JPS61287260A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS61287260A
JPS61287260A JP60129253A JP12925385A JPS61287260A JP S61287260 A JPS61287260 A JP S61287260A JP 60129253 A JP60129253 A JP 60129253A JP 12925385 A JP12925385 A JP 12925385A JP S61287260 A JPS61287260 A JP S61287260A
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JP
Japan
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film
insulating film
layer
semiconductor layer
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Pending
Application number
JP60129253A
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English (en)
Inventor
Noriaki Sato
佐藤 典章
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61287260A publication Critical patent/JPS61287260A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B20/00Read-only memory [ROM] devices
    • H10B20/10ROM devices comprising bipolar components
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B20/00Read-only memory [ROM] devices
    • H10B20/20Programmable ROM [PROM] devices comprising field-effect components

Landscapes

  • Read Only Memory (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)

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】 〔概 要〕 第1の絶縁膜上に半導体層を設け、該半導体層に該半導
体層上の第2の絶縁膜の電極コンタクト窓から不純物を
導入して該半導体層の該電極コンタクト窓直下部を局部
的に導体に変質させることにより、第1の絶縁膜を傷め
ずに、該第1の絶縁膜上に実効的な導体パターンを形成
する方法。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体装置の製造方法に係り、特にPROM 
(Programmable Read 0nly M
emory)の情報記録や、冗長回路の接続等に用いら
れる絶縁膜破壊型の半厚体接続素子の形成方法に関する
セル面積が小さく形成出来るので高集積化が図れ、且つ
書込みがパルス電圧で、電流を殆ど流さずに行われるの
で書込み電力が減少出来る等により、大規模なFROM
等の形成に有利な絶縁膜破壊型の半導体接続素子が提供
されている。
第3図は、上記絶縁膜破壊型半導体接続素子をセルに用
いたPROMの等価回路図を示したもので、図中、BC
I〜BC9は絶縁膜破壊型セル、Diはダイオード、I
NSは静電破壊用絶縁膜、Rは導通部、 BLI〜BL
3はビット線、畦1〜會L3はワード線を示す。
なお、BC2とBC6は情報が書込まれ(絶縁膜が静電
破壊され)で導通しているセルを示す。
かかるFROMにおいて、該半導体接続素子の絶縁膜破
壊電圧のばらつきを抑えて、情報書込みの信頼度を高め
、且つ書込み用電源の電圧余裕を低減して該電源回路の
専有面積を縮小させることが、大規模集積回路(IC)
にとっては重要な課題であり、かかる見地から、静電破
壊用絶縁膜の破壊電圧即ち書込み電圧のばらつきの少な
い絶縁膜破壊型半導体接続素子が要望されている。
〔従来の技術〕 当初の絶縁膜破壊型半導体接続素子は、第4図(alに
示すように、例えばp型シリコン(Si)基板11の所
定領域に形成したn゛型領領域12上不純物ブロック用
二酸化シリコン(SiO□)膜13を含む燐珪酸ガラス
(PSG)層間絶縁膜14に電極コンタクト窓15を形
成し、この電極コンタクト窓15上に導電性を有する多
結晶シリコン(ポリSt)  ・パターン16を形成し
、このポリSi・パターン16の表面に熱酸化法により
厚さ300〜350人程度の静電破壊用5i02膜17
を形成し、その上を情報書込みの際に一方の電極となる
アルミニウム(Aり配、%’i18で覆った構造を有し
ていた。
然し上記当初の構造においては、静電破壊用StO□膜
17が電極コンタクト窓15の段差をトレースして表面
に凹凸部を有するポリSi・パターン16の表面に沿っ
て形成されるので、情報の書込みに際し、静電破壊用5
iOz膜17のシャープな湾曲部■、■。
■等に電界が集中し、その部分の破壊耐圧が低下するの
で書込み電圧が大きくばらつくという問題があった。
そこで第4図(b)に示す第2の構造も従来提供された
この構造においては、基板11上に直に静電破壊用Si
O□膜17が形成されるので該静電破壊用Si0g膜1
7が平坦化され、該静電破壊用SiO□膜17内での電
界の分布が一様になるので、この点では情報書込み電圧
は略一定する。
然しなから、この構造では静電破壊用5iOz膜17上
に直に電極となるAβ配線18が形成されるので、静電
破壊用5i02膜17に/lが反応してその膜質を低下
せしめ、この点から書込み電圧にばらつきが生ずるとい
う問題があった。
上記の点を改善して従来量も多く用いられているのが第
4図(C1に示す構造である。
即ら該構造においては、基板11上に直に静電破壊用S
iO□膜17を形成して静電破壊用SiO□膜17内で
の電界の集中をなくし、且つ静電破壊用SiO□膜17
主17上接する導電性ポリSi・パターン19を設け、
該ポリSi・パターン19をA6配線18との間に介在
せしめることによってA!配線18と静電破壊用StO
□膜17が直に接するのを回避して、該静電破壊用Si
O□膜17の品質劣化を防止している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
然しなからこの代表的な従来構造においても、ポリSt
・パターン19を形成する際の選択エツチング工程にお
いて、ポリSt層のパターニングが完了した時点でプラ
ズマ中に曝されるポリSi・パターン19下部の静電破
壊用Sin□膜17の端部Eがダメージを受けるために
、該静電破壊用SiO2膜17の破壊電圧のばらつきを
、実用に充分支障のない程度にまで減少せしめることは
困難であるという問題があった。
〔問題点を解決するための手段〕
第1図は、本発明の原理を示す模式側断面図である。
上記問題点は同図に示すように、導電性を有する基体1
上に第1の絶縁膜2を形成し、該第1の絶縁膜2上に半
導体層3を形成し、該半導体層3上に第2の絶縁膜4を
形成し、該第2の絶縁膜4に電極コンタクト窓5を形成
し、該電極コンタクト窓5を介し該半導体層3に不純物
Impを導入して該半導体層3の該電極コンタクト窓5
の直下部に局部的に、該半導体層3の底面に達する高導
電性領域6を形成する工程を含む本発明による半導体装
置の製造方法によって解決される。
〔作 用〕
即ち本発明は、静電破壊用の第1の絶縁膜2の全面上に
上部電極が構成される半導体層3を設ける。そして、該
半導体層3に該半導体層3上の第2の絶縁膜4の電極コ
ンタクト窓5から不純物1mpを導入して、該半導体層
の該電極コンタクト窓5直下部を局部的に該半導体層3
の下面に達する導体6に変質させることにより、該第1
の絶縁膜2上に該第1の絶縁膜2を静電破壊させるため
の上部電極パターンに相当する導体領域6を形成する方
法である。
かくて静電破壊用の第1の絶縁膜2とA!配線との間に
介在せしめて該第1の絶縁膜2の変質を防止する機能の
上部電極を、該第1の絶縁膜2にダメージを与えずに形
成することが出来、該半導体接続素子を記憶セルとして
用いるFROMにおける書込み読出しの信頼性及び集積
度の向上が図れる。
〔実施例〕
以下本発明を実施例について、第2図(a)乃至(el
に示す工程断面図を参照して具体的に説明する。
第2図(a)参照 本発明の方法により例えばFROMにおける絶縁膜破壊
型半導体接続素子部ぢ絶縁膜破壊型メモリ・セルを形成
するに際しては、 例えば100cm程度の比抵抗を有するp型シリコン(
Si)基板11の所定領域に、イオン注入等の通常用い
られる方法で表面濃度1020cm−3,深さ3000
人程度OR゛型領領域12形成し、 熱酸化法によりn゛型領領域12上含む上記基板11上
に例えば厚さ100〜250人程度の静電破壊用SiO
□膜17を形成する。
第2図fb)参照 次いで通常のCVD法により、上記静電破壊用Si0□
1191 ”を上に厚さ例えば2000人程度0ノンド
ープの多結晶シリコン(ポリSi)層21を形成し、次
いで該ポリSi層21上に熱酸化により厚さ500〜1
000人程度の不純物ブロック用SiO2膜13を形成
し、 次いでCVD法により上記不純物ブロック用StO□膜
13を有するポリSi層21上に厚さ0.5〜1μm程
度のpsc層間絶縁膜14を形成する。
第2図fcl参照 次いで上記PSGN間絶縁膜14及び不純物ブロック用
SiO□膜13におけるn゛型領領域12上部領域に通
常のフォトリソグラフィ技術を用いて電極コンタクト窓
15を形成しく図には通常のりフロー処理を施して側面
を斜面上になだらかに整形した状態で示す)、 次いでノンドープ・ポリSi層21に、上記電極コンタ
クト窓15を介し選択的に例えば注入エネルギー 35
〜40KeV 、ドーズffl I X 1015cm
−2程度の条件で砒素(As” )をイオン注入する。
122はAs注入領域を示す。
第2図(dl参照 次いで、例えば950℃、 30分程度のアニール処理
を施して上記注入ΔSを活性化再分布させて、電極コン
タクト窓15の直下部に、ポリ5L121の底面即ち静
電破壊用5i02膜17の上面に達するSi高電導領域
即ちSi導体領域22を形成する。
第2図(e)参照 次いで、通常の薄着或いはスパンタリング法により上記
基板上に1μm程度の厚さのAff層を形成し、 通常のフォトリソグラフィ技術により該A1層のパター
ニングを行って電極コンタクト窓15上にAA配′!v
A18ヲ形成スル。
上記実施例に示したように、本発明の方法によれば、静
電破壊用SiO□膜17と該静電破壊用5iOz膜17
に破壊電圧を印加する/l配線18との間に、Aβと5
in2との反応を阻止するSi導体領域22が介在せし
められ、且つ該siR体領域22がエツチング手段によ
るパターニングで形成されるのではなく、第2図fdl
に示すように、静電破壊用5iOz膜】7の全面上に設
けられたノンドープ・ポリSt層21内の一部に選択的
に作り込まれるので、静電破壊されるSi導体領域22
直下領域の静電破壊用SiO□膜17が、何等変質及び
損傷を受けることがない。
従って該SiO2膜17の破壊電圧はSt、2膜の厚さ
に対応する絶縁破壊電圧に一定し、上記実施例による半
導体接続素子を記憶セルに用いるFROMにおいては安
定した情報の書込みがなされる。
なお本発明の方法は上記FROMに限らず、冗長回路を
具備する【Cにおいて、該冗長回路とメイン回路とを必
要に応じて接続するための半導体接続素子を形成する際
にも適用される。
〔発明の効果〕
以上説明のように本発明によれば、絶縁膜の静電破壊に
よって回路間の接続を行う半導体接続素子を、一定した
絶縁破壊電圧に形成することが出来る。
従って本発明は、特に該半導体接続素子を記憶セルとし
て多数用いるFROMの書込み電圧を安定させ、記憶情
報の信頼度を向上せしめる効果を生ずる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理を示す模式側断面図、第2図(a
l乃至(e)は本発明の一実施例を示す工程断面図、 第3図は上記絶縁膜破壊型半導体接続素子をセルに用い
たFROMの等価回路図、 第4図(al、(bl及び(C1は従来の異なる半導体
接続素子の模式側断面図である。 図において、 1は導電性基体、 2は第1の絶縁膜、 3は半導体層、 4は第2の絶縁膜、 5は電極コンタクト窓、 6は高導電性領域、 11はp型シリコン基板、 12はn゛型領領域 13は不純物ブロック用SiO□膜、 14はPSG層間絶縁膜、 15は電極コンタクト窓、 17は静電破壊用SiO□膜、 18はアルミニウム配線、 21はノンドープ多結晶シリコン層、 22はシリコン導体領域、 122はへS注入領域、 Impは不純物、 八S°は砒素イオン を示す。 本斃gln、凭錫イ示T右1氏1則断面図第 1 図 33 凹 レイー変日W−フー突施イ夛りとワエ1娯昭二断面11
ff11.?

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、導電性を有する基体(1)上に第1の絶縁膜(2)
    を形成し、 該第1の絶縁膜(2)上に半導体層(3)を形成し、該
    半導体層(3)上に第2の絶縁膜(4)を形成し、該第
    2の絶縁膜(4)に電極コンタクト窓(5)を形成し、 該電極コンタクト窓(5)を介し該半導体層(3)に不
    純物(Imp)を導入して、該半導体層(3)の該電極
    コンタクト窓(5)の直下部に、局部的に、該半導体層
    (3)の底面に達する高導電性領域(6)を形成する工
    程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 2、該第1の絶縁膜(2)が、該導電性基体(1)と該
    高導電性領域(6)との間に印加される電圧によって静
    電破壊される静電破壊用の絶縁膜よりなることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方法
JP60129253A 1985-06-14 1985-06-14 半導体装置の製造方法 Pending JPS61287260A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6415966A (en) * 1987-07-10 1989-01-19 Toshiba Corp Storage device
JPH023278A (ja) * 1987-12-28 1990-01-08 Actel Corp 電気的にプログラム可能な低インピーダンス非ヒューズ素子

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6415966A (en) * 1987-07-10 1989-01-19 Toshiba Corp Storage device
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