KR101128884B1 - Anti fuse of semiconductor device - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 반도체 소자의 안티퓨즈는 활성영역 상부를 지나는 절연막과 상기 절연막 상부에 구비된 게이트와 상기 게이트와 가장 인접한 영역에 구비된 센터 콘택플러그 및 상기 센터 콘택플러그를 중심으로 상기 게이트 장축방향으로 일정간격 이격되되, 상기 센터 콘택플러그로부터 멀어질수록 상기 게이트와 이격된 간격이 순차적으로 증가되도록 배열되는 다수개의 주변 콘택플러그들을 포함함로써, 절연막의 파괴가 활성영역의 중앙부에서 이루어지도록 하여 열관련 신뢰성 평가에서 재산화(re-oxidation)에 의한 급격히 저항이 증가되는 것을 방지하여 안티퓨즈의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.The antifuse of the semiconductor device according to the present invention includes an insulating film passing over an active region, a gate provided on the insulating film, a center contact plug provided in an area closest to the gate, and a center contact plug in the gate long axis direction. It includes a plurality of peripheral contact plugs spaced apart from the center contact plug, and arranged so as to sequentially increase the spaced distance from the gate as the distance from the center contact plug, so that the breakdown of the insulating film is made in the center portion of the active region, In the reliability evaluation, it is possible to prevent the sudden increase in resistance due to re-oxidation, thereby improving the reliability of the anti-fuse.

안티퓨즈, 절연막 파괴, 활성영역 Anti-fuse, insulation film breakdown, active area

Description

반도체 소자의 안티 퓨즈{Anti fuse of semiconductor device}Anti-fuse of semiconductor device

본 발명은 반도체 소자의 안티퓨즈에 관한 것으로, 보다 자세하게는 후속 열 스트레스에 의한 산화 절연막 형성을 줄일수 있는 안티퓨즈에 관련된 것이다. The present invention relates to an antifuse of a semiconductor device, and more particularly, to an antifuse which can reduce the formation of an oxide insulating film due to subsequent thermal stress.

반도체 장치, 특히 메모리 장치는 제조 시에 수많은 메모리 셀 중에서 한 개라도 결함이 있으면 메모리로서의 기능을 수행하지 못하므로 불량품으로 처리된다. 그러나 메모리 내의 일부 메모리 셀에만 결함이 발생하였는데도 불구하고 메모리 장치 전체를 불량품으로 폐기하는 것은 생산성 측면에서 비효율적이다. 따라서 현재는 메모리 소자 내에 미리 제조해 둔 리던던시 셀(redundancy cell)을 이용하여 불량 메모리 셀을 대체함으로써, 전체 소자를 되살려 주는 방식으로 수율(yield)을 향상시키고 비용을 절감하고 있다.A semiconductor device, in particular a memory device, is treated as a defective product because it fails to function as a memory if any one of many memory cells is defective at the time of manufacture. However, in spite of defects in only some memory cells in the memory, disposing of the entire memory device as defective is inefficient in terms of productivity. Accordingly, by replacing a defective memory cell using a redundancy cell previously manufactured in the memory device, the yield is improved and the cost is reduced by reviving the entire device.

리던던시 셀을 이용한 리페어 작업은 일정 메모리 셀 어레이(memory cell array)마다 리던던시 로우(redundancy Row)와 리던던시 칼럼(redundancy column)을 미리 제조해둠으로서, 결함이 발생된 불량 메모리 셀이 존재하는 메모리 셀의 로우 또는 칼럼을 리던던시 로우 또는 리던던시 칼럼으로 대체하는 방식이다. 예를 들어, 웨이퍼 가공 완료 후 테스트를 통해 불량 메모리 셀이 발견되면, 불량 메모리 셀에 대한 어드레스를 리던던시 셀의 어드레스로 바꾸어 주는 프로그램 동작을 내부회로에서 수행하게 된다. 따라서 반도체 메모리 장치의 실제 사용 시에 불량 라인에 해당하는 어드레스 신호가 입력되면 이 불량 라인을 액세스하는 대신에 리던던시 라인을 액세스하도록 하는 것이다.The repair operation using the redundancy cell is to prepare a redundancy row and a redundancy column for each memory cell array in advance so that a defective memory cell having a defective memory cell exists. Replace rows or columns with redundancy rows or redundancy columns. For example, if a bad memory cell is found through a test after wafer processing is completed, a program operation for replacing an address of the bad memory cell with the address of the redundancy cell is performed in the internal circuit. Therefore, when an address signal corresponding to a bad line is input in actual use of the semiconductor memory device, the redundancy line is accessed instead of the bad line.

통상적인 리페어 작업은 퓨즈(fuse)를 많이 이용한다. 그러나 퓨즈를 이용하여 반도체 소자를 리페어하는 방식은 웨이퍼 상태에서 리페어를 하기 때문에, 패키지까지 완료된 상태에서 불량 셀이 존재하는 것으로 판명된 경우에는 적용할 수 없는 한계가 존재한다. 따라서 이러한 한계를 극복할 필요가 있는데, 퓨즈 방식의 한계를 극복하기 위한 것으로 개발된 것이 안티퓨즈(Antifuse) 방식이다.Typical repair operations use a lot of fuses. However, since a semiconductor device is repaired using a fuse, the repair is performed in a wafer state, and thus there is a limit that cannot be applied when it is found that a defective cell exists in a state in which a package is completed. Therefore, it is necessary to overcome these limitations. The antifuse method was developed to overcome the limitations of the fuse method.

안티퓨즈는 패키지 단계에서도 간단하게 결함 구제를 위한 프로그램을 할 수 있다. 일반적으로 안티퓨즈 소자는 퓨즈 소자와 반대되는 전기적 특성을 갖는다. 즉, 안티퓨즈는 일반적으로 저항성 퓨즈 소자로서, 프로그램 되지 않은 상태에서는 높은 저항을 가지며 프로그램 동작 이후에는 낮은 저항을 가지게 된다. 안티퓨즈 소자는 일반적으로 이산화규소(SiO2), 실리콘 나이트라이드(silicon nitride), 탄탈륨 옥사이드(tantalum oxide) 또는 ONO(silicon dioxide - silicon nitride - silicon dioxide)와 같은 유전체가 두 개의 도전체 사이에 끼어 있는 복합체 등과 같은 매우 얇은 유전체 물질로 구성된다. 안티퓨즈의 프로그램 동작은 충분한 시간 동안 안티퓨즈 단자들을 통해 고전압을 인가하여 양 도전체 사이의 유전체를 파괴하는 방식으로 프로그래밍한다. 따라서, 안티퓨즈가 프로그램되면 안티퓨즈의 양 단의 도전체가 단락되어 저항은 작은 값이 된다. 따라서 안티퓨즈의 기본 상태는 전기적으로 오픈 상태이며, 고전압이 인가되어 프로그래밍 되면 전기적으로 단락 상태이다.Antifuse can be programmed for fault relief simply at the package level. In general, antifuse devices have opposite electrical characteristics as fuse devices. In other words, the anti-fuse is generally a resistive fuse device, which has a high resistance when not programmed and a low resistance after a program operation. Antifuse devices typically have a dielectric such as silicon dioxide (SiO2), silicon nitride, tantalum oxide or silicon dioxide-silicon nitride-silicon dioxide (ONO) sandwiched between two conductors. It is composed of very thin dielectric materials such as composites. The program operation of the antifuse is programmed in such a way as to break the dielectric between both conductors by applying a high voltage through the antifuse terminals for a sufficient time. Therefore, when the antifuse is programmed, the conductors at both ends of the antifuse are shorted so that the resistance becomes a small value. Thus, the antifuse's default state is an electrically open state and is electrically shorted when a high voltage is applied and programmed.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 소자의 안티퓨즈를 나타낸 평면도이다.1 is a plan view illustrating an antifuse of a semiconductor device according to the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 반도체 소자의 안티퓨즈는 소자분리막(14)으로 정의되는 활성영역(12)을 포함하는 반도체 기판(10) 상에 형성된 게이트 절연막(미도시) 및 게이트 절연막(미도시) 상에 형성된 게이트(16)와, 활성영역(12) 상에 구비되고 게이트(16)와 일정한 간격으로 이격된 콘택플러그들(18)과, 콘택플러그들(18) 상부에 접속되는 도전배선(20)을 포함한다. 안티퓨즈는 게이트(16)와 콘택플러그들(18) 사이에 고전압을 인가함으로써 게이트 절연막(미도시)이 파괴됨으로써 동작되는 것이 일반적이다. 이때, 게이트 절연막(미도시)이 파괴되는 지역은 콘택플러그들(18)과 인접한 영역 중 랜덤(random)하게 발생된다. 특히, 콘택플러그들(18) 중 활성영역(12)의 가장자리에 있는 콘택플러그 즉, 소자분리막(14)과 인접한 영역에 위치한 콘택플러그와 인접한 위치에 구비된 게이트 절연막이 파괴되는 경우에는 게이트 절연막이 파괴되었음에도 불구하고 후속에서 수행되는 신뢰성 평가(예를 들면, 열 스트레스(stress) 또는 열 사이클(cycle))에서 반도체 기판(10)과 게이트(16) 사이의 계면에서 재 산화(re-oxidation)되어 페일(fail)이 유발되는 문제가 있다. As shown in FIG. 1, an antifuse of a semiconductor device according to the related art includes a gate insulating film (not shown) and a gate formed on a semiconductor substrate 10 including an active region 12 defined as an isolation layer 14. A gate 16 formed on the insulating layer (not shown), contact plugs 18 provided on the active region 12 and spaced apart from the gate 16 at regular intervals, and connected to the upper portions of the contact plugs 18. The conductive wiring 20 is included. The antifuse is generally operated by breaking a gate insulating film (not shown) by applying a high voltage between the gate 16 and the contact plugs 18. At this time, a region where the gate insulating layer (not shown) is destroyed is randomly generated among the regions adjacent to the contact plugs 18. In particular, when the contact plug at the edge of the active region 12 of the contact plugs 18, that is, the gate insulating film provided at a position adjacent to the contact plug located in the region adjacent to the device isolation layer 14, is destroyed, In spite of being destroyed, it is re-oxidized at the interface between the semiconductor substrate 10 and the gate 16 in a subsequent reliability assessment (e.g., thermal stress or thermal cycle). There is a problem that causes a fail (fail).

본 발명은 반도체 소자의 안티퓨즈가 동작됨에 있어서, 활성영역 가장자리에 위치한 콘택들과 인접한 게이트 절연막이 파괴되는 경우 신뢰성 평가에서 페일이 유발되어 정확히 평가되지 않는 문제를 해결하고자 한다. In the anti-fuse of a semiconductor device, the present invention is intended to solve the problem of failing to accurately evaluate the failure in the reliability evaluation when the gate insulating layer adjacent to the contacts located at the edge of the active region is destroyed.

본 발명의 반도체 소자의 안티퓨즈는 활성영역 상부를 지나는 절연막과 상기 절연막 상부에 구비된 게이트와 상기 게이트와 가장 인접한 영역에 구비된 센터 콘택플러그 및 상기 센터 콘택플러그를 중심으로 상기 게이트 장축방향으로 일정간격 이격되되, 상기 센터 콘택플러그로부터 멀어질수록 상기 게이트와 이격된 간격이 순차적으로 증가되도록 배열되는 다수개의 주변 콘택플러그들을 포함하는 것을 특징으로 한다.The anti-fuse of the semiconductor device of the present invention is a constant in the longitudinal direction of the gate around the center contact plug and the center contact plug provided in the insulating film passing over the active region, the gate provided on the insulating film and the region closest to the gate, and the center contact plug. And a plurality of peripheral contact plugs spaced apart from each other and arranged to sequentially increase the spaced distance from the gate as the distance from the center contact plug increases.

이때, 상기 센터 콘택플러그는 상기 활성영역의 중앙부에 접속되는 것을 특징으로 한다.In this case, the center contact plug is connected to a central portion of the active region.

그리고, 상기 센터 콘택플러그는 상기 활성영역 내 소스 또는 드레인 영역의 중앙부와 접속되는 것을 특징으로 한다.The center contact plug may be connected to a central portion of the source or drain region in the active region.

그리고, 상기 주변 콘택플러그들은 상기 활성영역과 접속되는 것을 특징으로 한다.The peripheral contact plugs may be connected to the active area.

그리고, 상기 절연막과 상기 게이트는 동일한 폭을 갖는 것을 특징으로 한다.The insulating film and the gate may have the same width.

그리고, 상기 센터 콘택플러그 및 상기 다수개의 주변 콘택플러그들 상부에 접속되며 상기 게이트와 이격된 도전배선을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.And a conductive wiring connected to the center contact plug and the plurality of peripheral contact plugs and spaced apart from the gate.

또한, 상기 센터 콘택플러그 및 상기 다수개의 주변 콘택플러그들은 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 한다.In addition, the center contact plug and the plurality of peripheral contact plugs are characterized in that the same size.

그리고, 상기 반도체 소자의 안티 퓨즈에 전압이 가해지는 경우 상기 센터 콘택플러그와 상기 게이트 사이에 걸리는 전계가 가장 큰 것을 특징으로 한다.When the voltage is applied to the anti-fuse of the semiconductor device, the electric field applied between the center contact plug and the gate is the largest.

그리고, 상기 반도체 소자의 안티 퓨즈에 전압이 가해지는 경우 상기 센터 콘택플러그 주변에 구비된 절연막이 파괴되는 것을 특징으로 한다.In addition, when a voltage is applied to the anti-fuse of the semiconductor device, an insulating film provided around the center contact plug is destroyed.

또한, 상기 센터 콘택플러그는 상기 다수개의 주변 콘택플러그들의 폭보다 큰 것을 특징으로 한다.In addition, the center contact plug may be larger than a width of the plurality of peripheral contact plugs.

이때, 상기 다수개의 주변 콘택플러그들의 폭은 상기 센터 콘택플러그를 중심으로 상기 게이트 장축방향으로 멀어질수록 상기 센터 콘택플러그의 폭보다 순차적으로 작아지는 것을 특징으로 한다.In this case, the widths of the plurality of peripheral contact plugs may be sequentially smaller than the widths of the center contact plugs as the widths of the plurality of peripheral contact plugs move away from the center contact axis direction.

그리고, 상기 센터 콘택플러그 및 상기 다수개의 주변 콘택플러그들의 중심은 상기 게이트의 장축방향과 평행한 일직선 상에 위치하는 것을 특징으로 한다.In addition, the center of the center contact plug and the plurality of peripheral contact plugs may be located on a straight line parallel to the long axis direction of the gate.

그리고, 상기 센터 콘택플러그에 전류가 집중되는 것을 특징으로 한다.The current is concentrated in the center contact plug.

그리고, 상기 센터 콘택플러그의 주변에 구비된 절연막이 파괴되는 것을 특징으로 한다.In addition, the insulating film provided around the center contact plug is destroyed.

본 발명은 게이트 절연막의 파괴가 랜덤한 영역에서 이루어지도록 하는 것이 아니라 활성영역의 중앙부에서 이루어지도록 함으로써, 열관련 신뢰성 평가에서 재산화(re-oxidation)에 의한 급격히 저항이 증가되는 것을 방지하여 안티퓨즈의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 효과를 제공한다.According to the present invention, the breakdown of the gate insulating film is performed in the center portion of the active region rather than in a random region, thereby preventing the sudden increase in resistance due to re-oxidation in the heat-related reliability evaluation. Provides the effect of improving the reliability of the.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따라 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings in accordance with an embodiment of the present invention will be described in detail.

도 2a는 본 발명의 1 실시예에 따른 반도체 소자의 안티퓨즈를 나타낸 평면도이고, 도 2b는 본 발명의 1 실시예에 따른 반도체 소자의 안티퓨즈의 E-field를 나타낸 개략도이며, 도 3a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 안티퓨즈를 나타낸 평면도이고, 도 3b는 본 발며의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 안티퓨즈의 전류 클라우딩(current clouding)을 나타낸 개략도이다. FIG. 2A is a plan view illustrating an antifuse of a semiconductor device according to an exemplary embodiment of the present disclosure, FIG. 2B is a schematic view illustrating an E-field of an antifuse of a semiconductor device according to an embodiment of the present disclosure, and FIG. 3 is a plan view illustrating an antifuse of a semiconductor device according to a second exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a schematic diagram showing current clouding of antifuse of the semiconductor device according to the second exemplary embodiment of the present invention.

도 2a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 안티퓨즈는 소자분리막(104)으로 정의되는 활성영역(102)을 포함하는 반도체 기판(100) 상에 형성된 게이트 절연막(미도시) 및 게이트 절연막(미도시) 상부에 형성되고 게이트 절연막(미도시)과 동일한 폭을 갖는 게이트(106)와, 활성영역(102) 상부에 형성되며 게이트(106)와 가장 인접한 콘택플러그(108a)와, 콘택플러그(108a)를 중심으로 게이트(106)의 장축방향으로 이격되되 콘택플러그(108a)로부터 멀어질수록 게이트(106)와 이격된 간격이 증가하도록 배열되는 콘택플러그들(108b,108c,108d)과, 콘택플러그(108)과 접속되는 도전배선(110)을 포함한다. 이때, 본 발명의 제 1 실시예에서는 콘택플러그(108a)를 중심으로 이격된 콘택플러그 들(108b,108c,108d)을 도시하였지만 콘택플러그(108)의 수는 이에 한정되는 것은 아니고 더 많아지거나 더 줄어들 수 있다. As shown in FIG. 2A, an anti-fuse of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention may include a gate insulating film formed on a semiconductor substrate 100 including an active region 102 defined as an isolation layer 104. A gate 106 formed over the gate insulating film (not shown) and having the same width as the gate insulating film (not shown), and a contact plug formed over the active region 102 and closest to the gate 106 (not shown). 108a and contact plugs 108b which are spaced apart in the long axis direction of the gate 106 about the contact plug 108a and are spaced apart from the contact plug 108a so as to be spaced apart from the gate 106. 108c and 108d and the conductive wiring 110 connected to the contact plug 108. At this time, in the first embodiment of the present invention, the contact plugs 108b, 108c, and 108d are spaced apart from the contact plug 108a, but the number of the contact plugs 108 is not limited thereto. Can be reduced.

보다 구체적으로, 콘택플러그(108a)는 게이트(106)와 가장 가까운 거리 'a' 만큼 이격되되 활성영역(102)의 중앙부 즉, 활성영역의 소스 또는 드레인의 중앙부와 접속되는 바람직하고, 콘택플러그(108b)는 콘택플러그(108a)와 이웃하되 게이트(106)로부터 'b'(b>a)만큼 이격되는 것이 바람직하며, 콘택플러그(108c)는 콘택플러그(108b)와 이웃하되 게이트(106)로부터 'c'(c>b>a)만큼 이격되는 것이 바람직하고, 콘택플러그(108d)는 콘택플러그(108c)와 이웃하되 게이트(106)로부터 'd'(d>c>b>a)만큼 이격되는 것이 바람직하다. 따라서, 콘택플러그(108d)는 게이트(106)로부터 가장 멀리 이격되고 활성영역(102)의 가장자리에 위치하게 된다. 안티퓨즈를 동작시키기 위하여 콘택플러그(108)와 게이트(106) 사이에 고전압을 가하는 경우, 콘택플러그(108a)는 게이트(106)와 가장 인접하기 때문에 콘택플러그(108a)와 인접한 게이트(106) 하부에 구비된 게이트 절연막(미도시)은 파괴되며, 콘택플러그(108d)는 게이트(106)로부터 가장 멀리 이격되었기 때문에 게이트(106) 하부에 구비된 게이트 절연막(미도시)은 파괴되지 않는다. 따라서, 종래 기술에서와 같이 활성영역(102)의 가장자리에서 게이트 절연막의 파괴를 방지할 수 있어 후속에서 신뢰성 평가를 수행하는 과정에서 활성영역(102)의 가장자리에서 재 산화(re-oxidation)가 유발되는 것을 근본적으로 방지할 수 있다. 이와 관련된 상세한 설명은 도 2b의 E-field를 나타낸 개략도의 설명을 참조한다. More specifically, the contact plug 108a may be spaced apart from the gate 106 by the closest distance 'a' and connected to the center portion of the active region 102, that is, the center portion of the source or drain of the active region. 108b is adjacent to the contact plug 108a but is spaced apart from the gate 106 by a 'b' (b> a), and the contact plug 108c is adjacent to the contact plug 108b but from the gate 106. Preferably it is spaced apart by 'c' (c> b> a), and contact plug 108d is adjacent to contact plug 108c but spaced apart from gate 106 by 'd' (d> c> b> a). It is preferable to be. Thus, the contact plug 108d is spaced farthest from the gate 106 and is located at the edge of the active region 102. When a high voltage is applied between the contact plug 108 and the gate 106 to operate the antifuse, the contact plug 108a is closest to the gate 106 and thus the lower portion of the gate 106 adjacent to the contact plug 108a. The gate insulating film (not shown) provided in the gate breaker is destroyed, and since the contact plug 108d is spaced farthest from the gate 106, the gate insulating film (not shown) provided under the gate 106 is not destroyed. Therefore, as in the prior art, it is possible to prevent the destruction of the gate insulating film at the edge of the active region 102, so that re-oxidation is induced at the edge of the active region 102 in the course of performing the reliability evaluation. Can be prevented. For a detailed description in this regard, refer to the description of the schematic diagram showing the E-field of FIG. 2B.

도 2b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 반도체 소자의 안 티퓨즈의 E-field에는 게이트(106)와 가장 인접한 콘택플러그(108a) 및 게이트(106) 사이의 전계 'Ea'와, 콘택플러그(108a)와 이웃한 콘택플러그(108b) 및 게이트(106) 사이의 전계 'Eb'(Eb<Ea)와, 콘택플러그(108b)와 이웃한 콘택플러그(108c) 및 게이트(106) 사이의 전계 'Ec'(Ec<Eb<Ea)와, 콘택플러그(108c)와 이웃한 콘택플러그(108d) 및 게이트(106) 사이의 전계 'Ed(Ed<Ec<Eb<Ea)를 포함한다. 상술한 바와 같이, 콘택플러그(108a)와 게이트(106) 사이에 걸리는 전계(Ea)는 콘택플러그(108a)가 게이트(106)와 가장 인접해 있기 때문에 동일전압에서 콘택(108b,108c,108d)과 게이트(106)사이에 걸리는 전계(Eb,Ec,Ed)보다 크므로, 게이트 절연막(미도시)의 파괴가 콘택플러그(108a)와 인접한 영역 즉, 활성영역(102)의 중앙부로 집중되도록 유도할 수 있다. As shown in FIG. 2B, the electric field between the gate 106 and the closest contact plug 108a and the gate 106 is included in the E-field of the antifuse of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. ′ And the electric field 'Eb' (Eb <Ea) between the contact plug 108a and the adjacent contact plug 108b and the gate 106, and the contact plug 108c and the gate (adjacent to the contact plug 108b). The electric field 'Ec' (Ec <Eb <Ea) between 106 and the electric field 'Ed (Ed <Ec <Eb <Ea) between the contact plug 108c and the neighboring contact plug 108d and the gate 106 are Include. As described above, the electric field Ea applied between the contact plug 108a and the gate 106 is the contact 108b, 108c, 108d at the same voltage because the contact plug 108a is closest to the gate 106. Greater than the electric fields Eb, Ec, and Ed between the gate and the gate 106, so that the breakdown of the gate insulating film (not shown) is concentrated to a region adjacent to the contact plug 108a, that is, the center of the active region 102 can do.

도 3a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 안티퓨즈는 소자분리막(154)으로 정의되는 활성영역(152)을 포함하는 반도체 기판(150) 상에 형성된 게이트 절연막(미도시) 및 게이트 절연막(미도시) 상부에 형성되고 게이트 절연막(미도시)과 동일한 폭을 갖는 게이트(156)와, 활성영역(152) 상부에 형성되되 콘택플러그(158)중 게이트(156)와 가장 인접한 콘택플러그(158h)와, 콘택플러그(158h)를 중심으로 게이트(156)의 장축방향으로 이격되되 콘택플러그(158h)로부터 멀어질수록 작아지는 폭을 갖는 콘택플러그들(158i,158j)과, 콘택플러그(158)과 접속되는 도전배선(160)을 포함한다. 이때, 본 발명의 제 2 실시예에서는 콘택플러그(158h)를 중심으로 이격된 콘택플러그들(158i,158j)을 도시하였지만 콘택플러그(158)의 수는 이에 한정되는 것은 아니고 더 많아지거나 더 줄어들 수 있다. As shown in FIG. 3A, an antifuse of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention may include a gate insulating film formed on a semiconductor substrate 150 including an active region 152 defined as an isolation layer 154. A gate 156 formed on the gate insulating layer (not shown) and having the same width as the gate insulating layer (not shown), and formed on the active region 152, and the gate 156 of the contact plug 158. Contact plugs 158h closest to each other, and contact plugs 158i and 158j spaced apart from the contact plug 158h in the major axis direction of the gate 156 but smaller as they move away from the contact plug 158h. And a conductive wiring 160 connected to the contact plug 158. In this case, although the contact plugs 158i and 158j are spaced apart from the contact plug 158h in the second embodiment of the present invention, the number of the contact plugs 158 is not limited thereto and may be increased or decreased. have.

보다 구체적으로, 콘택플러그(158h)는 게이트(156)와 가장 인접하되 폭이 'h'이며 활성영역(102)의 중앙부 즉, 활성영역의 소스 또는 드레인의 중앙부와 접속되는 바람직하고, 콘택플러그(158i)는 콘택플러그(158a)와 이웃하며 폭이 'i'(i<h)인 것이 바람직하며, 콘택플러그(158j)는 콘택플러그(158i)와 이웃하며 폭이 'j'(j<i<h)인 것이 바람직하고, 콘택플러그(158)의 중심은 일직선 상에 위치하는 것이 바람직하다. 따라서, 콘택플러그(158j)는 콘택플러그(158) 중 가장 작은 폭(j)을 갖으며 게이트(156)로부터 가장 멀리 이격되고 활성영역(152)의 가장자리에 위치하게 된다. 안티퓨즈를 동작시키기 위하여 콘택플러그(158)와 게이트(156) 사이에 고전압을 가하는 경우, 콘택플러그(158h)는 콘택플러그(158) 중 게이트(156)와 가장 인접하며 폭이 가장 넓기 때문에 콘택플러그(158h)와 인접한 게이트(106) 하부에 구비된 게이트 절연막(미도시)은 파괴되며, 콘택플러그(158j)는 게이트(156)로부터 가장 멀리 이격되었기 때문에 게이트(156) 하부에 구비된 게이트 절연막(미도시)은 파괴되지 않는다. 따라서, 종래 기술에서와 같이 활성영역(152)의 가장자리에서 게이트 절연막의 파괴를 방지할 수 있어 후속에서 신뢰성 평가를 수행하는 과정에서 활성영역(152)의 가장자리에서 재 산화(re-oxidation)가 유발되는 것을 근본적으로 방지할 수 있다. 이와 관련된 상세한 설명은 도 3b의 전류 클라우딩(current clouding)를 나타낸 개략도의 설명을 참조한다. More specifically, the contact plug 158h is closest to the gate 156 but has a width 'h' and is connected to the center portion of the active region 102, that is, the center portion of the source or drain of the active region. 158i is preferably adjacent to the contact plug 158a and has a width of 'i' (i <h), and the contact plug 158j is adjacent to the contact plug 158i and has a width of 'j' (j <i < h), and the center of the contact plug 158 is preferably located in a straight line. Accordingly, the contact plug 158j has the smallest width j of the contact plugs 158 and is spaced farthest from the gate 156 and positioned at the edge of the active region 152. When a high voltage is applied between the contact plug 158 and the gate 156 to operate the antifuse, the contact plug 158h is closest to the gate 156 and the width of the contact plug 158 is the widest. The gate insulating layer (not shown) provided under the gate 106 adjacent to 158h is destroyed, and since the contact plug 158j is spaced farthest from the gate 156, the gate insulating layer provided under the gate 156 ( Not shown) is not destroyed. Therefore, as in the prior art, it is possible to prevent the destruction of the gate insulating film at the edge of the active region 152, thereby causing re-oxidation at the edge of the active region 152 in the course of performing reliability evaluation. Can be prevented. For a detailed description in this regard, refer to the description of the schematic diagram showing the current clouding of FIG. 3B.

도 3b에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 안티퓨즈의 전류 클라우딩은 콘택(158h)과 게이트(156) 사이의 전류(Ah,Ai,Aj)를 포 함한다. 여기서, 전류(Ah)는 콘택플러그(158h)와 가장 인접한 게이트(156) 및 콘택플러그(158h) 사이의 전류를 나타내고, 전류(Ai)는 콘택플러그(158i)와 인접한 게이트(156) 및 콘택플러그(158h) 사이의 전류를 나타내며, 전류(Aj)는 콘택플러그(158j)와 인접한 게이트(156) 및 콘택플러그(158h) 사이의 전류를 나타낸다. 즉, 콘택플러그(158)와 게이트(156) 사이의 전류는 콘택플러그(158) 중 폭이 가장크고 중심에 위치한 콘택플러그(158h)로 집중된다. 따라서, 게이트 절연막(미도시)의 파괴가 콘택플러그(158h)와 인접한 영역 즉, 활성영역(152)의 중앙부로 집중되도록 유도할 수 있다. As shown in FIG. 3B, the current clouding of the antifuse of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention includes the currents Ah, Ai, and Aj between the contact 158h and the gate 156. . Here, the current Ah represents the current between the contact plug 158h and the gate 156 and the contact plug 158h closest to each other, and the current Ai represents the gate 156 and the contact plug adjacent to the contact plug 158i. Current Aj represents a current between contact plug 158j and an adjacent gate 156 and contact plug 158h. That is, the current between the contact plug 158 and the gate 156 is concentrated to the contact plug 158h having the largest width at the center of the contact plug 158. Therefore, the breakdown of the gate insulating layer (not shown) may be induced to be concentrated in the region adjacent to the contact plug 158h, that is, the center portion of the active region 152.

본 발명에 따른 반도체 소자의 안티퓨즈는 활성영역의 가장자리에서 게이트 절연막의 파괴가 일어나는 경우 후속 신뢰성 평가에서 반도체 기판과 게이트 사이에서 재 산화가 유발되어 페일이 발생하는 것을 방지하기 위하여, 게이트 절연막의 파괴가 활성영역의 중앙부로 집중되도록 하는 구조를 제공한다. 따라서, 상술한 바와 같이 제 1 실시예 및 제 2 실시예에 한정되지 않고 게이트 절연막의 파괴가 활성영역의 중앙부로 집중되도록 하는 구조라면 다른 구조로 변경가능하다.The anti-fuse of the semiconductor device according to the present invention is to destroy the gate insulating film in order to prevent the occurrence of failure due to re-oxidation between the semiconductor substrate and the gate in subsequent reliability evaluation when the gate insulating film is destroyed at the edge of the active region. Provides a structure to concentrate the central portion of the active area. Therefore, the structure described above is not limited to the first and second embodiments, and may be changed to another structure as long as the structure in which the breakdown of the gate insulating film is concentrated in the center portion of the active region.

도 1은 종래 기술에 따른 반도체 소자의 안티퓨즈를 나타낸 평면도.1 is a plan view showing an anti-fuse of a semiconductor device according to the prior art.

도 2a는 본 발명의 1 실시예에 따른 반도체 소자의 안티퓨즈를 나타낸 평면도.2A is a plan view illustrating an antifuse of a semiconductor device according to example embodiments of the inventive concepts.

도 2b는 본 발명의 1 실시예에 따른 반도체 소자의 안티퓨즈의 E-field를 나타낸 개략도.2B is a schematic diagram showing an E-field of an antifuse of a semiconductor device according to one embodiment of the present invention.

도 3a는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 안티퓨즈를 나타낸 평면도.3A is a plan view illustrating an antifuse of a semiconductor device according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 3b는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 반도체 소자의 안티퓨즈의 전류 클라우딩(current clouding)을 나타낸 개략도. 3B is a schematic diagram showing current clouding of antifuse of a semiconductor device in accordance with a second embodiment of the present invention.

Claims (14)

활성영역 상부를 지나는 절연막;An insulating film passing over the active region; 상기 절연막 상부에 구비된 게이트;A gate provided on the insulating layer; 상기 게이트와 가장 인접한 영역에 구비된 센터 콘택플러그; 및A center contact plug provided in an area closest to the gate; And 상기 센터 콘택플러그를 중심으로 상기 게이트 장축방향으로 일정간격 이격되되, 상기 센터 콘택플러그로부터 멀어질수록 상기 게이트와 이격된 간격이 순차적으로 증가되도록 배열되는 다수개의 주변 콘택플러그들을 포함하되,A plurality of peripheral contact plugs spaced apart from the center contact plug in the direction of the gate long axis with respect to the center contact plug, the plurality of peripheral contact plugs arranged to sequentially increase the distance from the center contact plug, 전압이 가해지는 경우 상기 센터 콘택플러그 주변에 구비된 절연막이 파괴되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 안티퓨즈.The anti-fuse of the semiconductor device, characterized in that when the voltage is applied, the insulating film provided around the center contact plug is destroyed. 청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 2 has been abandoned due to the setting registration fee. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 센터 콘택플러그는 상기 활성영역의 중앙부에 접속되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 안티퓨즈.And the center contact plug is connected to a central portion of the active region. 청구항 3은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 3 was abandoned when the setup registration fee was paid. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 센터 콘택플러그는 상기 활성영역 내 소스 또는 드레인 영역의 중앙부와 접속되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 안티퓨즈.And the center contact plug is connected to a center portion of a source or drain region in the active region. 청구항 4은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 4 was abandoned when the registration fee was paid. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 주변 콘택플러그들은 상기 활성영역과 접속되는 것을 특징으로 하는 반 도체 소자의 안티퓨즈.And the peripheral contact plugs are connected to the active region. 청구항 5은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 5 was abandoned upon payment of a set-up fee. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 절연막과 상기 게이트는 동일한 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 안티퓨즈.And the insulating film and the gate have the same width. 청구항 6은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 6 was abandoned when the registration fee was paid. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 센터 콘택플러그 및 상기 다수개의 주변 콘택플러그들 상부에 접속되며 상기 게이트와 이격된 도전배선을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 안티퓨즈.And a conductive wiring connected to the center contact plug and the plurality of peripheral contact plugs and spaced apart from the gate. 청구항 7은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 7 was abandoned upon payment of a set-up fee. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 센터 콘택플러그 및 상기 다수개의 주변 콘택플러그들은 동일한 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 안티퓨즈.And said center contact plug and said plurality of peripheral contact plugs have the same size. 청구항 8은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 8 was abandoned when the registration fee was paid. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 반도체 소자의 안티 퓨즈에 전압이 가해지는 경우 When voltage is applied to the anti-fuse of the semiconductor device 상기 센터 콘택플러그와 상기 게이트 사이에 걸리는 전계가 가장 큰 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 안티퓨즈.And an electric field applied between the center contact plug and the gate is the largest. 삭제delete 청구항 10은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 10 was abandoned upon payment of a setup registration fee. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 센터 콘택플러그의 상기 게이트 단축 방향 폭은 상기 다수개의 주변 콘택플러그들의 상기 게이트 단축 방향 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 안티퓨즈.The gate short axis width of the center contact plug is greater than the gate short axis width of the plurality of peripheral contact plugs. 청구항 11은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 11 was abandoned upon payment of a setup registration fee. 청구항 10에 있어서,The method according to claim 10, 상기 다수개의 주변 콘택플러그들의 폭은 The width of the plurality of peripheral contact plugs 상기 센터 콘택플러그를 중심으로 상기 게이트 장축방향으로 멀어질수록 상기 센터 콘택플러그의 폭보다 순차적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 안티퓨즈.The anti-fuse of the semiconductor device characterized in that the further away from the center contact plug in the direction of the gate longitudinal axis around the center contact plug. 청구항 12은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 12 was abandoned upon payment of a registration fee. 청구항 10에 있어서,The method according to claim 10, 상기 센터 콘택플러그 및 상기 다수개의 주변 콘택플러그들의 중심은 상기 게이트의 장축방향과 평행한 일직선 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 안티퓨즈.The center of the center contact plug and the plurality of peripheral contact plugs are located on a straight line parallel to the long axis direction of the gate. 청구항 13은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 13 was abandoned upon payment of a registration fee. 상기 센터 콘택플러그에 전류가 집중되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 안티퓨즈.Anti-fuse of the semiconductor device, characterized in that the current is concentrated in the center contact plug. 청구항 14은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.Claim 14 was abandoned when the registration fee was paid. 청구항 10에 있어서,The method according to claim 10, 상기 센터 콘택플러그의 주변에 구비된 절연막이 파괴되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 안티퓨즈.And an insulating film provided around the center contact plug is destroyed.
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