JPS6140141B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6140141B2
JPS6140141B2 JP9226079A JP9226079A JPS6140141B2 JP S6140141 B2 JPS6140141 B2 JP S6140141B2 JP 9226079 A JP9226079 A JP 9226079A JP 9226079 A JP9226079 A JP 9226079A JP S6140141 B2 JPS6140141 B2 JP S6140141B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
impurity
switching element
memory cell
type
word line
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP9226079A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5617059A (en
Inventor
Motoo Nakano
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP9226079A priority Critical patent/JPS5617059A/ja
Publication of JPS5617059A publication Critical patent/JPS5617059A/ja
Publication of JPS6140141B2 publication Critical patent/JPS6140141B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H10B20/25One-time programmable ROM [OTPROM] devices, e.g. using electrically-fusible links
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B20/00Read-only memory [ROM] devices

Landscapes

  • Read Only Memory (AREA)
  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
  • Semiconductor Memories (AREA)
  • Logic Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体切換素子の構造に関し、特にレ
ーザ光の照射により非導通状態から導通状態に変
換し得る半導体切換素子に関する。
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PROM(Prog
ramable Read Only Memory)のごとく、半導
体装置内に設けられたメモリセルマトリツクス内
のワード線とビツト線との交点にまたがつて挿入
接続されたアルミニウム(Al)、ユクロム、多結
晶シリコン等よりなるヒユーズを切断する構成、
域いは該メモリセルマトリツクス内のワード線と
ビツト線にまたがつて互いに逆方向に接続された
一対のPN接合の一方を破壊する構成等により、
回路中の2点間を開放または導通させて記憶動作
を行う切換器を具備せしめたものがある。すなわ
ちかかる切換器は、上記PROM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 Memory)の素子製
造時においては、メモリセルをマトリツクス構成
に必要なビツ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
つた時には、該不良メモリセルの含まれるライン
の機能を殺し、代りに冗長メモリセルを有するラ
インを接続する場合等にも用いられる。ここでは
切換器はスイツチ素子としてのみ使用される。
このような切換器は、前者のPROM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の場合には半導体装置
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
て重要なものである。
しかし上記ヒユーズを切断する方法、及びPN
接合を破壊する方法のいずれも、半導体素子(チ
ツプ)内に半導体装置の主機能の動作には直接関
係のない切換場所選択のための付属回路を必要と
するので半導体素子(チツプ)の面積が大きくな
るという問題がある。
本発明の目的は上記問題点を除去して、素子
(チツプ)内に付属回路を要しない半導体切換素
子を提供することにある。
本発明の半導体切換素子の特徴は、半導体基板
表面の所定の領域にイオン注入法により所定の不
純物が注入された不純物導入層よりなり、該不純
物導入層がレーザ光の照射を受けて非導通状態か
ら導通状態に変換されるものであることにある。
以下本発明の半導体切換素子の実施例を図面を
用いて説明する。
第1図は本発明の第1の実施例を示す要部断面
図である。
同図aに示すように、例えばP(N)型を有す
るシリコンSi基板1表面にフイールド酸化膜2に
より画定された切換素子形成領域3の表面をシリ
コン酸化膜等絶縁膜4で予め被覆しておく。該絶
縁膜4により前記シリコン基板1表面の他の領域
にトランジスタ等の素子(図示せず)を形成する
間前記切換素子形成領域3をマスクする。
トランジスタ等の素子形成が終了したのち、同
図bに示すように前記シリコン酸化膜4を除去
し、多結晶シリコン層5及び5′を選択的に形成
する。該多結晶シリコン層5,5′はいずれも一
端がシリコン基板1の前記切換素子形成領域3表
面に被着し、他端はフイールド酸化膜2上に導出
され、所定の領域に接続される。該多結晶シリコ
ン層5,5′には、その成長処理中あるいは成長
処理後に砒素(As)域にはリン(P)等のN型
不純物(またはボロン(B)等のP型不純物)を添加
して導電性を付与する。
次いで同図cに示すように切換素子形成領域3
を開口部とするホトレジスト膜6をマスクとし
て、イオン注入法により砒素(As)或いはリン
等のN型不純分(またはボロン等のP型不純物)
を、1×1015〔原子/cm2〕以上選択的に注入する
ことにより、不純物導入層7を形成する。しかる
後ホトレジスト膜6を除去する。
以上により形成された不純物導入層7は注入さ
れた不純物イオンが活性化されていないため、非
常に高抵抗であつて、多結晶シリコン層5と5′
との間は電気的に開放状態である。
今何らかの必要により多結晶シリコン層5と
5′との間を導通させたい時には、同図(d)に示す
ようにレーザ光8を前記不純物導入層7に選択的
に照射する。すると、レーザエネルギを吸収して
前述の不純物導入層7中に注入された不純物が活
性化して、不純物導入層7はN型(またはP型)
の低抵抗層となり、また多結晶シリコン層5,
5′中のN型(またはP型)不純物が直下のシリ
コン基板内に拡散されて、多結晶シリコン層5,
5′直下の部分もN型(またはP型)層となり、
多結晶シリコン層5と5′との間は接続される。
以上説明したごとく、上記第1の実施例に示す
イオン注入法により形成した不純物導入層は、レ
ーザ光照射により非導通状態から導通状態に変換
されるので、これを切換素子として用いることが
できる。
上記第1の実施例では不純物導入層の両端に多
結晶シリコン層を被着せしめ、これを電極として
他の領域と接続した例を示したが、本発明は第2
図a及びbに示す第2及び第3の実施例のごとく
変形することができる。
同図aに示す例は、シリコン基板21表面に形
成されたN型(またはP型)層22と22′との
間に、開口23よりイオン注入法によりN型(ま
たはP型)不純物導入層24を、両端をそれぞれ
前記N型(またはP型)層22,22′に接近さ
せて形成し、しかる後該開口23′内へのレーザ
照射により、前記不純物を活性化し、N型(また
はP型)層22と22′との間を接続し得る如く
なした構成である。
本実施例においてN型(またはP型)層22,
22′はMOSFETのソースまたはドレイン領域
や、パイポーラトランジスタのエミツタ、ベー
ス、コレクタ等の領域、或いは拡散法により形成
された拡散抵抗や配線等のいずれであつてもよ
い。
なお同図aにおいて25は、素子の保護膜或い
はイオン注入の際のマスク層となる二酸化シリコ
ン(SiO2)等よりなる絶縁膜を示す。
また同図bに示す第3の実施例は、前記実施例
と同様の不純物の選択的導入及びレーザ照射によ
り形成された不純物導入層24の一端が多結晶シ
リコン層26等の電極配線を介して他の領域と接
続され、他端が直接MOSFETのソースやドレイ
ン等の領域22に接続された例である。なお27
はフイールド絶縁膜である。
次に上記切換素子を用いて構成した半導体装置
を第4の実施例として説明する。
第3図a,bは本発明の切換素子を具備した、
レーザ光により情報を書き込むPROMを示す要部
回路構成図及び要部断面図である。
同図aはPROMのメモリセルマトリツクスの一
部を示すもので、ビツト線BL0,BL1,………
及びワード線WL0,WL1,………の交点に1個づ
つメモリセル31,31′,31″………が接続さ
れ、該メモリセル31,31′,31″………はそ
れぞれトランスミツシヨンゲートを構成する
MOS電界効果トランジスタ(FET)32,3
2′,32″………と該MOSFET32,32′,3
2″,………のソース33,33′,33″,……
…とグラウンドライン(図示せず)間に接続され
た切換素子34,34′,34″,………とから構
成されている。
同図bは上記メモリセルのうちの1つ、例えば
メモリセル31の要部断面図であつて、領域は
MOSFET32部、領域は切換素子34部であ
る。そして35はMOFET32のソース領域、3
6はイオン注入法により前記ソース領域35と同
一導電型不純物が注入された不純物導入層で、一
端がソース領域35と接し、他端表面には前記ソ
ース領域35と同一導電型不純物が添加された多
結晶シリコン層37が被着接続される。該多結晶
シリコン層37はフイールド酸化膜2表面に導出
されてグラウンドライン(図示せず)に接続され
る。更に38はMOSFETのドレイン領域、3
8′はビツト線BL0に接続されるドレイン電極、
39は多結晶シリコン等から構成されるゲート電
極、39′はワード線WL0に接続されるゲート引
出し電極である。
このように構成されたメモリセル31,3
1′,32″………はすべて、MOSFETのソース
とグラウンドライン間が開放状態であるため、ビ
ツト線及びワード線に所定の電位を与えても
MOSFET32,32″,32″………は動作せ
ず、全てのメモリセルは0(または1)を記憶し
ている状態にある。
しかし情報を書き込むべき場所例えばメモリセ
ル31を選び、その不純物導入層36にレーザ光
を照射すると、該不純物導入層36は導電性が付
与され低抵抗層に変換される。このため
MOSFET32のソース35はグラウンドライン
に接続される。従つてビツト線38′及びワード
線39′に所定の電位を与えるとメモリセル31
は導通状態を呈し、1(または0)を記憶する。
つまり本実施例に示すごとく半導体装置を構成
することにより、レーザ光照射により情報を書き
込むことのできるPROMを作ることができる。
次に、半導体装置内の不良素子を、予め余分に
(冗長して)設けた素子と切換えることのできる
第5の実施例につき、MOS RAMを一例として
掲げ、第4図を用いて説明する。
第4図aは本実施例のMOS RAMの要部を示
すブロツク図、同図b及び同図aの細部を示す回
路構成図、同図dは本発明の切換素子を具備する
論理素子の要部断面図である。
同図aにおいて、41,42はそれぞれメモリ
セルマトリツクス43のワード線及びビツト線に
接続するXデコーダ及びYデコーダである。4
1′及び43′はそれぞれ冗長デコーダ及び冗長メ
モリセルを示す。
同図bは前記メモリセルマトリツクス43内の
一つのワード線の一部と、該ワード線に接続
するデコーダ回路を示す。
該デコーダは、前記Xデコーダ41にアドレ
ス信号A0,A1,A2,………Anが与えられた時、
A0,A1,………,Anなる信号を受け取
り、該A0,A1………,Anがすべて0の
時、即ちA0,A1,A2,………,Anが(0、0、
1、………、0)の時にのみ前記ワード線を選
択するよう構成されている。
今前記ワード線に接続するメモリセルの中に
不良が存在する場合には、該ワード線の機能を
殺し前記第4図aに示した冗長デコーダ41′及
び冗長メモリセル43′に置き換えてやればよ
い。
前記ワード線の機能を殺すには、如何なるア
ドレス信号が来ても該ワード線が選択されない
ようにする。それには該ワード線に接続するデ
コーダ回路に含まれる信号のうちの一つ、例え
ばA0を選び、その反転信号により動作する
素子44を前記デコーダ回路に予め付加してお
く。なお、BL0,BL1はビツト線である。そして
図示のごとく該素子44のドレインと、各素子の
ドレインが接続する線45との間に本発明の切換
素子46を設けておき、該切換素子46の不純物
導入層にレーザ光を照射して該切換素子46を導
通状態とする。
このようにすることにより該デコーダ回路は
アドレス信号が如何なる組み合せであつても
A0のうち一方が必ず“H”(high)レベル
となるので、線45は常に“L”(low)レベル
を保ち、ゲート信号VGGによつてゲートトランジ
スタQ1をオンとしても、トランジスタQ2はその
ゲートが“L”レベルであるためオン状態とはな
らない。すなわち前記ワード線は常に非選択状
態となり該ワード線の機能は殺されたことにな
る。
一方上記の機能を殺したワード線に代えて使用
される冗長ワード線を及びこれを制御するデコー
ダ回路は、第4図Cの如く冗長デコーダ41′及
び冗長メモリセル43′をもつて構成しておく。
即ち、冗長デコーダ回路41′にあつては、ア
ドレス信号A0,A1,A2,………An及びその反転
信号,………nにより動作す
る素子47をすべて配設し、各素子47のドレイ
ンと該ドレインが接続される線45′との間に本
発明による切換素子46,46′,46″,46
,………を形成しておく。
今、該冗長デコーダ回路41′を前述の第4図
bに示したデコーダ回路Wと入れ換えるには、ア
ドレス信号A0,………An,nを
受ける複数の素子47のうちアドレス信号A0
A1,A2,………Anを受ける複数の素子47に接
続された切換器をレーザ照射して導通状態とすれ
ばよい。
このようにすることにより前記第4図bに示し
たデコーダ回路と全く同じ機能のデコーダ回路が
でき上る。従つてアドレス信号A0,A1,A2,…
……,Anが0、0、1、………、0)の時に、
素子47は全てオフ状態となり、線45′は
“H”レベルとされる。したがつてゲート信号VG
によつてゲートトランジスタQ′1をオンすれば、
トランジスタQ′2のゲートは“H”レベルとなり
該トランジスタQ′2はオン状態とされて冗長ワー
ド線43′が選択される。該冗長ワード線43′は
前述の不良ワード線と置き換ることになる。
次にメモリセルマトリツクス内に不良が存在し
ない場合には冗長ラインの機能を殺しておかねば
ならないので、その方法について説明する。
それにはアドレス信号A0〜Anのうち1つとそ
れの反転信号、例えばA0を選び、該信号
A0により動作する素子に接続する切換素
子46及び46′をレーザ光で照射して導通状態
とする。
このようにすることにより、アドレス信号が如
何なる組み合せであつてもA0及びのうち一
方は必ず1となるので、前記冗長ワード線は常に
動作せず、機能を殺される。
第4図dは前記同図b及びcに示した切換素子
46及びそれが接続する論理素子の要部断面図で
ある。
これは構造的には前記第3図bに示した構造と
全く同じであつて、たゞソース領域とドレイン領
域が入れ換ること及び不純物導入層36表面より
フイールド酸化膜2上に導出された多結晶シリコ
ンよりなる電極37は前記第4図b及びcの線4
5,45′に接続される等各電極の接続のみが異
なる。
以上説明したごとく本実施例においてはメモリ
セルマトリツクス内たとえば不良素子が存在して
も予め設けられた冗長ラインと切換えることによ
り全く正常なRAM等半導体装置を作ることがで
きるので製造歩留の向上及び製造原価の低減に貢
献する所大である。
本発明は上記実施例に限定されることなく更に
種々変形して実施できる。
例えば第5の実施例はMOSRAMを用いて説明
したが、MOS型に代りバイポーラ型であつて
も、RAMに代わりROMであつても、更には記憶
素子でなく論理素子に於ても本発明の切換素子を
用いることができる。
以上説明した本発明の切換素子は、半導体素子
(テツプ)内に切換場所(レーザ照射位置)選択
のための付属回路を必要としないので、従来のヒ
ユーズを切断する方法及びPN接合を破懐する方
法に比較して半導体素子(チツプ)の面積を小さ
くすることができ、有利である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の切換素子の第1の実施例を工
程順に示す要部断面図、第2図は本発明の切換素
子の第2及び第3の実施例を示す要部断面図、第
3図及び第4図は本発明の切換素子を用いて構成
した半導体装置の要部回路図、ブロツクダイヤグ
ラム及び要部断面である。 1,21……半導体基板、2,27……フイー
ルド酸化膜、3,23,36……切換素子形成領
域、5,26,37……多結晶シリコン層、6…
…ホトレジスト膜、7,24,36……不純物導
入層、8……レーザ光、22,35,38……ソ
ースまたはドレイン領域等不純物導入層と同一導
電型領域。BL0,BL1……ビツト線、WL0,WL1
……ワード線、34,46……切換素子、41,
42……デコーダ、41′……冗長デコーダ、4
3……メモリセルマトリツクス、43′……冗長
メモリセル。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半導体基板表面の所定の領域にイオン注入法
    により所定の不純物が注入された不純物導入層よ
    りなり、該不純物導入層がレーザ光の照射を受け
    て非導通状態から導通状態に変換されることを特
    徴とする半導体切換素子。
JP9226079A 1979-07-20 1979-07-20 Semiconductor switching element Granted JPS5617059A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9226079A JPS5617059A (en) 1979-07-20 1979-07-20 Semiconductor switching element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9226079A JPS5617059A (en) 1979-07-20 1979-07-20 Semiconductor switching element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5617059A JPS5617059A (en) 1981-02-18
JPS6140141B2 true JPS6140141B2 (ja) 1986-09-08

Family

ID=14049430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9226079A Granted JPS5617059A (en) 1979-07-20 1979-07-20 Semiconductor switching element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5617059A (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5958839A (ja) * 1982-09-28 1984-04-04 Fujitsu Ltd 半導体装置
JPS6015946A (ja) * 1983-07-08 1985-01-26 Hitachi Ltd 集積回路
JPS59229838A (ja) * 1984-05-21 1984-12-24 Hitachi Ltd 半導体集積回路
WO1992007380A1 (en) * 1990-10-15 1992-04-30 Seiko Epson Corporation Semiconductor device having switching circuit to be switched by light and its fabrication process

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5617059A (en) 1981-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4455495A (en) Programmable semiconductor integrated circuitry including a programming semiconductor element
US6291836B1 (en) Method of operating a programmable, non-volatile memory device
EP0528417B1 (en) Read-only memory having anti-fuse elements
KR100310573B1 (ko) 비휘발성 메모리 셀 및 그 어레이
US5812441A (en) MOS diode for use in a non-volatile memory cell
US4238839A (en) Laser programmable read only memory
KR100791071B1 (ko) 일회 프로그래머블 소자, 이를 구비하는 전자시스템 및 그동작 방법
US4876220A (en) Method of making programmable low impedance interconnect diode element
JP3943603B2 (ja) 半導体メモリ装置
JPS59168665A (ja) 半導体メモリ装置およびその製造方法
US6800527B2 (en) One time programmable semiconductor nonvolatile memory device and method for production of same
JP2003115575A (ja) 縦形ヒューズおよびダイオードに基づくワンタイムプログラマブル単位メモリセルおよびそれを用いるワンタイムプログラマブルメモリ
JPH0729999A (ja) 不揮発性半導体記憶装置およびその製造方法
JPS5828750B2 (ja) 半導体装置
US6088256A (en) Integrated circuit with electrically programmable fuse resistor
JPS638558B2 (ja)
EP0241046A2 (en) Semiconductor device having fuse-type memory element
US5272671A (en) Semiconductor memory device with redundancy structure and process of repairing same
EP0156135A2 (en) Preconditioned memory cell
JPS6140141B2 (ja)
US4423432A (en) Apparatus for decoding multiple input lines
JPH10163346A (ja) 半導体メモリのパワーライン配線構造
JPS5843906B2 (ja) 半導体集積回路とその回路プログラム方法
US5060190A (en) Read only memory with write operation using mask
JPS6145388B2 (ja)