JPS6098664A - 半導体記憶装置 - Google Patents

半導体記憶装置

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JPS6098664A
JPS6098664A JP58206957A JP20695783A JPS6098664A JP S6098664 A JPS6098664 A JP S6098664A JP 58206957 A JP58206957 A JP 58206957A JP 20695783 A JP20695783 A JP 20695783A JP S6098664 A JPS6098664 A JP S6098664A
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JP
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fuse
groove
diffusion layer
semiconductor memory
memory device
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JP58206957A
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Masahiro Tomisato
富里 昌弘
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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】 〔発明の技術分野〕 この発明は、例えは絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
(以下、MO8Tと称する)を基本素子とする半導体メ
モリで、特に不良ピントを予備のスペアピント〜と置換
する所謂冗長機能伺きメモリにおいて、冗長回路で16
.換されるデコーダおよび冗長回路からナトリウム等の
不純物がシリコン基板表面の5i02中に入り込み、前
記半導体メモリに誤動作をおよぼすことを防止するよう
にした半導体記憶装置に関するものである。
〔従来技術〕
従来、この4mの装置として第1図に示すものがあった
。この図において、1はマトリックス状に配置されたメ
モリセル7レイ、2はアドレス人カイ3号AO−k、、
1−ICm≧1)を受けて21T1本の行選択信号を得
る行デコーダ、3はA、r、−Anを受けて2N本(n
−m=Nとするンの列選択信号を得る列デコーダを示し
ている。なお、メモリ素子の(賎能として必要な他の信
号については、この発明の本節には関係しないので説明
を省いている。
このように配置されたメモリにおいて、メモリセルアレ
イ1内で製造上の欠陥により、例えはlピント、1行あ
るいは1列の不良ビットが存在して製造歩留りを低下さ
せることはよく知られている。冗長機能付きメモリは、
第1図に示した予備の行4と予備の行デコーダ5.およ
び予備の列6と予備の列デコーダIを配置したもので、
不良のビットがメモリのウェハテスト時に検出されたら
、その選択された行または列を不活性にし、前記選択信
号で活性化する行デコーダ2とそれに接続された予備の
行41列デコーダ3とそれに接続された予備の列6に置
換し、不良をなくすものである。
この不良ピントを不活性にする方法および、各予備の行
および列デコーダ5.1を活性化する方法として、内蔵
したヒユーズを電気的にあるいはレーザ光で切断するこ
とが知られている。上記ヒユーズを電気的あるいはレー
ザ光により切断する場合、上記ヒユーズ下のSjO,膜
がダメージを受げ、上記5in2膜中に入り込んだナト
リウムのような可動イオンが、メモリの回路動作に悪影
響をおよは丁可能性がある◇ このような可動イオンの影響を避けるため、従来、第2
図、第3図に示すようなガードリング構造ですべてのヒ
ユーズを覆っていた。
第2図は半導体記憶装置の平面図であり、第3図は第2
図のtn−nt線による断面図である。第2図、第3図
において、8は多結晶シリコンで作られたヒユーズ、9
は正の電圧を発生する電圧源に接続されたN 不純物拡
散層、10は前記ヒユーズ8とデコーダ部のトランジス
タを結ぶアルミニウム配線、11は負の電圧を発生する
電圧源に接続された多結晶シリコン、12はP形シリコ
ン基板(以下単に基板という)、13は870.膜であ
り、14は前記アルミニウム配線10と多結晶シリコン
からなるヒユーズ8のコンタクトを示す。
次に動作について説明する。ヒユーズ8を電気的あるい
はレーザ光により切断した候、切断した上記ヒユーズ8
からヒユーズ8下のSiO2膜13中に日工動イオンが
入り込み、前記μS動イオンは5i02膜13.基板1
2の5i02 Si界面を拡散する。従来、前記可動イ
オンにより半導体メモ0すが誤動作を起こさないように
N+不純物拡散層9には正の電圧を、多結晶シリコン1
1および基板12には負の電圧を各々与え、負に帯電し
た口f動イオンは前記N 不純物拡散層9で捕獲し、N
+不純物拡散層9近くまで移動しN 不純物拡散層9に
加えられた正の電圧に反発し、基&12中忙入り込んだ
正に帯電した可動イオンは、基板12に加えられた負の
電圧で吸収し、N+不純物拡散層9かうなるU字型領域
の外側までSi −8iOz界面を移動した正に帯電し
た可動イオンは多結晶シリコン11で捕獲する方法を用
いていた。
従来の半導体記憶装置は上記のように構成されているが
、一方、半導体記憶装置の集積度は年々向上しており、
前記半導体記憶装置の前記可動イオンによる誤動作を低
減するため、前記可動イオンに対し、より完全なガード
リングを作る必要があったが、半導体記憶装置の集積度
向上の意味から、前記ガードリングの前記可動イオンに
対する実効長および面積を増やすことはできず、切断後
のヒユーズ8から前記ヒユーズ8下の5iOz中に侵入
する可動イオンに対する従来構造のガードリンクでは前
記口」動イオンにより半導体記憶装置が誤動作を起こす
恐れがあった。
〔発明の概要〕
この発明は、上記の欠点を除去するためKなされたもの
で、基板表面に垂直で非導電性物質で埋められた溝(グ
ループ)の周辺KN+不純物拡散層を拡散したガードリ
ングと、このガードリングを囲むように基板表面に垂直
な溝(グループ)K形成された多結晶シリコンと酸化膜
の二層構造からなるガードリングの二重にガードリング
を!ii成し、2次元的には従来構造のガードリングと
面積が同じでもグループ構造によりIjJ動イオンを捕
獲する距離および面積が実効的に大きなガードリングと
し、前記口」動イオンをより完全に吸収し、半導体記憶
装置の誤動作を低減する装置を提供することを目的とす
るものである。
〔発明の実施例〕
以下、この発明の一実施例を図面について説明する。
第4図はこの発明の一実施例を示すガードリングを備え
た冗長回路または冗長回路で置換される回路の半導体記
憶装置のヒユーズ部分の平面図を示し、第5図は第4図
のV−■線による断面図を示す。なお、第4図、第5図
において、第2図。
第3図と同一または相当部分は同じ符号で示されている
。第4図、第5図において、15は前記基板120表面
に垂直な第1の溝(以下第1のUグループという)で、
非導電性物質である5in216が埋め込まれる。9は
前記基板12の第1のUグループ15に相当する部分を
エツチング除去した後、第1のUグルー715を拡散し
たN 不純物拡散層である。1Tは前記基板12の表面
に垂直な第2の溝(以下あ2のUグループという)で、
この第2のUグループ11内には多結晶シリコン11お
よび非導電性物質である5i02膜18が堆積される。
切断後のヒユーズ8からヒユーズ8下のSiO□膜13
中へ入り込みSi −SiO2界面を移動する可動イオ
ンに対し、N 不純物拡散層9および第1のUグループ
15の5i0216で第1のガードリングが形成され、
第2のUグループ1フの多結晶シリコン11と5iOz
膜1Bで第2のガードリングが形成され、すべてのヒユ
ーズ8は前記二重のガードリングで覆われている。ここ
で、多結晶シリコン11および基板12は負の電圧を発
生する電源に接続され、N+不純物拡散層9は正の電圧
を発生する電源へ接続されている。
次に、この発明において、冗長回路あるいは冗長回路で
置換される回路の電気的あるいはレーザ光により切lO
[されたヒユーズ8から、ヒユーズ8の切断時にダメー
ジを受けたヒユーズ8下の5iOz膜13中に、正また
は負に帯電した口■動イオンが侵入し、Si SiO2
界而を前記可動イオンが移動する場合の前記口」動イオ
ンに対するこの発明のガードリングの作用圧ついて説明
する。
N+不純物拡散層9には正の電圧が、多結晶シリコン1
1および基板12には負の電圧が与えられている。ナト
リウムイオンのよ5な正に帯電した可動イオンが、レー
ザ光あるいは電気的に切W[されたポリシリコンからな
るヒユーズ8から、ヒユーズ8の切断時にダメージを受
けたヒユーズ8下の5in2膜13中に入り込み、5i
−SiO2界面を拡散する場合、N+不純物拡散層9に
加えられた正の電圧に反発し、N+不純物拡散)f19
近傍から基板12中へ入り込んだ前記正に帯電した可動
イオンは基板12に加えられた負の電圧で吸収される。
また、N 不純物拡散層9よりなる第1のガードリング
の外側まで5i−SiO2界面を拡散する正に帯電した
可動イオンは、Uグループ構造により前記正に帯電した
同動イオンを捕獲する距離および面積が実効的に大きな
多結晶シリコン11で捕獲する。一方、負に帯電した″
可動イオンが5i−SiO2界面を移動する場合も、前
記負に帯電した可動イオンを捕獲する距離および面積の
大きなN+不純物拡散領域9で前記負に帯電した可動イ
オンを捕獲する。
第4図、第5図の実施例においては、ヒユーズ8の周囲
に、まずSin、 16およびN 不純物拡散層9より
なる第1のガードリングを配置し、前記第1のガードリ
ングの外側に多結晶シリコン11および5i02膜18
よりなるM2のガードリングを配置し、N 不純物拡散
層9に正の電圧を加え、多結晶シリコン11および基板
12へ負の電圧を加えている。しかし、多結晶シリコン
からなるヒユーズ8の周囲に、まず第2のUグループ1
1の多結晶シリコン11および5i02膜18よりなる
ガードリングを配置し、このガードリングの外側に第1
のUグループ15の5in216およびN+不純物拡散
ノー9よりなるガードリングを配置し、N+不純物拡散
層9に正の電圧を加え、前記多結晶シリコン11に、負
の電圧を加え、基板12に正の電圧を加えても、上記相
対的に位置が入れ換わったガードリングの各々が切断さ
れた多結晶シリコンからなるヒユーズ8からヒユーズ8
の切断時にダメージを受けた5102膜13中に入り込
み、5i−8i02界面を移動する正または負に帯電し
たμ1動イオンを捕獲することは明白である。
なお、第4図、第5図において、多結晶シリコン11よ
りなる第2のUグループ11の外側の絶縁物、および第
1のUグループ15を埋める絶縁物として、いずれも5
i02を用いているが、5iftのかわりにS is 
N4 、Tax Os 等の絶縁物を用いても前記絶縁
物と多結晶シリコン11よりなる第2のUグループおよ
びN+不純物拡散層9と前記絶縁物よりなる第1のUグ
ループが、前記正または負に帯電した可動イオンのガー
ドリングとして働くことは明らかである。
また、上記実施例ではP形のシリコン基板12を用いた
が、N形のシリコン基板を用いた場合、第4図2m5図
のN+不純物拡散層9のかわりにP+不純物拡散層を用
い、前記P+不純物拡散1fAに負の電圧を加え、多結
晶シリコン11に正の電圧を加え、N形のシリコン基板
に正の電圧を加えれは、前記絶縁物と多結晶シリコン1
1よりなる第2のUグループ17およびP 不純物拡散
層と前記絶縁物よりなる第1のUグループ15が、前記
正または負に帯電したロエ動イオンのガードリングとし
て働くことは明らかである。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように1この発明は、冗長回路およ
び冗長回路と置換される回路の多結晶シリコンからなる
ヒユーズを取り囲むように、Uグループ構造の第1.第
2のガードリングを2重給造に形成したので、ヒユーズ
の切断時にヒユーズ下の絶縁膜に入り込んだ1動イオン
を的確に捕獲することができ、誤動作を低減した半導体
記憶装置が得られる利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の基となる冗長機能付きメモリのブロ
ック図、第2図は冗長回路および冗長回路で置換される
回路の待にポリシリコンからなるヒユーズおよび切断後
のしユーズからヒユーズ下のSin、へ混入する可動イ
オンを捕獲する従来のガードリング部分の平面図、第3
図は第2図の■−■断面図、第4図、第5図はこの発明
の一実施例を示すもので、冗長回路および冗長回路で置
換される回路の特にポリシリコンからなるヒユーズおよ
び切断後のヒユーズからヒユーズ下の5in2へ混入す
るロエ動イオンを捕獲するガードリング部分の平面図、
およびv−■断面図である。 図中、8はヒユーズ、9はN 不純物拡散層、10はア
ルミニウム配線、11は多結晶シリコン、12はP形シ
リコン基板、13は5i02膜、14はフンタクト、1
5は第1のUグループ、16は5jOz、17は第2の
Uグループ、18は5i02膜である。 代理人 大岩増雄 (ほか2名) 第1図 Ao Am−+ 第 2 図 第3図 3、補正をする者 事件との関係 士、1′許出願人 f1− 所 東京都千−代田区丸の山王丁目2番3お名
 称 (601)三菱電機株式会社 代表者片111仁八部 4代工(11人 住 所 東京都千代田区丸の内二丁1−12番3号明細
書の発明の詳細な説明の欄=写γ其欝血砺; 6、補正の内容 (1)明細書第4頁7行の「行デコーダ2」を、「予U
tiの行デコーダ5」と補正する。 (2)同じく第4頁8行の「列デコーダ3」を、「予備
の列デコーダ7」と補止する。 (3〕 同じく第6頁7行の「U字型領域」を、「ガー
ドリング」と補正する。 (4)同じく第8頁10行の[第1のUグループ15を
」を、「第1のUグループ]5に」と補正する。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11冗長回路およびこの冗長回路と置換される回路の
    多結晶シリフンで形成されたヒユーズを取り囲むように
    配置され、非導電性物質で埋められたシリコン基板表面
    に形成された第1のM、前記第1の溝の周囲に前記@i
    の溝の内部から前記シリコン基板の導li型と反対の導
    電型の不純物を拡散した不純物拡散層からなる第1のガ
    ードリング、前記シリコン基&表面に形成された第2の
    溝、この第2の溝の内部をこの溝に沿って一様の厚さに
    堆積した非導電性物質)V4.前記第2の溝を埋めるよ
    うに前記非4屯性物質上に堆積した多結晶シリコン層か
    らなる第2のガードリングを備え、前記第1.第2のガ
    ードリングのうち一方を内側に他方を外側にした2重構
    造とし、前記不純物拡散層に、この不純物拡散層中の不
    純物と引き合う極性の電圧を加え、前記多結晶シリコン
    には前記不純物拡散層に加えた電圧の極性と反対の極性
    の電圧を加え、前記シリコン基板には前記多結晶シリコ
    ンに加えた電圧の極性と同じ極性の電圧を加えるJ+1
    を成としたことを特徴とする半導体記憶装置。 (2) シリコン基板表面に形成された溝内に堆積する
    非導電性物質として5in2を用いたことを特徴とする
    特許請求の範囲第(11項記載の半導体記憶装置。 (3) シリコン基板表面に形成された溝内に堆積する
    非導電性物質としてSi3N4を用(・たことを特徴と
    する特許請求の範囲第(1)項記載の半導体記憶装置。 (4) シリコン基板表面に形成された溝内に堆積する
    非導電性物質としてTa2 o、を用L・たことを特徴
    とする特許請求の範囲第(11項記載の半導体記憶装置
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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