JPS62117363A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS62117363A
JPS62117363A JP60258377A JP25837785A JPS62117363A JP S62117363 A JPS62117363 A JP S62117363A JP 60258377 A JP60258377 A JP 60258377A JP 25837785 A JP25837785 A JP 25837785A JP S62117363 A JPS62117363 A JP S62117363A
Authority
JP
Japan
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fuse
substrate
region
well
thyristor
Prior art date
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Pending
Application number
JP60258377A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomio Nakano
中野 富男
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS62117363A publication Critical patent/JPS62117363A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/04Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
    • H01L27/08Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind
    • H01L27/085Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only
    • H01L27/088Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate
    • H01L27/092Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body including only semiconductor components of a single kind including field-effect components only the components being field-effect transistors with insulated gate complementary MIS field-effect transistors
    • H01L27/0921Means for preventing a bipolar, e.g. thyristor, action between the different transistor regions, e.g. Latchup prevention

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ラッチアップ現象を利用して切断可能なヒユ
ーズを備える半導体装置に関する。
〔従来の技術〕
大容量半導体メモリでは同じチップ上に行もしくは列単
位で予備のメモリセルを作っておき、使 ・用予定(通
常)のメモリセルにハード不良があるときはそれを予備
のメモリセルに置換することで、不良セルを持ったメモ
リチップを使用可能にし、歩留を改善することが図られ
ている。第3図はこの種の冗長セル付きメモリの構成図
で、1は外部アドレス入力へddから相補的な内部ドレ
スAn。
Anを作成するアドレスバッファ、2はこれらを欠陥ア
ドレスRA oと比較する比較回路である。
アドレスAnはメモリアクセスアドレスの最下位ビット
を示しており、欠陥アドレスRA[+も同様である。ア
ドレスは一般に複数ビットからなるので、アドレスバッ
ファ1及び比較回路2はアドレスのビット数だけ設けら
れ比較出力は最下位ビット同志の比較結果Roから最上
位ビット同志の比較結果Rnまで生ずる。比較出力RO
〜Rnは一致したときに“1”、不一致であるとき“0
”となるので、アドレスの全ビットが一致したときにア
ンドゲート3の出力Flagがl″になる。この″1″
出力Flngは不良セルがアクセスされたことを示すフ
ラグである。出力Flogが“1″になると予備行(ま
たは予備列)駆動回路4が活性化され、駆動クロック発
生回路5からのクロックで予備行又は列が選択される。
このときインバータ6の出力は“0”であるから、通常
行(または列)駆動回路7による不良セルの選択は禁止
される。
上述した欠陥アドレスRAは何らかの形のROMに記憶
されている。第2図はヒユーズFl、F2゜・・・・・
・をこのROMの各セルとするもので、Q + 。
Q 2 、・・・・・・はヒユーズを溶断するトランジ
スタ、8はその制御回路、9は溶断用の高電圧VPEを
チップ外かち導入するバッド、10はその共通母線であ
る。このROMに欠陥アドレスを書込むには、該欠陥ア
ドレスの各ビットの1,0に応じてヒユーズF+、Fn
等を溶断する。従って1欠陥アドレスに対するヒユーズ
の個数は、該欠陥アドレスのピッI・数と同じである。
ヒユーズの溶断は制御回路8によりl・ランジスタをメ
ンにして行なう。例えばヒユーズF1を溶断するには制
御回路8によりトランジスタQlをオンにL7、高電圧
が印加されるバッド9、共通母線10、ヒユーズF1、
トランジスタQlの経路で電流を流し、ヒ□−ズF1を
溶断する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述したヒユーズROMは、切断したいヒユーズに直列
に接続されたl・ランジスタば溶断電流(数10〜10
0mA)を流す必要があるので、トランジスタのナイズ
が大きくなり、高密度化の妨げとなる。ヒユーズ数及び
l・ランジスタ数は欠陥アドレスのビット数と同数であ
るので、1024X1024構成の1Mビットメモリな
ら行1列のアドレスビット数は10、用意する冗長行及
び列の数(従って欠陥アドレスの数)は各2、計4とす
ると40個のヒユーズ及びトランジスタが必要になる。
従ってトランジスタに大型のものが必要なら、全体で占
有する面積は大きく、一層の高集積化、大容量化を図る
半導体メモリにとっては甚だ好ましくない。本発明はC
MOS回路のラッチアップ現象を利用してヒユーズを溶
断することにより、第2図のQ+、Qnのようなトラン
ジスタを不要とするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、−導伝型の半導体基板の表面部に反対導伝型
のウェルを形成して該ウェルの表面部にpn接合を作る
第1の拡散領域を形成し、また該基板表面部の該第1の
拡散領域の近傍にpn接合を作る第2の拡散領域を形成
し、該第1の拡散領域、ウェル、半導体基板、および第
2の拡散領域でラテラル構造の寄生サイリスタを構成し
、また半導体基板上にヒユーズを構成し、該ヒユーズを
該サイリスタと直列に接続し、該サイリスタをターンオ
ンして該ヒユーズを溶断可能にしてなることを特徴とす
るが、その構成および作用の詳細は図示の実施例と共に
説明する。
〔作用及び実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示す素子構造で、(a)は
平面図、fb)は断面図である。図中、20はp型の半
導体基板、21はn型のウェル(well、)、22ば
ヒユーズ(例えば多結晶シリコン屓)、23は基板20
の表面に形成されたn+領領域24はnウェル21の表
面に形成されたp中領域、25+〜254はアルミニウ
ムなどからなる電極配線、26は絶縁石、27はカバー
膜である。電極配線25+はnウェル21にオーミック
コンタクトし、制御クロックCL Kをnウェルに与え
る。配線252は高電圧PEをヒユーズ22の一端に印
加する。電極配線253はp+領域24にオーミックコ
ンタクトしまたヒユーズ22の他端に接触し、ヒユーズ
22の他端とp+領域24を電気的に接続する。電極配
線254はn+領域23にオーミックコンタクトし、該
領域に参照電圧VRを印加する。X印イ1き矩形28は
各電極配線のコンタクト部を示す。
この素子はヒユーズROMの1メモリセルを構成してお
り、第2図と対応させると電極配線252が共通母線1
0.22はヒエーズF1等、p→゛領域24とnウェル
21とp型基板20とn+領域23がトランジスタQ1
等である6p型基板20、nウェル21、これらに形成
されたn+領域23、p+領域24はCMOSインバー
タなどで現われたパターンであるが、0MO3構造では
npn )ランリスクとl1np)ランリスクが組合わ
さって形成され、サイリスタを生じる。” p+ T 
r+はこの0MO3特有の該寄生トランジスタで、1゛
pはllnp%Tnはnpn各トランジスタである。 
pnpl−ランリスクTpはp4領域24をエミッタ、
nウコニル21をベース、p基板20を:lレクタとし
て構成される。またnpn l−ランリスクT nはn
+領域23をエミッタ、p基板20をベース、l]ウェ
ル21をコレクタとして構成されるので、p+領域24
を−nウェル21−p基板20−n+領域230間がP
NPN構造(サイリスタ)となる。
0MO3構造で現われるこのサイリスタは素子を破壊す
る厄介なものであるが、本発明ではこれをヒユーズ溶断
に積極利用する。即も、基板電位V0を例えばVnn 
”−2,5V、参照電圧をVR=−2,OV、高電圧を
PE=15Vに設定すると、ヒユーズ22が切断されて
いない状態ではp十領域24が15Vになる。この状態
で電極配線25IにPE−2V=13VなるクロックC
L Kを与え、nウェル21に該13Vを与えると、p
(領域24とnウェル21が作るpn接合は順バイアス
され、電流が流れる。これはpnp )ランリスクTp
のベース電流となり、該トランジスタば導通ずる。
この結果、基板20を通してnpn)ランリスクTnに
ベース電流が供給され、該トランジスタTnもオンし、
そのコレクタ電流はトランジスタTpのベース電流とな
る。この状態では電極配線25+に与えられる」二記ク
ロックCL Kはなくても両トランシズタTp+Tnば
オンを続り、結局前記サイリスタがターンオンする。こ
のため電極配線252からの電流でヒユーズ22が溶断
され、この後はランチアップが解消される。
第1図のnウェルは各ヒユーズ毎に独立して設けられる
。そして、参照電圧VR1高電圧PEは共通でよいが、
nウェル21に対するクロックCL Kは各ヒユーズ毎
に独立してしなければならない。また23,20,21
.24からなるラテラルPNPNをり、 FEの高い良
好なサイリスタとじて動作させるため、これらは密接さ
せるのがよい。
0MO3装置では9″イリスタを礪能させないようにす
る必要からn+領域23とp十領域24とは充分離す(
両者の間隔を15〜2011にする)が、本発明ではこ
れらを充分接近させる(両者の間隔を3〜4μにする)
ヒユーズ溶断に0MO3のランチアップを利用するとn
ウェル21が第2図のトランジスタの数分の1の面積で
済むので小型のヒユーズ溶断素子を構成でき高密度化を
図ることができる。面、基板抵抗Rpによりランチアッ
プが他に拡がらない構造にするために第4図に示すよう
にウェル21およびn+領域23を取り囲むnウェル(
基板と同一タイプ)を形成し、そこにVnRを供給する
構造としてもよい。即ちこの場合は、例えばサイリスタ
ー2をオンしてヒユーズを切断した場合、第4回出)で
nウェル2内のP”N接合の順方向化で注入されたホー
ルが隣接するサイリスタのN”P接合に注入されるのを
効果的に防ぎ、隣接する号イリスター1.サイリスタ−
3が誤まってオンすることを防ぐことができる。この第
4図でta+は概略平面図、(b)は(alのA−A′
線断面図である6nウエル21は必ずしもヒユーズ22
の下層にある必要はなく、p型領域24を囲む程度の小
型のものにしてもよい。また、本発明はメモリに限らず
ヒユーズ溶断の必要のあるデバイス例えばC0DEC等
のアナログ回路にも適用できる。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明によれば、大電流によってヒユ
ーズを溶断する回路を小面積で実現でき、高密度化を図
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図は従来
のヒユーズROM切断回路の構成図、第3図は冗長メモ
リの構成図、第4図は変形例を示す構成図である。 図中、20は基板、21はnウェル、22はヒユーズ、
23はn+領領域24はp+領領域25は配線、Tn、
Tpはサイリスタを構成する寄生トランジスタである。 (CI)平面図 本発明の実施屑 第1図 、従来のヒユーズROMt7J断回託 冗長メtlの構広図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  一導伝型の半導体基板の表面部に反対導伝型のウェル
    を形成して該ウェルの表面部にpn接合を作る第1の拡
    散領域を形成し、また該基板表面部の該第1の拡散領域
    の近傍の基板上にpn接合を作る第2の拡散領域を形成
    し、該第1の拡散領域、ウェル、半導体基板、および第
    2の拡散領域でラテラル構造の寄生サイリスタを構成し
    、また半導体基板上にヒューズを構成し、該ヒューズを
    該サイリスタと直列に接続し、該サイリスタをターンオ
    ンして該ヒューズを溶断可能にしてなることを特徴とす
    る半導体装置。
JP60258377A 1985-11-18 1985-11-18 半導体装置 Pending JPS62117363A (ja)

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JP60258377A JPS62117363A (ja) 1985-11-18 1985-11-18 半導体装置

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01213705A (ja) * 1988-02-22 1989-08-28 Nec Kyushu Ltd 半導体装置
EP0461099A1 (de) * 1990-05-15 1991-12-11 AUSTRIA MIKRO SYSTEME INTERNATIONAL GESELLSCHAFT m.b.H. (Austria Micro Systems International Gesellschaft m.b.H.) Nichtflüchtige Halbleiter-Speicherzelle
US5552338A (en) * 1994-09-26 1996-09-03 Intel Corporation Method of using latchup current to blow a fuse in an integrated circuit
JP2007200387A (ja) * 2006-01-24 2007-08-09 Fujitsu Ltd 半導体装置及びその製造方法
WO2017106824A1 (en) * 2015-12-18 2017-06-22 Texas Instruments Incorporated Ic having failsafe fuse on field dielectric

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