に、
エネルギー線照射によυ溶融細路される対の低融点金属
電極が配設されてなることを特徴とする。
（ｆ） 発明の実施例
以下本発明の構造を有する固体スイッチを一実施例につ
いて、第３図に示す情報書込み前の透視上面図（イ）及
びＡ −Ａ’矢視断面図（ロ）、第４図に示す情報書込
み後の透視上面図（イ）及びＡ、−Ａ′矢視断面図（ロ
）を用いて詳細に説明する。
いて、第３図に示す情報書込み前の透視上面図（イ）及
びＡ −Ａ’矢視断面図（ロ）、第４図に示す情報書込
み後の透視上面図（イ）及びＡ、−Ａ′矢視断面図（ロ
）を用いて詳細に説明する。
本発明の構造をイ１するＦＲＯＭに配設される固体スイ
ッチは、例えば第３図（−ｒ）及び（ロ）に示すように
、シリコン（Ｓｌ）基板１１上に形成されているフィー
ルド酸化膜成るいはりん珪酸ガラス（ＰＳＧ ）膜等の
第１の絶縁膜１２上に設けられ九第２の絶縁膜例えば厚
さ０．４〜ｏ、５〔μｍ〕程度のノンドープ多結晶シリ
コン（Ｓｔ）ＩＩＩＥＩ ３ （比抵抗数１０００〔Ω
−例〕）上に、対の即ち対向する二つのアルミニウム（
Ａｌｌ）Ｋ極１４ａ及び１４ｂが載設されており、その
上部が表面保護用絶縁膜例えばカバーＰＳＧ膜１５で覆
われてなっている。
ッチは、例えば第３図（−ｒ）及び（ロ）に示すように
、シリコン（Ｓｌ）基板１１上に形成されているフィー
ルド酸化膜成るいはりん珪酸ガラス（ＰＳＧ ）膜等の
第１の絶縁膜１２上に設けられ九第２の絶縁膜例えば厚
さ０．４〜ｏ、５〔μｍ〕程度のノンドープ多結晶シリ
コン（Ｓｔ）ＩＩＩＥＩ ３ （比抵抗数１０００〔Ω
−例〕）上に、対の即ち対向する二つのアルミニウム（
Ａｌｌ）Ｋ極１４ａ及び１４ｂが載設されており、その
上部が表面保護用絶縁膜例えばカバーＰＳＧ膜１５で覆
われてなっている。
ここで前記多結晶Ｓｉ膜１３は、例えば中央部６（μｍ
）程度の長さく１１）ノ領域が幅（Ｗｌ）１４〔μｍ）
程度で、両端部が８〔μｍ〕程度幅（ｗ２）を有する全
長（ｌｚ）１５［μｍ〕程度の十字型に形成される。こ
のように十字型に形成するのは、該多結晶Ｓ１膜１３に
レーザ・ビーム等のエネルギー線を照射した際、中央部
が最も高い温度分布を形成させるためである。
）程度の長さく１１）ノ領域が幅（Ｗｌ）１４〔μｍ）
程度で、両端部が８〔μｍ〕程度幅（ｗ２）を有する全
長（ｌｚ）１５［μｍ〕程度の十字型に形成される。こ
のように十字型に形成するのは、該多結晶Ｓ１膜１３に
レーザ・ビーム等のエネルギー線を照射した際、中央部
が最も高い温度分布を形成させるためである。
なお多結晶Ｓ１膜１３の形状は十字型に限らないが、前
記温ルー分布を形成させることがＡノミ極１４ａ、 １
４ｂ ｆｒＪ）の溶融細路を確実に行わせるうえに有効
である。
記温ルー分布を形成させることがＡノミ極１４ａ、 １
４ｂ ｆｒＪ）の溶融細路を確実に行わせるうえに有効
である。
又該多結晶Ｓ１膜１３上に載設される対のＡ、ｌ電極１
４ａ、１４ｂは、通常のＡｌ配線と同様１〔μ＋１１）
程度の厚さを有し、例えば先端部間の距離（ｄ） ３
［／ｉｍ：３程度ヲ隔てて、２〜３〔μｍ〕程度の狭い
幅（Ｗ３）’ｆｆｉ有する被溶融部１５ａ、１６ｂが対
向せしめられる。そして該ｋｌｊ ％＄ｌＬ１４ ａ
、 １４ｂの被溶融部１６ａ、１６ｔ）の長さく１３）
Ｆｉ、例えば４〔用η〕程度に形成され、その基部１７
ａ、１７ｂは熱伝４を良くシフ、月つ多結晶Ｓ１豚１３
をエネルギー線から遮蔽する例えば１０〔μ口１〕程度
の幅（Ｗ４）に形成され、エネルギー線照射により基部
温度が大きく上昇するのが防がれる。なお該電極１４ａ
、１４ｂの配線接続部の幅（Ｗ５）は通常の配線幅２〜
３〔μｒｎ］に形成される。
４ａ、１４ｂは、通常のＡｌ配線と同様１〔μ＋１１）
程度の厚さを有し、例えば先端部間の距離（ｄ） ３
［／ｉｍ：３程度ヲ隔てて、２〜３〔μｍ〕程度の狭い
幅（Ｗ３）’ｆｆｉ有する被溶融部１５ａ、１６ｂが対
向せしめられる。そして該ｋｌｊ ％＄ｌＬ１４ ａ
、 １４ｂの被溶融部１６ａ、１６ｔ）の長さく１３）
Ｆｉ、例えば４〔用η〕程度に形成され、その基部１７
ａ、１７ｂは熱伝４を良くシフ、月つ多結晶Ｓ１豚１３
をエネルギー線から遮蔽する例えば１０〔μ口１〕程度
の幅（Ｗ４）に形成され、エネルギー線照射により基部
温度が大きく上昇するのが防がれる。なお該電極１４ａ
、１４ｂの配線接続部の幅（Ｗ５）は通常の配線幅２〜
３〔μｒｎ］に形成される。
上記ＦＲＯＭに情報を書込むに際Ｌ２ては、該ｐＲＯＭ
が配設された被処理基板を例えば３００〔°Ｃ〕程度に
昇温しておき、第３図（ロ）ＶＣ示すようＶｒ：、該基
板上のカバーＰＳＧ膜１５を貫いて、前記ノンドープ多
結晶Ｓ１膜１３面に、選択的に、例えば１０ （Ｗ）程
度の出力全有し、３０［μｍｍ角根程度スポット寸法を
有するアルゴン（Ａｒ）レーザ光を肌射する。
が配設された被処理基板を例えば３００〔°Ｃ〕程度に
昇温しておき、第３図（ロ）ＶＣ示すようＶｒ：、該基
板上のカバーＰＳＧ膜１５を貫いて、前記ノンドープ多
結晶Ｓ１膜１３面に、選択的に、例えば１０ （Ｗ）程
度の出力全有し、３０［μｍｍ角根程度スポット寸法を
有するアルゴン（Ａｒ）レーザ光を肌射する。
該レーザ照射に際し、前記多結晶Ｓ１膜１３はレーザ吸
収体となって発熱し最高温の中央部で７００〜８００
Ｃ’Ｇ ）程度に昇温し、該多結晶Ｓ１膜１３上に配設
されているＡｌ電極の被溶融部１６ａ、１６ｂは第４図
（イ）及び（ロ）に示すように溶融細路される。
収体となって発熱し最高温の中央部で７００〜８００
Ｃ’Ｇ ）程度に昇温し、該多結晶Ｓ１膜１３上に配設
されているＡｌ電極の被溶融部１６ａ、１６ｂは第４図
（イ）及び（ロ）に示すように溶融細路される。
溶融部１６ａ、１６ｂが溶融し、該溶融Ａｌは多結晶Ｓ
１膜１３に形成されている前述した温度勾配により中央
部の高温領域に向って延びて行き、図に示すように中央
部が拡がったＡｌ−８１合金層１８となって細路し、前
記被溶融部１６ａ及び１６ｂを介して、ＡＪ電極１４ａ
と１４ｂを導通させる。
１膜１３に形成されている前述した温度勾配により中央
部の高温領域に向って延びて行き、図に示すように中央
部が拡がったＡｌ−８１合金層１８となって細路し、前
記被溶融部１６ａ及び１６ｂを介して、ＡＪ電極１４ａ
と１４ｂを導通させる。
なお核構造に於ける情報書込みは、上記のように比［的
低出力のガス・レーザ・ビームによってなされるので、
該情報書込みに際して固体スイッチ上部のカバーＰＳＧ
ｌｌｉ３１５が損傷を受けることはない。
低出力のガス・レーザ・ビームによってなされるので、
該情報書込みに際して固体スイッチ上部のカバーＰＳＧ
ｌｌｉ３１５が損傷を受けることはない。
上記実施例に於ては対向するＡｌ電極をノンドープ多結
晶Ｓ１からなる絶縁膜上に配設して固体スイッチを形成
したが、該固体スイッチは対向電極を二酸化シリコン、
窒化シリコン成るいはＰＳＧ等からなる絶縁膜上に直か
に配設して形成することもできる。しかしこの場合、溶
融したＡ７の流れに方向性が付与できないので、対向す
るＡ／電極の間隔を可能な限υ小さくする配慮が必要で
ある。又レーザの吸収効率の悪いＡＩ電極自体がレーザ
を吸収して昇温しなければならないので、レーザ強度も
強める必要がある。
晶Ｓ１からなる絶縁膜上に配設して固体スイッチを形成
したが、該固体スイッチは対向電極を二酸化シリコン、
窒化シリコン成るいはＰＳＧ等からなる絶縁膜上に直か
に配設して形成することもできる。しかしこの場合、溶
融したＡ７の流れに方向性が付与できないので、対向す
るＡ／電極の間隔を可能な限υ小さくする配慮が必要で
ある。又レーザの吸収効率の悪いＡＩ電極自体がレーザ
を吸収して昇温しなければならないので、レーザ強度も
強める必要がある。
父上記実施例に於ては対向電極の材料としてＡＩを用い
たが、該対向電極材料として、アルミニウム・シリコン
合金、アルミニウム鋼合金、金及び金合金、鉛等の低融
点金属を使用することもできる。
たが、該対向電極材料として、アルミニウム・シリコン
合金、アルミニウム鋼合金、金及び金合金、鉛等の低融
点金属を使用することもできる。
更に又、該ＦＲＯＭに情報を書込む際のエネルギー線と
して、上記Ａｒ以外のガス・レーザ。
して、上記Ａｒ以外のガス・レーザ。
ＹＡＧ等の固体レーザ成るいは電子線を用いても良い。
（ｇ） 発明の詳細
な説明したように本発明のスイッチ構造を有するＦＲＯ
Ｍに於ては、レーザ等のエネルギー線を用いて情報を書
込むことができるので、情報書込みのための周辺回路を
設ける必要がかい。従って本発明によれば、冗長性を付
与するためのＦＲＯＭを内蔵するダイナミックＲＡＭや
大型論理集積回路の集積度を向上させることができる。
Ｍに於ては、レーザ等のエネルギー線を用いて情報を書
込むことができるので、情報書込みのための周辺回路を
設ける必要がかい。従って本発明によれば、冗長性を付
与するためのＦＲＯＭを内蔵するダイナミックＲＡＭや
大型論理集積回路の集積度を向上させることができる。
又低パワーのエネルギ線で情報が確実に書込まれるので
、情報書込みに際して表面保護絶縁膜が損傷を受けるこ
とがない。従って前記ダイナミックＲＡＭや大型論理集
積回路等の外部汚染は防止され、その信頼性が向上する
。
、情報書込みに際して表面保護絶縁膜が損傷を受けるこ
とがない。従って前記ダイナミックＲＡＭや大型論理集
積回路等の外部汚染は防止され、その信頼性が向上する
。
なお本発明は、単体で用いる通常のＦ ＲＯＭに対して
も勿論有効である。
も勿論有効である。
第１図は従来のＦＲＯＭ に於ける電流溶断型ヒユーズ
の断面図、第２図は従来のＦＲＯＭに於けるエネルギー
線切断型ヒユーズの断面図、第３図は本発明のＦＲＯＭ
に配設する固体スイッチの一実施例に於ける透視平面図
（イ）及びＡ −Ａ’矢視断面図（ロ）で、第４図は前
記固体スイッチに於ける情報書込み後の透視上面図（イ
）及びＡ−Ａ’矢視断面図（ロ）である。 図に於て、１１はシリコン基板、１２はフィールド酸化
膜酸るいはりん珪酸ガラス膜等からなる第１の絶縁膜、
１３けノンドープ多結晶シリコン膜、１４ａ及び１４ｂ
は対向するアルミニウム電極、１５はカバーりん珪酸ガ
ラス膜、１６ａ、１６ｂは被溶融部、１７ａ、１７ｂは
基部、１８はアルミニウム・シリコン合金層を示す。 筆 プ 図
の断面図、第２図は従来のＦＲＯＭに於けるエネルギー
線切断型ヒユーズの断面図、第３図は本発明のＦＲＯＭ
に配設する固体スイッチの一実施例に於ける透視平面図
（イ）及びＡ −Ａ’矢視断面図（ロ）で、第４図は前
記固体スイッチに於ける情報書込み後の透視上面図（イ
）及びＡ−Ａ’矢視断面図（ロ）である。 図に於て、１１はシリコン基板、１２はフィールド酸化
膜酸るいはりん珪酸ガラス膜等からなる第１の絶縁膜、
１３けノンドープ多結晶シリコン膜、１４ａ及び１４ｂ
は対向するアルミニウム電極、１５はカバーりん珪酸ガ
ラス膜、１６ａ、１６ｂは被溶融部、１７ａ、１７ｂは
基部、１８はアルミニウム・シリコン合金層を示す。 筆 プ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、半導体基板上に設けられた絶縁膜上に、エネルギー
線照射により溶融結絡される対の低融点金属電極が配設
されてなることを特徴とする半導体装置。 ２ 上記絶縁膜が、ノンドープ多結晶シリコンからなる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57117995A JPS599940A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57117995A JPS599940A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS599940A true JPS599940A (ja) | 1984-01-19 |
| JPH0373138B2 JPH0373138B2 (ja) | 1991-11-20 |
Family
ID=14725424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57117995A Granted JPS599940A (ja) | 1982-07-07 | 1982-07-07 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS599940A (ja) |
-
1982
- 1982-07-07 JP JP57117995A patent/JPS599940A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0373138B2 (ja) | 1991-11-20 |
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