KR20060135988A - Fuse box of semiconductor memory device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 반도체 메모리 장치의 퓨즈박스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리실리콘을 이용하여 퓨즈박스의 가아드링의 구조를 변경하여 스트레스를 완화시킴으로써 열팽창계수차에 의한 크랙을 방지하는 기술을 개시한다. 이를 위해, 본 발명의 퓨즈박스의 가아드링은, 반도체 기판 상부에 증착된 게이트물질과, 상기 게이트물질의 상부에 접속된 랜딩 플러그 콘택물질, 스토리지노드 콘택물질, 스토리지노드물질, 및 플레이트물질과, 상기 플레이트물질과 절연되어 그 상측에 형성된 제 1 메탈라인, 제 2 메탈라인콘택, 및 제 2 메탈라인의 적층구조를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuse box of a semiconductor memory device, and more particularly, discloses a technique of preventing cracks due to thermal expansion coefficient aberration by reducing stress by changing a structure of a guard ring of a fuse box using polysilicon. To this end, the guard ring of the fuse box of the present invention, a gate material deposited on the semiconductor substrate, a landing plug contact material, a storage node contact material, a storage node material, and a plate material connected to the upper portion of the gate material; And a laminated structure of a first metal line, a second metal line contact, and a second metal line formed on and insulated from the plate material.
Description
도 1은 일반적인 퓨즈박스의 평면도.1 is a plan view of a typical fuse box.
도 2 및 도 3은 도 1의 퓨즈박스 가아드링의 단면도.2 and 3 are cross-sectional views of the fuse box guard ring of FIG.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 퓨즈박스 가아드링의 단면도.4 and 5 are cross-sectional views of the fuse box guard ring in accordance with an embodiment of the present invention.
본 발명은 반도체 메모리 장치의 퓨즈박스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리실리콘을 이용하여 퓨즈박스의 가아드링의 구조를 변경하여 스트레스를 완화시킴으로써 열팽창계수차에 의한 크랙을 방지하는 기술이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fuse box of a semiconductor memory device. More particularly, the present invention relates to a technology for preventing cracks due to thermal expansion coefficient aberration by reducing stress by changing a structure of a guard ring of a fuse box using polysilicon.
일반적으로, 반도체 메모리 장치를 구성하고 있는 수 많은 미세 셀 중에서 어느 한 개라도 결함이 발생하게 되면 그 반도체 메모리 장치는 제 기능을 수행할 수 없게 되므로 불량 셀을 다른 정상의 메모리 셀로 대체하는 리페어를 수행하여야 한다.In general, if any one of a large number of fine cells constituting the semiconductor memory device fails, the semiconductor memory device cannot perform its function, and thus, a repair is performed to replace the defective cell with another normal memory cell. shall.
이와같이, 반도체 메모리 장치는 리페어를 수행하기 위해 불량 셀 여부를 판단하기 위한 퓨즈박스를 구비한다. 퓨즈박스는 복수개의 퓨즈를 구비하고 그 연결상태에 따라 불량셀의 어드레스 정보를 저장한 후, 외부 어드레스가 입력되면 반도 체 메모리 장치는 외부 어드레스와 퓨즈박스의 불량셀의 어드레스 정보를 비교하여 일치하면 외부 어드레스에 해당하는 셀을 불량셀로 판단하고 다른 정상셀로 대체하도록 한다.As such, the semiconductor memory device includes a fuse box for determining whether a defective cell is required to perform a repair. The fuse box includes a plurality of fuses and stores the address information of the defective cell according to the connection state. When the external address is input, the semiconductor memory device compares the external address with the address information of the defective cell of the fuse box. The cell corresponding to the external address is determined to be a bad cell and replaced with another normal cell.
도 1은 종래의 퓨즈박스의 평면도이다.1 is a plan view of a conventional fuse box.
종래의 퓨즈박스는 복수개의 퓨즈라인(10)이 소정의 이격거리를 두고 배열되고, 퓨즈박스의 테두리는 습기 침투를 방지하기 위한 소정 두께의 가아드링(20)으로 둘러싸인다. 이때, 가아드링(20)은 습기 침투를 방지하기 위한 것이다.In a conventional fuse box, a plurality of
도 2는 도 1의 퓨즈박스 가아드링(20)의 AA' 및 BB'의 단면도이다.2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ and BB ′ of the fuse
종래의 퓨즈박스의 가아드링(20)은 양측에 소자분리막(12)을 포함하는 반도체 기판(11)의 상부에 게이트물질(13)이 적층되고 게이트물질(13)의 상부의 일측에 소정 높이의 비트라인콘택물질(14), 비트라인물질(15), 제 1 메탈라인콘택(16), 제 1메탈라인(17), 제 2 메탈라인콘택(18), 및 제 2 메탈라인(19)이 순차적으로 적층되고 그 전면에 절연막(30)이 증착된 구조를 갖는다. The
도 3은 도 1의 퓨즈박스의 가아드링(20)의 CC'의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of CC ′ of the
도 3의 퓨즈박스는 도 2의 구조와 유사하나, 다만, CC'는 퓨즈라인(10)을 자르는 단면이므로 제 1 메탈라인콘택(16)이 나타나지 않게 된다. 즉, 퓨즈라인 영역에는 퓨즈라인(10)과 메탈라인(17)이 쇼트되지 않도록 제 1 메탈라인콘택(16)을 증착하지 않는다.The fuse box of FIG. 3 is similar to the structure of FIG. 2 except that CC ′ is a cross section that cuts the
이때, 도 2와 도 3에서의 비트라인 콘택물질(14)과 제 1 메탈라인콘택(16)은 텅스텐 W을 이용하여 형성하고 절연막(30)은 옥사이드 계열의 물질을 이용하여 형 성하는데, 텅스텐 W과 옥사이드계열의 물질은 열팽창계수가 달라 퓨즈박스 제조 공정 중 열(thermal)공정시에 절연막(30)에 인접하는 비트라인콘택(14)과 제 1 메탈라인콘택(16)에 스트레스가 가해져 크랙(crack)을 발생시킨다.At this time, the bit
이와같은 크랙으로 인해 일부의 퓨즈라인까지 컷팅되어 리페어 오동작을 유발시켜 반도체 소자의 수율을 감소시키는 문제점이 있다.Due to such cracks, some fuse lines are cut to cause repair malfunctions, thereby reducing the yield of semiconductor devices.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 퓨즈박스의 가아드링 형성시에 층간절연막을 형성하는 옥사이드물질과 열팽창계수가 비슷한 폴리실리콘 물질을 사용하기 위해, 비트라인콘택 및 메탈라인 콘택 대신에 랜딩 플러그 콘택, 스토리지노드 콘택, 및 스토리지노드를 적층함으로써, 열공정시의 크랙을 방지하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems, in order to use a polysilicon material having a thermal expansion coefficient similar to that of the oxide material forming the interlayer insulating film when forming the guard ring of the fuse box, instead of the bit line contact and metal line contact By stacking the landing plug contacts, the storage node contacts, and the storage nodes, the cracks in the thermal process are prevented.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 반도체 메모리 장치의 퓨즈박스는, 가아드링을 포함하는 퓨즈박스에 있어서, 상기 가아드링은, 반도체 기판 상부에 증착된 게이트물질과, 상기 게이트물질의 상부에 접속된 랜딩 플러그 콘택물질, 스토리지노드 콘택물질, 스토리지노드물질, 및 플레이트물질과, 상기 플레이트물질과 절연되어 그 상측에 형성된 제 1 메탈라인, 제 2 메탈라인콘택, 및 제 2 메탈라인의 적층구조를 포함하여 구성함을 특징으로 한다.A fuse box of a semiconductor memory device of the present invention for achieving the above object is a fuse box comprising a guard ring, the guard ring is connected to the gate material deposited on the semiconductor substrate and the upper portion of the gate material; And a stack structure of a landing plug contact material, a storage node contact material, a storage node material, and a plate material, and a first metal line, a second metal line contact, and a second metal line formed on and insulated from the plate material. It is characterized by the configuration.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 4 및 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 퓨즈박스 가아드링의 단면도이다.4 and 5 are cross-sectional views of the fuse box guard ring in accordance with an embodiment of the present invention.
특히, 도 4는 종래의 도 2에 대응하는 단면도이고, 도 5는 종래의 도 3에 대응하는 단면도이다.In particular, FIG. 4 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 2 in the related art, and FIG. 5 is a cross-sectional view corresponding to FIG.
먼저, 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 퓨즈박스의 가아드링(200)은 양측에 소자분리막(112)을 포함하는 반도체 기판(111)의 상부에 게이트물질(113)이 적층되고 게이트물질(113)의 상부의 일측에 소정 높이의 랜딩 플러그 콘택물질(114), 스토리지노드 콘택물질(115), 스토리지노드물질(116), 및 플레이트물질(117)이 순차적으로 적층되고, 그 상부에 절연막(121)을 사이에 두고 제 1 메탈라인(118), 제 2 메탈라인콘택(119), 및 제 2 메탈라인(120)이 순차적으로 적층된 후 그 전면에 절연막(121)이 증착된 구조를 갖는다.First, as shown in FIG. 4, in the guard ring 200 of the fuse box of the present invention, the
이때, 랜딩 플러그 콘택물질(114), 스토리지노드 콘택물질(115), 스토리지노드물질(116), 및 플레이트물질(117)은 폴리실리콘을 사용하여 형성된다.In this case, the landing
또한, 도 5는 퓨즈라인영역의 단면도로서, 도 4와 그 적층구조가 유사하나,플레이트물질(117)이 도시되지 않는다. 즉, 퓨즈라인영역의 퓨즈라인과 메탈라인(118)이 쇼트되지 않도록 퓨즈라인영역에는 플레이트물질(117)이 증착되지 않는다.5 is a cross-sectional view of the fuse line region, similar to that of FIG. 4, but with a
이와같이, 본 발명은 층간절연막의 옥사이드 물질과 열팽창계수가 유사한 폴리실리콘 물질을 이용하여 가아드링의 일부를 구성함으로써 퓨즈 박스 공정 중 열처리시에 인가되는 스트레스를 완화시킬 수 있다.As described above, the present invention forms a part of the guard ring using a polysilicon material having a thermal expansion coefficient similar to that of the oxide material of the interlayer insulating film, thereby alleviating the stress applied during the heat treatment during the fuse box process.
그에 따라, 본 발명은 가아드링 공정시에 종래의 비트라인콘택물질 및 메탈라인 콘택물질 대신에 반도체 소자의 셀의 랜딩 플러그 콘택, 스토리지노드 콘택, 및 스토리지노드 형성시에 폴리물질인 랜딩 플러그 콘택물질, 스토리지노드 콘택물질, 및 스토리지노드물질을 이용하여 퓨즈박스의 가아드링을 형성한다.Accordingly, the present invention provides a landing plug contact material which is a poly material at the landing plug contact, storage node contact, and storage node formation of a cell of a semiconductor device, instead of the conventional bit line contact material and metal line contact material at the guard ring process. The guard ring of the fuse box is formed using the storage node contact material and the storage node material.
상기와 같이 본원발명의 층간절연막의 옥사이드 물질과 열팽창계수가 유사한 폴리실리콘 물질을 이용하는 기술은 층간절연막을 구비하는 모든 반도체 메모리 칩의 가아드링 구조에 적용될 수 있다.As described above, the technique using a polysilicon material having a similar thermal expansion coefficient to the oxide material of the interlayer insulating film of the present invention can be applied to the guard ring structure of all semiconductor memory chips including the interlayer insulating film.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 퓨즈박스의 가아드링을 형성하는 비트라인콘택 및 메탈라인 콘택 대신에 층간절연막을 형성하는 옥사이드물질과 열팽창계수가 비슷한 폴리실리콘 물질을 사용하여 랜딩 플러그 콘택물질, 스토리지노드 콘택물질, 및 스토리지노드물질을 증착함으로써, 열공정시의 열팽창계수차에 따른 크랙을 방지하여 리페어 페일을 방지할 수 있어 칩 수율을 향상시키는 효과가 있다.As described above, the present invention provides a landing plug contact material and a storage device using a polysilicon material having a thermal expansion coefficient similar to that of an oxide material forming an interlayer insulating film instead of a bit line contact and a metal line contact forming a guard ring of a fuse box. By depositing the node contact material and the storage node material, it is possible to prevent cracks due to thermal expansion coefficient aberration during the thermal process, thereby preventing a repair failure, thereby improving chip yield.
아울러 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위한 것으로, 당업자라면 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상과 범위를 통해 다양한 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정 변경 등은 이하의 특허 청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.In addition, a preferred embodiment of the present invention is for the purpose of illustration, those skilled in the art will be able to various modifications, changes, replacements and additions through the spirit and scope of the appended claims, such modifications and changes are the following claims It should be seen as belonging to a range.
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