JPS62128556A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS62128556A JPS62128556A JP60268539A JP26853985A JPS62128556A JP S62128556 A JPS62128556 A JP S62128556A JP 60268539 A JP60268539 A JP 60268539A JP 26853985 A JP26853985 A JP 26853985A JP S62128556 A JPS62128556 A JP S62128556A
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- composite film
- composite
- silicon nitride
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
- H01L23/522—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
- H01L23/525—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections
- H01L23/5252—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections comprising anti-fuses, i.e. connections having their state changed from non-conductive to conductive
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- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- H10B20/00—Read-only memory [ROM] devices
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10B—ELECTRONIC MEMORY DEVICES
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-
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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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】
〔概要〕
コンタクト孔上に二酸化シリコン膜(SiO2膜)とシ
リコン窒化膜(Si3Ng膜)の複合膜を形成してなる
BIC(Breakdown of In5ulato
r for Con−duction )セルである。
リコン窒化膜(Si3Ng膜)の複合膜を形成してなる
BIC(Breakdown of In5ulato
r for Con−duction )セルである。
〔産業上の利用分野)
本発明は半導体装置に関するもので、さらに詳しく言え
ば、絶縁膜の絶縁破壊を利用して書込みを行う素子の改
良に関するものである。
ば、絶縁膜の絶縁破壊を利用して書込みを行う素子の改
良に関するものである。
本出願人は第3図の断面図に示されるBICセルを開発
したものであり、同図において、11はP型シリコン基
板、12はシリコン基板表面に形成されたN″′型拡散
領域、13はシリコン基板ll上に設けられた例えば燐
・シリケート・ガラスの絶縁膜(PSG膜)、14はP
SG膜13に形成されたコンタクトホール上に形成され
た絶縁膜、15は例えばアルミニウム(i)の電極配線
である。
したものであり、同図において、11はP型シリコン基
板、12はシリコン基板表面に形成されたN″′型拡散
領域、13はシリコン基板ll上に設けられた例えば燐
・シリケート・ガラスの絶縁膜(PSG膜)、14はP
SG膜13に形成されたコンタクトホール上に形成され
た絶縁膜、15は例えばアルミニウム(i)の電極配線
である。
へN配線15に電圧を印加したときの第3図の素子の等
価回路は第4図に示され、絶縁膜14が非破壊状態のと
き図示の回路は非導通である。絶縁膜14の絶縁破壊が
あると第4図の回路は第5図に示す如く絶縁膜の抵抗l
?をもった導通状態になる。
価回路は第4図に示され、絶縁膜14が非破壊状態のと
き図示の回路は非導通である。絶縁膜14の絶縁破壊が
あると第4図の回路は第5図に示す如く絶縁膜の抵抗l
?をもった導通状態になる。
そごで、非導通をO1導通を1とすると、1を書込みた
いときにはパルスを加えて絶縁+1ff14を破壊し導
通状態にすればよい。このようなセルをxY方向にマト
リックス状に配置すると、書き込んだセルは1.暑き込
まないセルはOとなるので、前記したマトリックス状の
セルはプログラム可能な読出し専用メモリ (FROM
)となり、FROMを読み取るときは絶縁+1Qに電圧
を印加すると、電流が流れるセルは1、電流が流れない
セルはOであるので、検出回路にかけ電位を増幅して読
み取ることができる。
いときにはパルスを加えて絶縁+1ff14を破壊し導
通状態にすればよい。このようなセルをxY方向にマト
リックス状に配置すると、書き込んだセルは1.暑き込
まないセルはOとなるので、前記したマトリックス状の
セルはプログラム可能な読出し専用メモリ (FROM
)となり、FROMを読み取るときは絶縁+1Qに電圧
を印加すると、電流が流れるセルは1、電流が流れない
セルはOであるので、検出回路にかけ電位を増幅して読
み取ることができる。
または、冗長回路において、Aの回路に欠陥がありそれ
をBの回路に切り換えたいとき、第3図の素子を用いそ
の絶縁膜を破壊し導通状態にしてへ回路から8回路への
+JJ換えを行うことができるので、第3図の素子は単
独で切換え素子(スイッチングデバイス)として働く。
をBの回路に切り換えたいとき、第3図の素子を用いそ
の絶縁膜を破壊し導通状態にしてへ回路から8回路への
+JJ換えを行うことができるので、第3図の素子は単
独で切換え素子(スイッチングデバイス)として働く。
第3図に示す素子の絶縁膜14を形成するには、直接シ
リコン基板のシリコン結晶を熱酸化してSin:>膜を
形成する方法と、N型不純物例えば砒素(As)をドー
プしたポリシリコンの熱酸化j模を作る方法とがある。
リコン基板のシリコン結晶を熱酸化してSin:>膜を
形成する方法と、N型不純物例えば砒素(As)をドー
プしたポリシリコンの熱酸化j模を作る方法とがある。
基板シリコン結晶で熱酸化膜を作った場合、SiO+の
絶縁破壊電圧(Vs−D)が典型的な例で25ボルト程
度に大である問題がある。この絶縁破壊電圧は5i02
膜の膜厚(Tox )に依存するので、!1!!縁破壊
電圧を低くするにはSiO2の1模厚を小にすればよい
筈である。しかし、 SiO2の膜厚を小にすると、5
i02膜が弱くなり、SiO2中に存在する結晶欠陥と
か不純物による欠陥を介して5i02膜が絶縁破壊を起
すことが頻繁に発止する。かくして、絶縁破壊電圧を小
にずべく 5iOz 股を薄くすると、電圧を印加し
ないときまたは僅かの電圧を印加したときに5i021
FJが絶縁破壊し、プログラミングが安定に行いえない
問題がある。従って、ある膜1v以上の5i02膜が必
要になるが、そうなると絶縁破壊電圧はある値以上のも
のとなり、そのことは好ましくない。
絶縁破壊電圧(Vs−D)が典型的な例で25ボルト程
度に大である問題がある。この絶縁破壊電圧は5i02
膜の膜厚(Tox )に依存するので、!1!!縁破壊
電圧を低くするにはSiO2の1模厚を小にすればよい
筈である。しかし、 SiO2の膜厚を小にすると、5
i02膜が弱くなり、SiO2中に存在する結晶欠陥と
か不純物による欠陥を介して5i02膜が絶縁破壊を起
すことが頻繁に発止する。かくして、絶縁破壊電圧を小
にずべく 5iOz 股を薄くすると、電圧を印加し
ないときまたは僅かの電圧を印加したときに5i021
FJが絶縁破壊し、プログラミングが安定に行いえない
問題がある。従って、ある膜1v以上の5i02膜が必
要になるが、そうなると絶縁破壊電圧はある値以上のも
のとなり、そのことは好ましくない。
砒素をドープしたポリシリコンの場合、ポリシリコン中
に砒素が混入した絶縁膜が作られるのであるが、砒素原
子が存在することによって、絶縁1挨中に不純物が多く
入り絶縁破壊電圧が低下するもので、砒素をイオン住人
法でドープするときイオン注入の条件を適当に選ぶこと
によって書込み可能な電圧を得ることができる。しかし
、本発明者の実験によると、絶縁膜中の絶縁破壊電圧の
バラツキが7ボルト程度と幅が広くそれは基板上の酸化
膜についても同様であるという問題があることが確認さ
れた。さらに、ポリシリコンの酸化膜は、書込み後の抵
抗がポリシリコンが存在するためにIKΩ〜IOKΩと
高くなる問題もある。
に砒素が混入した絶縁膜が作られるのであるが、砒素原
子が存在することによって、絶縁1挨中に不純物が多く
入り絶縁破壊電圧が低下するもので、砒素をイオン住人
法でドープするときイオン注入の条件を適当に選ぶこと
によって書込み可能な電圧を得ることができる。しかし
、本発明者の実験によると、絶縁膜中の絶縁破壊電圧の
バラツキが7ボルト程度と幅が広くそれは基板上の酸化
膜についても同様であるという問題があることが確認さ
れた。さらに、ポリシリコンの酸化膜は、書込み後の抵
抗がポリシリコンが存在するためにIKΩ〜IOKΩと
高くなる問題もある。
本発明はこのような点に鑑みて創作されたもので、前記
した問題点を解決し、絶縁破壊電圧が一定して低く容易
に書込みが行え、しかも安定した高信頼性の書込みが可
能なりICセルを提供することを目的とする。
した問題点を解決し、絶縁破壊電圧が一定して低く容易
に書込みが行え、しかも安定した高信頼性の書込みが可
能なりICセルを提供することを目的とする。
第1図(a)と(blは本発明実施例の断面図であり、
同図において、21はシリコン窒化11i (stJs
t IIQ)、22はS+02膜である。
同図において、21はシリコン窒化11i (stJs
t IIQ)、22はS+02膜である。
本発明においては、llICセルのコンタクトホールを
覆う絶縁11Aを、例えばシリコン窒化膜21と5i0
211a’22の複合膜23で形成したものである。
覆う絶縁11Aを、例えばシリコン窒化膜21と5i0
211a’22の複合膜23で形成したものである。
111記したシリコン窒化膜とSiO2膜との複合絶縁
膜はポリシリコンを含まないものであるので、破壊電圧
を低く抑え、破壊後の抵抗値も低く抑えることができる
と同時に、破壊電圧を低くし、電圧分布の幅も狭くする
ことができるのである。
膜はポリシリコンを含まないものであるので、破壊電圧
を低く抑え、破壊後の抵抗値も低く抑えることができる
と同時に、破壊電圧を低くし、電圧分布の幅も狭くする
ことができるのである。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
第1図(alを参照すると、P型シリコン基板11に形
成したN+型領領域12コンタクトをとるための基板1
1上の第1の絶縁膜13に形成したコンタクト孔は、シ
リコン窒化膜21とSiO2]1ff22からなる第2
の絶縁膜である複合膜23で覆われ、その上にiなどの
材料の電極配線15が形成されている。
成したN+型領領域12コンタクトをとるための基板1
1上の第1の絶縁膜13に形成したコンタクト孔は、シ
リコン窒化膜21とSiO2]1ff22からなる第2
の絶縁膜である複合膜23で覆われ、その上にiなどの
材料の電極配線15が形成されている。
P型シリコン基板の替りに、N型シリコン基板に設けら
れたP型ウェル拡散領域を用いてもよい。
れたP型ウェル拡散領域を用いてもよい。
図示のデバイスは導通のために複合膜23の絶縁破壊を
発生させるBICセルであって、従来例同様、電極配線
15に所定の電圧を印加して複合I+923を絶縁破壊
して導通状態にするかまたはそうすることなく非導通状
態に保つものである。
発生させるBICセルであって、従来例同様、電極配線
15に所定の電圧を印加して複合I+923を絶縁破壊
して導通状態にするかまたはそうすることなく非導通状
態に保つものである。
第1図(alのデバイスは第2図に示す工程によって製
造される。
造される。
第2図(a)参照:
P型シリコン基板11の表面に、950°Cの熱酸化に
よって200人の膜厚の5iO21ff16を形成する
。
よって200人の膜厚の5iO21ff16を形成する
。
第2図(b)参照:
SiO2膜16上に形成したレジスト膜(図示せJ”)
をパターニングし、しかる後に砒素イオン(As’ )
を加速電圧100K(3V% ドーズ3t4 X 10
15cm−2の条件でイオン注入する。図に符号17を
付した点線は注入されたAsイオンを模式的に示す。
をパターニングし、しかる後に砒素イオン(As’ )
を加速電圧100K(3V% ドーズ3t4 X 10
15cm−2の条件でイオン注入する。図に符号17を
付した点線は注入されたAsイオンを模式的に示す。
第2図(C1参照ニ
レジスト膜、 5i02膜16を除去し、全面に酸化膜
(厚さ200人)次いでPSGを1μmの厚さに成長し
て第1の絶縁膜(PSG膜)13を形成する。
(厚さ200人)次いでPSGを1μmの厚さに成長し
て第1の絶縁膜(PSG膜)13を形成する。
第2図(d)参照:
砒素イオンを注入した部分のPSG II央13にコン
タクト孔18を例えばドライエツチングで開口し、開口
部の段差をなだらかな形状にする目的で、1050℃、
N2ガス雰囲気中で10分間熱処理する(リフロー)。
タクト孔18を例えばドライエツチングで開口し、開口
部の段差をなだらかな形状にする目的で、1050℃、
N2ガス雰囲気中で10分間熱処理する(リフロー)。
このとき、基板11に打ち込まれた砒素イオンは活性化
されN+型領領域12形成される。
されN+型領領域12形成される。
第2図(e)参照:
全面にシリコン窒化膜21を50人〜200人の膜厚に
成長し、それをコンタクト孔を覆う如くにパターニング
する。
成長し、それをコンタクト孔を覆う如くにパターニング
する。
第2図(fl参照
次いで、 5i02を5人〜50人の厚さに成長しSi
O2膜22全22する。
O2膜22全22する。
第2図(gl参照:
全面にAlを1μmの厚さにスパッタで被着し、それを
パターニングして電極配線15を形成する。
パターニングして電極配線15を形成する。
上記の方法に代えて、シリコン窒化膜21.5i02膜
22を順に形成し、しかる後にパターニングすると第1
図(blに示されるデバイスが作られる。
22を順に形成し、しかる後にパターニングすると第1
図(blに示されるデバイスが作られる。
複合膜23は、上層/下層を、前記の如(SiO2/5
iJN!として形成するだけでなく、Si3Ng/5i
02として形成してもよく、またはSiO2/5iJN
! / SiO2の如くサンドイッチ状に2種3層に形
成してもよい。要は比誘電率の異なる複数の絶縁膜で複
合膜23を形成することである。
iJN!として形成するだけでなく、Si3Ng/5i
02として形成してもよく、またはSiO2/5iJN
! / SiO2の如くサンドイッチ状に2種3層に形
成してもよい。要は比誘電率の異なる複数の絶縁膜で複
合膜23を形成することである。
第1図(a)の実施例につき実験したところ、複合膜2
3の絶縁破壊後の抵抗値は500Ωと十分低く (従来
例はIKΩ〜IOKΩ)、破壊電圧は18ボルトと小に
なり(従来例は25ボルト)、破壊電圧分礼の幅も±1
ボルト以内に納めることができ(従来例は±7ボルト)
、その他の実施例においてもほぼ同じ結果が得られた。
3の絶縁破壊後の抵抗値は500Ωと十分低く (従来
例はIKΩ〜IOKΩ)、破壊電圧は18ボルトと小に
なり(従来例は25ボルト)、破壊電圧分礼の幅も±1
ボルト以内に納めることができ(従来例は±7ボルト)
、その他の実施例においてもほぼ同じ結果が得られた。
以上述べてきたように本発明によれば、低電圧で容易に
書込みが行え、安定した高信頼性の書込みが実現可能な
りTCが実現される効果がある。
書込みが行え、安定した高信頼性の書込みが実現可能な
りTCが実現される効果がある。
第1図(alと(blは本発明実施例の断面図、第2図
fa)ないしくglは第1図(a)の素子を作る工程を
示す断面図、 第3ifflは従来のBICセルの断面図、第4図と第
5図はBICセルの操作を示すための回路図である。 第1図ないし第3図において、 (
a)11はP型シリコン基板、 12はN+型領領域 13はPSG膜、 14は絶縁膜、 15は電極配線、 16は SiO2膜、 I7はAsイオン、 18はコンタクト孔、
(b)21はシリコン窒化j漠、 22は 5i021模、 23は複合1漠である。 ゝ;じ/′ 本メ亭−E呼1歩P序e+イ艷J断でiコm第1図 篤1図(a) /1% ’r LA’t−3x−n a
@7jn @第2図 %1図(a)n4J εイ乍3xli=4VH3’l!
r第2図
fa)ないしくglは第1図(a)の素子を作る工程を
示す断面図、 第3ifflは従来のBICセルの断面図、第4図と第
5図はBICセルの操作を示すための回路図である。 第1図ないし第3図において、 (
a)11はP型シリコン基板、 12はN+型領領域 13はPSG膜、 14は絶縁膜、 15は電極配線、 16は SiO2膜、 I7はAsイオン、 18はコンタクト孔、
(b)21はシリコン窒化j漠、 22は 5i021模、 23は複合1漠である。 ゝ;じ/′ 本メ亭−E呼1歩P序e+イ艷J断でiコm第1図 篤1図(a) /1% ’r LA’t−3x−n a
@7jn @第2図 %1図(a)n4J εイ乍3xli=4VH3’l!
r第2図
Claims (5)
- (1)一導電型の半導体基板(11)の一部に形成され
た前記基体と反対の導電型領域(12)上に、第1の絶
縁膜(13)に設けられたコンタクト孔を覆う第2の絶
縁膜(23)上の電極配線(15)と前記領域(12)
との導通をとる装置において、前記複合膜は比誘電率の
異なる複数の絶縁膜(21、22)により構成されてな
ることを特徴とする半導体装置。 - (2)前記複合膜(21、22)がそれぞれポリシリコ
ンを含まないシリコン窒化(Si_3N_4)膜(21
)と二酸化シリコン(SiO_2)膜(22)であるこ
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
。 - (3)前記複合膜(23)が、下層のシリコン窒化膜(
21)と上層の二酸化シリコン膜(22)によって構成
されて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。 - (4)前記複合膜(23)が、下層の二酸化シリコン膜
(22)と上層のシリコン窒化膜(21)とによって構
成されて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。 - (5)前記複合膜(23)が、下層と上層の二酸化シリ
コン膜(22)によってはさまれたシリコン窒化膜(2
1)によって構成されて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 (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60268539A JPS62128556A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 半導体装置 |
KR8609946A KR900003030B1 (en) | 1985-11-29 | 1986-11-25 | Programmable device for semiconductor integrated cricuit |
EP86402644A EP0224418B1 (en) | 1985-11-29 | 1986-11-28 | A programmable element for a semiconductor integrated circuit chip |
DE8686402644T DE3677155D1 (de) | 1985-11-29 | 1986-11-28 | Programmierbare vorrichtung fuer halbleiterintegrierten schaltungschip. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60268539A JPS62128556A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 半導体装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5165933A Division JPH0779153B2 (ja) | 1993-06-14 | 1993-06-14 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62128556A true JPS62128556A (ja) | 1987-06-10 |
JPH0439232B2 JPH0439232B2 (ja) | 1992-06-26 |
Family
ID=17459928
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60268539A Granted JPS62128556A (ja) | 1985-11-29 | 1985-11-29 | 半導体装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0224418B1 (ja) |
JP (1) | JPS62128556A (ja) |
KR (1) | KR900003030B1 (ja) |
DE (1) | DE3677155D1 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62281365A (ja) * | 1986-05-09 | 1987-12-07 | アクテル・コ−ポレイシヨン | プログラマブル低インピーダンス・アンチ・ヒューズ素子 |
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 |
JPH03241772A (ja) * | 1990-02-19 | 1991-10-28 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH06120440A (ja) * | 1992-09-09 | 1994-04-28 | Micron Technol Inc | それぞれアンチ・ヒューズ素子を通じて基準電圧線に接続されたメモリー・セルigfetを有するワン・タイム電圧プログラマブル・リード・オンリー・メモリー・アレイ |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5266829A (en) * | 1986-05-09 | 1993-11-30 | Actel Corporation | Electrically-programmable low-impedance anti-fuse element |
US5075249A (en) * | 1988-04-04 | 1991-12-24 | Fujitsu Limited | Method of making a bic memory cell having contact openings with straight sidewalls and sharp-edge rims |
US5354695A (en) | 1992-04-08 | 1994-10-11 | Leedy Glenn J | Membrane dielectric isolation IC fabrication |
US5780323A (en) | 1990-04-12 | 1998-07-14 | Actel Corporation | Fabrication method for metal-to-metal antifuses incorporating a tungsten via plug |
US5614756A (en) | 1990-04-12 | 1997-03-25 | Actel Corporation | Metal-to-metal antifuse with conductive |
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