KR0164945B1 - 반도체 메모리 장치 - Google Patents
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Abstract
퓨즈를 파괴하므로써 결함 비트셀을 용장 비트셀로 대체하는 반도체 메모리 장치는 (a) 상부 절연층(16)을 통해 형성되는 접촉홀(17) 및/또는 상부 및 하부 절연층(16, 10)을 통해 형성되는 접촉홀(17)에 매립되고 고용융점을 갖는 금속으로 이루어지는 플러그(21), (b) 상부 절연층(16)을 통해 형성되는 채널(18)에 형성되고 상기 플러그(21)와 동일한 물질로 이루어지는 퓨즈 및 (c) 상부 절연층(16)상에 형성되고 상기 플러그(21) 및 퓨즈(22)의 대향 단부에 접속되는 상호접속층(24)을 구비하는 것을 특징으로 한다. 반도체 메모리 장치에서, 고용융점을 갖는 금속으로 이루어지고 동시에 플러그(21)에 형성되어 접촉홀(17)을 채우는 금속층(22)은 퓨즈로서 작용한다.
따라서, 종래 기술과 비교하여 제조 단계수를 증가시킴이 없이 저저항 퓨즈를 얻을 수 있는데, 그 결과 비용상승 없이 메모리 장치의 동작 속도를 고속으로 할 수 있다.
Description
제1도는 종래 반도체 메모리 장치에 사용되는 퓨즈의 평면도.
제2a도 내지 2c도는 반도체 메모리 장치를 제조하는 종래 공정 단계를 도시하는 단면도.
제3도는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 메모리 장치의 단면도.
제4도는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 메모리 장치에 사용되는 퓨즈의 평면도.
제5a도 내지 5f도는 제1실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 제조하는 공정 단계를 도시하는 단면도.
제6도는 본 발명의 제2실시예에 따른 반도체 메모리 장치에 사용되는 퓨즈의 평면도.
제7a도 내지 7c도는 제2실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 제조하는 공정 단계를 도시하는 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
14 : 전극 15 : 에칭 스토퍼
6, 10, 16 : 층간 절연층 17 : 접촉홀
18 : 채널 19 : 장벽층
22 : 퓨즈 24 : 상호접속층
[발명의 배경]
[발명의 분야]
본 발명은 반도체 메모리 장치에 관한 것이며, 특히 결함 비트셀을 용장 비트셀로 대체할 수 있는 반도체 메모리 장치에 관한 것이다.
[관련기술의 설명]
최근, 반도체 메모리 장치의 집적도를 증가시킴에 따라서 제조 수율이 악화되는 경향이 있다. 최근의 반도체 메모리 장치는 메모리 셀 어레이에 여분의 용량 비트셀을 저장하여 결함 비트셀을 상기 저장된 용장 비트셀들중 하나의 셀로 대체하므로써 제조 수율의 악화를 방지하였다. 통상적으로, 레이저 빔 방사에 의해 미리 형성된 퓨즈를 파괴하고 회로내의 접속부를 스위칭 하는 단계를 포함하는 공정에 의해 결함 비트셀을 용장 비트셀로 대체하였다.
이 공정에서, 퓨즈로서 사용되는 추가 상호 접속층이 과다하게 형성되지 않는다. 일반적으로, DRAM의 경우에 비트선, SRAM의 경우에 그랜드선(grand line) 또는 EPROM과 같은 비휘발성 메모리 및 플러쉬 메모리(flush memory) 경우에 워드선으로서 사용되는 층과 같은 층이 퓨즈로서 사용된다.
대부분의 경우에, 이와같은 퓨즈는 고농도의 인-도핑된 폴리실리콘, 텅스텐 실리사이드(WSi) 또는 텅스텐 폴리사이드(polycide)로 이루어져 있다. 이와같은 퓨즈 제조 공정은 후술되는 바와 같이 제조 단계수를 증가시키지 않도록 설계된다.
제1도 및 제2a도 내지 2c도를 참조하여 제1종래기술에 대해서 후술한다. 제1도는 종래 DRAM의 퓨즈를 도시하는 평면도이고 제2a도 내지 2c도는 제1도의 선 C-C을 따라서 본 단면도이고 제1도에 도시된 퓨즈 제조 공정을 도시한다.
우선, 소자 격리용 산화물층(2)이 p형 실리콘 기판(1)상에 형성된다. 그리고나서, 게이트 산화물층(3), 게이트(4) 및 n형 확산층(5a 및 5b)을 포함하는 n 채널 MOS 트랜지스터가 형성된 다음 제1층간 절연층(6)으로 전체를 커버한다.
그리고나서, 제1층간 절연층(6)을 통해 n 형 확산층(5a)에 도달되는 제1접촉홀(7)이 형성된다. 다음에, 텅스텐 실리사이드(WSi)로 이루어진 비트선(8)이 접촉홀(7)의 내부 표면상에 형성된다. 퓨즈(9)는 비트선(8)과 동시에 제1층간 절연층(6)상에 형성된다. 그리고나서, 제2층간 절연층(10)으로 전체를 커버한다.
그리고나서, 제1 및 제2층간 절연층(6 및 10)을 통해서 n형 확산층(56)에 도달하는 용량성 접촉홀(11)이 형성된다. 다음에, 접촉홀(11)을 통해서 n형 확산층(5b)과 접촉하게 되는 축적 전극(accumulation electrode)(12)이 형성된다. 축적 전극(12)의 노출된 표면은 용량성 절연층(13)으로 커버되고나서, 이 절연층은 대향 전극(facing electrode)(14)으로 커버된다. 그리고나서, 제2a도에 도시된 바와 같이, 제3층간 절연층(16)으로 커버된다.
그리고나서, n형 확산층(5c) 및 퓨즈(9)에 도달하는 다수의 제2접촉홀(17)이 형성된다. 도시되어 있지는 않지만, 제2접촉홀(17)은 p형 확산층, 워드선, 비트선 및 대향 전극에 도달되어 외부에 노출된다. 그리고나서, 금속으로 이루어진 장벽층(19)으로 전체가 커버된다. 제2b도에 도시된 바와 같이, 텅스텐(W)층(20)으로 또한 커버되므로써 상기 접촉홀(17)은 완전히 채워지게 된다.
그리고나서, 텅스텐층(20)은 비등방적으로 에칭백되어 제2접촉홀(17)내에서 텅스텐 플러그(21)를 형성한다. 다음에, 금속층으로 전체가 커버되고나서, 이 금속층은 패턴닝 되므로써 제2c도에 도시된 바와 같이 금속 상호접속부(24)를 형성한다.
텅스텐 플러그(21)를 형성하는 이유는 다음과 같다. 반도체 메모리 장치를 미세화함에 따라서, 접촉홀의 종횡비는 더욱 크게 된다. 이때문에, 금속만으로 제2접촉홀(17)을 통해서 n형 확산층(5c)과 전기적인 접속을 이룰지라도, 금속은 열악한 단계(step) 커버링 특성을 가져 접속 신뢰도가 낮게 된다. 따라서, 우수한 단계 커버링 특성을 갖는 텅스텐으로 접촉홀을 매립(bury) 하는 것이 바람직하다.
상술된 단계에 의해서 퓨즈가 형성된다. 제2c도에 도시된 장치에서, 전류는 금속 상호접속부(24), 텅스텐 플러그(21), 텅스텐 실리사이드로 이루어진 퓨즈(9), 텅스텐 플러그(21) 및 금속 상호접속부(24)를 순서대로 통과한다.
서두에 언급된 바와 같이, 퓨즈는 폴리실리콘, 실리사이드 또는 폴리사이드로 이루어져 있기 때문에 퓨즈를 제조하기 위한 추가 단계는 불필요하다. 일본 미심사된 특허 공개 공보 제 62-119938호는 폴리실리콘, 실리사이드 및 폴리사이드 대신에 저에너지로 용융되어 파괴될 수 있고 산화물이 비휘발성인 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr) 또는 바나듐(V)으로 이루어진 퓨즈를 이용하는 것을 제안하고 있다. 그러나, W, Mo, Cr 및 V중 하나로 퓨즈를 만드는데에는 추가 단계가 필요로 된다.
제1도 및 제2a도 내지 2c도를 참조하여 언급된 제1종래 기술에서, 퓨즈는 인-도핑된 폴리실리콘, 텅스텐 실리사이드 또는 텅스텐 폴리사이드로 이루어지는데, 이들 모두는 단위 면적당 수백옴의 층저항을 갖는다. 따라서, 이와 같은 물질로 이루어진 메모리 장치의 동작 속도는 단위 면적당 대략 0.1옴의 층 저항을 갖는 텅스텐으로 이루어진 메모리 디바이스와 비교하여 볼때 감소된다.
제2종래 기술인 제 62-119938호에서, 퓨즈는 텅스텐과 같은 금속으로 이루어진다. 그러나, 이 종래 기술에서, 퓨즈와 관계되는 상호접속부는 알루미늄보다 높은 저항율을 갖는 텅스텐으로 이루어져 있기 때문에 제1종래 기술의 문제와 같은 문제가 초래된다. 게다가, 제2종래 기술은 부가적으로 포토리소그래피 단계와, 텅스텐층을 형성하는 에칭 단계와, 퓨즈를 패턴닝하는 단계를 부가적으로 포함해야만 하므로 제조 단계수의 증가를 피할 수 없다.
[발명의 요약]
본 발명의 목적은 제조 단계수를 증가시킴이 없이 보다 낮은 저항을 갖는 반도체 메모리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 (a) 상부 절연층을 통해 형성된 접촉홀 및/또는 상부 및 하부 절연층을 통해 형성된 접촉홀에 매립되고 고용융점을 갖는 금속으로 이루어진 플러그와, (b) 상부 절연층을 통해 형성된 채널내에 형성되고 상기 플러그의 물질과 동일한 물질로 이루어진 퓨즈와, (c) 상부 절연층상에 형성되고 상기 플러그 및 상기 퓨즈의 대향 단부에 접속된 상호접속층을 포함하는 반도체 메모리 셀을 제공하는 것이다.
본 실시예에서, 고용융점을 갖는 금속은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr) 또는 바나듐(V)으로부터 선택된다.
본 실시예에서, 반도체 메모리 장치는 퓨즈 또는 장벽층 밑에 배치되는 전기 도전층을 또한 포함한다. 이 도전층은 채널이 형성되는 동안에 에칭 스토퍼로서 작용한다.
본 실시예에서, 상기 도전층은 저절연층상에 형성되는 상호 접속층 또는 전극물질과 동일한 물질로 이루어져 있다.
본 실시예에서, 상부 및 하부 절연층은 붕소-인 규산 유리(BPSG)층으로 이루어져 있다.
본 실시예에서, 전기 도전층은 (a) 폴리실리콘, (b) 고용융점을 갖는 금속 실리사이드 또는 (c) 폴리실리콘 및 고용융점을 갖는 금속 실리드의 결합 물질로부터 선택된 물질로 이루어져 있다.
본 실시예에서, 상호접속층은 알루미늄으로 이루어져 있다.
본 실시예에서, 반도체 메모리 장치는 상부 절연층 및 상호접속층간에, 또한 퓨즈 및 상호접속층간에 그리고 퓨즈 및 상호접속층간에 배치된 장벽층을 포함한다. 장벽층은 금속으로 이루어져 있다.
본 실시예에서, 장벽층은 Ti/TiN으로 이루어져 있다.
본 발명은 (a) 상부 절연층을 통해 형성된 접촉홀 및/또는 상부 및 하부 절연층을 통해 형성된 접촉홀에 매립되고 고용융점을 갖는 금속으로 이루어진 플러그와, (b) 상부 절연층을 통해 형성된 채널내에 형성되고 상기 플러그 물질과 동일한 물질로 이루어진 퓨즈와, (c) 상기 퓨즈밑에 배치되고 금속으로 이루어진 장벽층 및 (d) 상부 절연층상에 형성되고 상기 플러그 및 상기 퓨즈의 대향 단부에 접속되는 상호 접속층을 포함하는 반도체 메모리 셀을 제공하는 것이다.
본 실시예에서, 반도체 메모리 장치는 또한 플러그를 주변(suroundings)으로부터 분리시키는 제2장벽층을 포함한다.
본 실시예에서, 제2장벽층은 장벽층 물질과 동일한 물질로 이루어져 있다.
본 실시예에서, 장벽층은 상부 절연층 및 상호접속층간에서 확장된다.
본 실시예에서, 제2장벽층은 상부 절연층 및 상호접속층간에서 확장된다.
상술된 본 발명에 의해 얻어지는 장점이 이하에 후술될 것이다.
본 발명을 따른 반도체 메모리 장치에서, 플러그와 동시에 형성되어 상기 플러그와 더불어 제2접촉홀을 매립하는 고용융점을 갖는 금속으로 이루어진 층이 퓨즈로서 사용된다. 따라서, 종래 기술보다 제조 단계수를 증가시킴이 없이 저저항성 퓨즈를 얻을 수 있다. 따라서, 본 발명은 비용 상승없이 메모리 장치의 동작 속도를 보다 빠르게 한다.
게다가, 텅스텐과 같은 고용융점을 갖는 금속으로 퓨즈를 만들므로써 저에너지로 퓨즈를 용융하거나 파괴할 수 있다. 또한, 퓨즈가 용융되거나 파괴될때 생성되는 산화물을 손쉽게 제거하는 부수 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 상기 목적 및 그외 다른 목적과 장점이 첨부한 도면을 참조하여 후술되는데, 전체 도면에서 동일하거나 유사한 소자에는 동일한 참조번호가 병기된다.
[본 실시예의 설명]
[실시예 1]
제3도는 본 발명의 제1실시예에 따른 반도체 메모리 장치를 도시한다. 제4도는 제3도에 도시된 반도체 메모리 장치에 사용되는 퓨즈만을 도시한 것이며, 제3도는 제4도의 선 A-A를 따라서 본 단면도이다.
제3도 및 4도에 도시된 바와 같이, 퓨즈(22)는 제3층간 절연층(16)에 형성된 채널(18)에 매립되어, 상기 채널(18)이 상기 퓨즈(22)로 채워지도록 한다. 채널(18)은 제2접촉홀(17)과 동시에 형성되고 퓨즈(22)는 제2접속홀(17)을 채우는 텅스텐 플러그(21)와 동시에 형성된다.
금속으로 이루어진 장벽층(19)이 퓨즈(22) 밑에 형성되며, 상기 금속 밑에는 에칭 스토퍼(15)가 또한 형성된다. 에칭 스토퍼(15)는 캐패시터의 대향 전극(14)과 동시에 형성되어 데이타를 저장한다. 에칭 스토퍼(15)는 채널(18)이 형성되는 동안 스토퍼층으로서 작용한다. 특히, 비교적 얕게 되는 채널(18)은 제2접촉홀(17)과 동시에 형성되고 그에 따라서 에칭 스토퍼(15)는 채널(18)이 너무 깊게 형성되지 않도록 한다.
장벽층(19)은 Ti/TiN과 같은 금속으로 이루어져 있다. 장벽층(19)은 퓨즈(22)를 제3층간 절연층(16) 및 에칭 스토퍼(15)와 분리시킨다. 장벽층(19)은 제3층간 절연층(16) 및 상호접속층(24)간에서 확장되어 상호접속층(24)을 제3층간 절연층(16)과 물리적으로 분리시킨다. 장벽층(19)은 또한 텅스텐 플러그(22)를 제3층간 절연층(16), 제2층간 절연층(10) 및 제1층간 절연층(6)과 같은 주변과 분리시킨다.
제3도에 도시된 단면도와 동일한 단면도를 도시하는 제5a도 내지 5f도를 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따라서 반도체 메모리 장치를 제조하는 방법이 후술될 것이다.
제5a도에 도시된 바와 같이, 800 ℃ 내지 1200 ℃ 범위의 온도에서 300㎚ 내지 400㎚ 범위의 두께로 선택적으로 산회되므로써 단결정 p형 실리콘 기판(1)의 표면상에 소자 격리용 산화물층(2)을 우선 형성한다. 그리고나서, 700 ℃ 내지 800 ℃ 범위의 온도에서 열 산화가 실행되므로써 10㎚ 내지 20㎚ 범위의 두께를 갖는 게이트 산화물층(3)을 형성한다.
그리고나서, 화학적 증기 증착(CVD)에 의해 폴리실리콘층을 대략 150㎚ 두께로 증착시킨다. 그리고나서, 폴리실리콘층은 게이트(4)를 형성하도록 패터닝된 다음, 이온 주입이 마스크로서 작용하는 게이트(4)에 실행되어 소스 및 드레인 영역으로서 작용하는 n형 확산층(5a 및 5b)을 형성한다. 대략 100㎚의 두께를 갖는 실리콘 산화물층 및 대략 200㎚의 두께를 갖는 붕소인 규산 유리(BPSG)층으로 이루어진 제1층간 절연층(6)이 증착된다.
그리고나서, 제5b도에 도시된 바와 같이, MOS 트랜지스터의 n형 확산층(5a)상에 포토리소그래피 기술 및 비등방성 에칭에 의해 제1접촉홀(7)이 형성된다. 제1접촉홀(7)은 스퍼터링에 의해 대략 100㎚ 두께를 갖는 텅스텐 실리사이드층으로 커버되고나서 이 텅스텐 실리사이드층의 불필요한 부분은 포토리소그래피 기술 및 비등방성 에칭에 의해 제거되어 제1접촉홀(7)내에 비트선(8)을 형성시킨다. 그리고나서, BPSG층으로 이루어지고 대략 200㎚ 두께를 갖는 제2층간 절연층(10)은 CVD에 의해 증착된다.
그리고나서, 제5c도에 도시된 바와 같이, 포토리소그래피 기술 및 비등방성 에칭에 의해 용량성 접촉홀(11)이 MOS 트랜지스터의 n형 확산층(5b)상에 형성된다. CVD에 의해 200㎚ 내지 300㎚ 범위의 두께를 갖는 폴리실리콘층이 용량성 접촉홀(11)내에 증착된다. 인이 폴리실리콘층으로 확산된 후, 폴리실리콘층의 불필요한 부분은 포토리소그래피 및 비등방성 에칭에 의해 제거되므로써 제5c도에 도시된 바와 같이 축적 전극(12)을 형성한다.
그리고나서, 대략 10㎚의 두께를 갖는 실리콘 질화물층 및 대략 150㎚의 두께를 갖는 폴리실리콘층이 순서대로 CVD에 의해 증착된다. 인이 폴리실리콘층으로 확산되어 이 폴리실리콘층의 저항을 보다 낮게한 후, 실리콘 질화물층 및 폴리실리콘층의 불필요한 부분은 포토리소그래피 기술 및 비등방성 에칭에 의해 제거되므로써 용량성 절연층(13) 및 대향 전극(14)을 형성한다. 두개의 층의 불필요한 부분을 제거시, 두개의 층들은 퓨즈가 형성되는 에리어에 남게 된다. 따라서, 제거되지 않은 폴리실리콘층은 에칭 스토퍼로서 작용한다. 그리고나서, BPSG로 이루어지고 대략 200㎚의 두께를 갖는 제3층간 절연층 CVD에 의해 증착된다.
그리고나서, 제5d도에 도시된 바와 같이, 다수의 제2접촉홀(17)(이 홀들중 단지 하나의 홀만이 제5d도에 도시된다)은 n형 확산층(5a 및 5b), p형 확산층(도시되지 않음), 게이트(4), 비트선(8) 및 대향 전극(14)과 같은 소정 에리어상에 CF4및 CHF3를 함유하는 혼합 개스를 이용하여 포토리소그래피 기술 및 비등방성 에칭에 의해 형성된다. 동시에, 퓨즈가 형성되는 에리어가 에칭되므로써 이 에리어내에 채널(18)을 형성한다. 에칭 스토퍼(15)가 채널(18)이 형성되는 에리어에 이미 형성되었기 때문에, 채널이 에칭에 의해 형성될때 제3층간 절연층(16)만이 에칭된다.
대향 전극(14)이 본 실시예에서 폴리실리콘으로 이루어졌지만, 대향 전극(14)은 텅스텐 실리사이드와 같은 고용융점을 갖는 금속 실리사이드 또는 폴리실리콘 및 고용융점을 갖는 금속 실리사이드로 이루어진 다층으로 이루어질 수 있다. 대향 전극(14)이 이와 같은 금속으로 이루어지는 경우, 에칭 스토퍼(15)는 반드시 동일한 물질로 이루어진다.
그리고나서, Ti/TiN의 다층으로 이루어진 장벽층(19)이 150㎚의 두께로 증착된다. 또한, 텅스텐과 같은 고용융점을 갖는 금속으로 이루어진 층(20)이 CVD에 의해 500㎚ 내지 1000㎚ 범위 두께로 증착되므로써 제2접촉홀(17) 및 채널(18) 모두가 제5d도에 도시된 바와 같이 채워진다.
그리고나서, 제5e도에 도시된 바와 같이 텅스텐층(20)은 비등방적으로 에칭백되어 텅스텐은 제2접촉홀(17) 및 채널(18)에만 남게 된다. 따라서, 텅스텐 플러그(21)는 제2접촉홀(17)에 형성되고 텅스텐으로 이루어진 퓨즈(22)는 채널(18)에 형성된다. 그리고나서, 스퍼터링에 의해 대략 500㎚의 두께를 갖는 알루미늄층으로 전체가 커버되므로써 상호접속부(24)가 형성되는 층(23)을 형성한다.
그리고나서, 제5f도에 도시된 바와 같이, 층(23) 및 장벽층(19)의 불필요한 부분은 제거되거나, 층(23) 및 장벽층(19)은 포토리소그래피 기술 및 비등방성 에칭에 의해 패턴닝 되므로써 알루미늄으로 이루어진 상호접속층(24)을 형성한다. Cl2및 BCl3를 함유하는 혼합 개스가 비등방성 에칭에 사용되는 경우, 알루미늄으로 이루어진 층(23) 및 Ti/TiN으로 이루어진 장벽층(19)은 손쉽게 에칭되지만, 텅스텐으로 이루어진 플러그(21) 및 퓨즈(22)는 거의 에칭되지 않는다.
[실시예 2]
제6도 및 7a도 내지 7c도를 참조하여 본 발명을 따른 제2실시예가 이하에 설명될 것이다. 제6도는 제2실시예에서 사용되는 퓨즈를 도시하는 평면도이고 제7a도 내지 7c도는 본 발명을 따라서 반도체 메모리 장치를 제조하는 공정 단계를 도시한다. 제7a도 내지 7c도는 제6도의 선을 따라서 본 단면도이다.
제1실시예를 도시하는 제4도와 제2실시예를 도시한 제6도를 비교하여 알 수 있는 바와 같이, 제2실시예는 장벽층(19)이 채널(18)의 내부 표면을 따라서 형성되지 않는다는 것만이 제1실시예와 상이하다. 게다가, 제2실시예에 따라서 반도체 메모리 장치를 제조하는 공정은 텅스텐과 같은 고용융점 금속으로 제2접촉홀(17) 및 채널(18)을 채우는 단계 및 장벽층(19)을 형성하는 단계 순서가 상이하다는 점에서 제1실시예와 상이하다. 이들 두가지 단계를 제외한 나머지 단계는 제1 및 제2실시예간에서 기본적으로 공통된다. 따라서, 제2접촉홀(17) 및 채널(18)에 고용융점 금속을 증착시키는 단계 다음에 실행될 단계가 후술된다.
제2실시예에 사용되는 방법에서, 제5a도 내지 5c도를 참조하여 설명되는 단계가 또한 실행된다. 그리고나서, 제7a도에 도시된 바와 같이, 다수의 제2접촉홀(17)(이 홀들중 하나의 홀만이 제7a도에 도시된다)은 n형 확산층(5a 및 5b), p형 확산층(도시되지 않음), 게이트(4), 비트선(8) 및 대향 전극(14)과 같은 소정 에리어상에 CF4및 CHF3를 함유하는 혼합 개스를 이용하여 포토리소그래피 기술 및 비등방성 에칭에 의해 형성된다. 동시에, 퓨즈가 형성되는 에리어가 또한 에칭되므로써 이 에리어내에서 채널을 형성한다. 그리고나서, 텅스텐과 같은 고용융점을 갖는 금속은 제2접촉홀(17) 및 채널(18)이 채워지도록 제2접촉홀(17) 및 채널(18)에 선택적으로 증착되므로써 텅스텐 플러그(21) 및 퓨즈(22)를 형성한다.
그리고나서, 제7b도에 도시된 바와 같이, Ti/TiN과 같은 금속으로 이루어진 장벽층(19)이 대략 150㎚ 두께로 증착되고, 이 장벽층(19)상에 알루미늄과 같은 금속으로 이루어진 층(23)이 스퍼터링에 의해 대략 500㎚ 두께로 증착된다.
그리고나서, 제7c도에 도시된 바와 같이, 층(23) 및 장벽층(19)의 불필요한 부분이 제거되거나 층(23) 및 장벽층(19)이 포토리소그래피 기술 및 비등방성 에칭에 의해 패턴닝되므로써 알루미늄으로 이루어진 상호접속층(24)을 형성한다.
본 실시예에서 서술된 바와 같이, 제2접촉홀을 채우는 텅스텐과 같은 고용융점을 갖는 금속이 퓨즈로서 사용된다. 따라서, 종래 기술과 관계하여 제조 단계수를 증가시킴이 없이 저저항성 퓨즈를 얻을 수 있다.
상기 실시예에서, 퓨즈를 이루는 고용융점 금속으로서 텅스텐(W)이 예시되었다. 이 텅스텐(W)은 CVD에 사용되는 소스 개스로서 손쉽게 취급되고 실리콘과 반응하지 않기 때문에 바람직하다. 그러나, 텅스텐은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr) 및 바나듐(V)과 같은 고용융점을 갖는 다른 금속으로 대체될 수 있다.
또한, 본 발명은 SRAM, EPROM, EEPROM 및 플러쉬 메모리 뿐만 아니라 DRAM과 같은 각종 반도체 메모리 장치에 적용될 수 있다.
본 발명이 바람직한 실시예와 관련하여 서술되었지만, 본 발명은 이들 특정 실시예에만 국한되지 않는다. 따라서, 당업자는 본 발명의 원리 및 영역을 벗어남이 없이 각종 수정 및 변경을 행할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.
Claims (9)
- 퓨즈를 파괴하여 결합 비트셀을 용장 비트셀로 대체하는 반도체 메모리 장치에 있어서, 상부 절연층(16)을 통해 형성되는 접촉홀(17) 및/또는 상부 및 하부 절연층(16, 10)을 통해 형성되는 접촉홀(17)에 매립되고 고용융점을 갖는 금속으로 이루어지는 플러그(21)와, 상기 상부 절연층(16)을 통해 형성되는 채널(18)에 형성되고 상기 플러그(21)와 동일한 물질로 이루어진 퓨즈(22)와, 상기 상부 절연층(16)상에 형성되고 상기 플러그(21) 및 상기 퓨즈(22)의 대향 단부에 접속되는 상호접속층(24)을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 퓨즈(22) 밑에 배치되고 금속으로 이루어진 장벽층(19)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 고용융점을 갖는 상기 금속은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr) 또는 바나듐(V)으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 퓨즈(22) 밑에 배치되고 상기 채널(18)이 형성되는 동안 에칭 스토퍼로서 작용하는 전기도전층(15)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
- 제4항에 있어서, 상기 도전층(15)은 전극(14) 또는 상기 하부 절연층(10)상에 형성되는 상호접속층과 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 전기 도전층(15)은 (a) 폴리실리콘, (b) 고용융점을 갖는 금속 실리사이드 또는 (c) 고용융점을 갖는 금속 실리사이드 및 폴리실리콘의 결합 물질로부터 선택되는 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 상부 절연층(16) 및 상기 상호접속층(24)간에 배치되며, 또한 상기 퓨즈(22) 및 상기 상호접속층(24)간에 배치되며, 게다가 상기 플러그(21) 및 상기 상호접속층(24)간에 배치되고 금속으로 이루어진 장벽층(19)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
- 제2항에 있어서, 상기 플러그(21)를 주변으로부터 분리시키는 제2장벽층(19)을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
- 제8항에 있어서, 상기 제2장벽층(19)은 상기 장벽층(19)과 동일한 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 메모리 장치.
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