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JPS6037558B2 - プログラマブルリ−ドオンリ−メモリ - Google Patents
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JPS6037558B2 - プログラマブルリ−ドオンリ−メモリ - Google Patents

プログラマブルリ−ドオンリ−メモリ

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Publication number
JPS6037558B2
JPS6037558B2 JP56106023A JP10602381A JPS6037558B2 JP S6037558 B2 JPS6037558 B2 JP S6037558B2 JP 56106023 A JP56106023 A JP 56106023A JP 10602381 A JP10602381 A JP 10602381A JP S6037558 B2 JPS6037558 B2 JP S6037558B2
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JP
Japan
Prior art keywords
type
prom
memory cell
wiring
aluminum
Prior art date
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Expired
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JP56106023A
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JPS589295A (ja
Inventor
正和 中林
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS589295A publication Critical patent/JPS589295A/ja
Publication of JPS6037558B2 publication Critical patent/JPS6037558B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11CSTATIC STORES
    • G11C17/00Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards
    • G11C17/14Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards in which contents are determined by selectively establishing, breaking or modifying connecting links by permanently altering the state of coupling elements, e.g. PROM
    • G11C17/16Read-only memories programmable only once; Semi-permanent stores, e.g. manually-replaceable information cards in which contents are determined by selectively establishing, breaking or modifying connecting links by permanently altering the state of coupling elements, e.g. PROM using electrically-fusible links

Landscapes

  • Read Only Memory (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はプログラマプルリードオンリーメモリ(以下
「PROM」と略記する)の新しい構成に関するもので
ある。
従来、PROMの構成には接合破壊式とヒューズ式とが
ある。
第1図は従来の接合破壊式PROMの一例の書き込み前
の状態を示す回路図である。
図において、Wは×方向に平行にY方向に互いに間隔を
おいて設けられた複数本のワード線、BはY方向に平行
に×方向に互いに距離をおいて設けられた複数本のビッ
ト線、101は複数本のワード線Wおよびビット線Bが
互いに交差する各交差部において、ダイオードD,のア
ノードとダイオードD2のァノードとを接続したダイオ
ードD,のカソードをビット線Bに接続するとともにダ
イオードD2のカソードをワード線Wに接続した逆直列
接続ダイオードで構成された接合破壊式PROMのメモ
リセルである。
なお、通常、メモリセル101には、n+形ェミッタ領
域、p形ベース領域およびn形コレクタ領域で構成され
たnpnトランジスタがそのn+形ェミッタ領域とp形
ベース領域とからなるダイオードをダイオードD,に対
応させ、p形ベース領域とn形コレクタ領域とからなる
ダイオードをダイオードD2に対応させて使用されてい
る。第2図はこの従来例の接合破壊式PROMのメモリ
セルの構成を示す断面図で、第2図AおよびBはそれぞ
れその書き込み前の状態および貫き込み後の状態を示す
図において、1はp形シリコン(si)基板、2はp形
si基板1の一方の主面上に形成されたn形ェピタキシ
ャル成長Si層(以下「n形ェビタキシャル層Jと呼ぶ
)、3はp形si基板1のn形ェピタキシャル層2との
境界面部に埋設され第1図に示したワード線Wを構成す
るn十形埋込み層、4はn形ェピタキシャル層2の表面
部に形成されたp形ベース領域、5はp形ベース領域4
の表面部に形成されたn十形ェミッタ領域、6はp形ベ
ース領域4を取り囲んでn形ェピタキシャル層2の表面
からp形si基板1の王面部に達するように形成された
p形分離層、7はn+形ェミッタ領域5、p形ベース領
域4、n形ェピタキシャル層2およびp形分離層6の各
表面上にわたって形成された絶縁膜、8は絶縁膜7の表
面上に形成され絶縁膜7を貫通してn+形ェミッタ領域
5に接続され第1図に示したビット線Bを構成するアル
ミニウム(AI)配線である。
この接合破壊式PROMのメモリセル101は、n+形
ェミッタ領域5とp形ベース領域4とn形ェピタキシヤ
ル層2とからなるnpnトランジスタで構成されている
。この綾合破壊式PROMのメモリセル101への書き
込みは、第2図Bに示すように、AI配線8からメモリ
セル101へ大きなパルス電流を流し込んで、AI配線
8からn+形ェミッタ領域5を横切りp形ベース領域4
にわたって、Si・山共晶合金層9を形成させ、ェミッ
夕・ベース間接合を破壊し短絡することによって行う。
ところで、この接合破壊式PROMでは、メモリセル1
01へ大きなパルス電流を流し込んで書き込みを行う必
要があるので、メモリセル101の小形化を図ることは
容易ではなく、しもデータの書き換えができないという
欠点がある。
第3図は従来のヒューズ式PROMの一例の書き込み前
の状態を示す回路図である。
図において、102は第1図に示した接合破壊式PRO
Mと同様の複数本のビット線Bおよびワード線Wが互い
に交差する各交差部において、ワード線Wにカソードが
接続されたダイオードD3と、このダイオードD3のア
ノードおよびビット線B間に挿入されたヒューズFとで
構成されたヒューズ式PROMのメモリセルである。
第4図はこの従来例のヒューズ式PROMのメモリセル
の構成を示す断面図で、第4図AおよびBはそれぞれの
書き込み前の状態および書き込み後の状態を示す。
図において、第2図に示した接合破壊式PROMのメモ
リセルと同一符号は同等部分を示し、その説明は省略す
る。
10はn形ェピタキシャル層2の表面部に形成されたp
形アノード領域、11はNからなり絶縁膜7を貫通して
p形アノード領域10‘こ接続されたァノード電極、1
2はニッケル(Ni)・クロム(Cr)合金などの金属
蒸着緩からなり絶縁膜7の表面上に形成されアノード磁
極11とAI配線8との間に挿入されたヒューズである
このヒューズ式PROMのメモリセル102はp形アノ
ード領域10とn形ヱピタキシャル層2とからなるダイ
オード○3とヒューズ12とで構成されている。このヒ
ューズ式PROMのメモリセル102への書き込みは、
第4図Bに示すように、AI配線8からヒューズ1 2
を介してダイオードD3へ大きなパルス電流を流し込ん
で、ヒューズ12を溶断することによって行う。
ところで、このヒューズ式PROMでも、きき込みの際
には、ヒューズ12を溶断するための大きなパルス電流
をダイオードD3へ流す必要があり、その上ヒューズ1
2を絶縁膜7の表面上に形成する必要があるので、第2
図に示した接合破嬢式PROMのメモリセル101と同
様に、メモリセル102の小形化を図ることは容易では
なく、しかもデータの書き換えができないという欠点が
ある。この発明は、上述の接合破壊式PROMおよびヒ
ューズ式PROMの欠点に鑑みてなされたもので、電流
の4・さし・パルス電圧で書き込みができるようにする
ことによって、メモリセルを小さくすることが可能で、
しかもデータの書き換えも一度だけできる新規なPRO
Mを提供することを目的とする。
第5図はこの発明の一実施例のPROMの貫き込み前の
状態を示す回路図である。
図において、103は第3図に示したヒューズ式PRO
Mと同様に複数本のビット線Bおよびワード線Wが互い
に交差する各交差部において、ヒューズ式PROMのメ
モリセル102と同様のダイオードD3と、このダイオ
ードD3のアノードおよびビット線B間の層間絶縁膜に
形成されたピンホールPHとで構成されたこの実施例の
PROMのメモリセルである。
第6図はこの実施例のPROMのメモリセルの構成を示
す断面図で、第6図A,BおよびCはそれぞれの書き込
み前の状態、書き込み後の状態およびデータの書き換え
後の状態を示す。
図において、第2図および第4図にそれぞれ示した接合
破壊式PROMおよびヒューズ式PROMのメモリセル
と同一符号は同等部分を示し、その説明は省略する。
13はアノード電極11上を覆うて絶縁膜7の表面上に
形成された層間絶縁膜である。
なお、ビット線Bを構成するAI配線8は眉間絶縁膜1
3の表面上にワード線Wを構成するn+形埋込み層3と
ダイオードD3、アノード電極11および層間絶縁膜1
3を介して交差するように形成されている。14はア/
一ド電極11上の眉間絶縁膜13の部分にその山配線8
と接する表面から伸びてアノード電極11に達しないよ
うに形成されたピンホールである。
この実施例のPROMのメモリセル1 0 3はダイオ
ードD3とピンホール14とで構成されている。この実
施例のPROMのメモリセル103への書き込みは、第
6図Bに示すように、山配線8とn+形埋込み層3およ
びダイオードD3を介してアノード電極11との間にパ
ルス電圧を印加して、ピンホール14の直下の層間絶縁
膜13を絶縁破壊すると、この絶縁破壊に伴って生ずる
AI配線8およびアノード電極11からのAIのマイク
レーションによってA晒己線8およびアノード電極11
間を連結するAI連結膜15が形成され、このAI連結
膜15によるAI配線8およびアノード電極11間の短
絡によって行う。
従って、この実施例のPROMでは、ピンホール14を
通しての屑間絶縁膜13の絶縁破壊に必要な電圧のみの
電流の小さなパルス電圧で書き込みを行うことができる
ので、第1図および第3図に示した俵合破壊式PROM
およびヒューズ式PROMのように、メモリセル103
に大きなパルス電流を流す必要がなく、メモリセル10
3の4・形化を図ることができる。しかも、データの書
き換えを行う場合には、第6図Cに示すように、上述の
書き込みの場合と同様に、AI自己線8とn十形埋込み
層3およびダイオードD3を介してアノード電極1 1
との間にパルス電流を流して、眉間絶縁膜11上のAI
連続膜15の周辺のAI配線8を切断することによって
、一度だけ行うことができる。このAI配線8の切断は
、AI配線8から断面積の小さいAI連結膜15への電
流の集中によって、小さいパルス電流で容易に行うこと
ができる。以上、説明したように、この発明のPROM
では、半導体基体中に第1伝導形領域で互いに分離され
ワード線Wを構成する第1行〜第n行の第2伝導形の半
導体層と、上記半導体基体上に眉間絶縁膜を介して形成
されこの半導体層と互いに交差しビット線を構成する第
1列〜第m列のアルミニウム配線との各交差部において
、上記半導体届の表面部にこの半導体層との間にpn接
合を形成し表面にアルミニウム電極を有しメモリセルを
構成する第1伝導形の半導体領域を設けるとともにこの
半導体領域の上記アルミニウム電極と上記アルミニウム
配線との間の上記層間絶縁膜の部分にピンホールを形成
し、上記アルミニウム配線および上記アルミニウム電極
間の上記ピンホールを通しての放電による短絡によって
書き込みを行い、必要に応じて上記ピンホールを通して
の短絡を切断することによって書き換えを行うようにし
たので、上記書き込み時には、上記ピンホールを通して
上記層間絶縁膜を絶縁破壊させるに必要な電圧のみの電
流の小さいパルス電圧でよく、上記書き換え時には、上
記ピンホール内を通る短絡部の断面積が極めて小さいの
で、この短絡部の切断を小さいパルス電流で行うことが
できる。
従って、従釆の接合破壊式PROMおよびヒューズ式P
ROMのように、メモリセルを構成する上記半導体領域
に大きなパルス電流を流す必要がなく、上記〆モリセル
の小形化を図ることができる。しかも、必要に応じて書
き換えも一度だけ行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の接合破壊式PROMの一例の書き込み前
の状態を示す回路図、第2図は上記従釆例の接合破壊式
PROMのメモリセルの構成を示す断面図で、第2図A
およびBはそれぞれその書き込み前の状態および書き込
み後の状態を示す。 第3図は従来のヒューズ式PROMの一例の書き込み前
の状態を示す回路図、第4図は上記従来例のヒューズ式
PROMのメモリセルの構成を示す断面図で、第4図A
およびBはそれぞれの書き込み前の状態および書き込み
後の状態を示す。第5図はこの発明の一実施例のPRO
Mの書き込み前の状態を示す回路図、第6図は上記実施
例のPROMのメモリセルの構成を示す断面図で、第6
図A,BおよびCはそれぞれ書き込み前の状態、貫き込
み後の状態およびデータの書き換え後の状態を示す。図
において、1はp形si基板(第1伝導形の第1の半導
体層)、2はn形ェピタキシヤル層(第2伝導形の第2
の半導体層)、6はp形分離屑(第1伝導形の第1の半
導体層)、8は山配線、10はp形アノード領域(第1
伝導形の半導体鏡城)、11はアノード電極(AI電極
)、13は屑間絶縁膜、14はピンホール、103はメ
モリセル、Wはワード線、Bはビット線である。なお、
図中同一符号はそれぞれ同一もしくは相当部分を示す。
第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1伝導形の第1の半導体層によつて分離されてX
    (行)方向に平行にY(列)方向に互いに間隔をおいて
    配置されワード線を構成する第1行〜第n行の第2伝導
    形の第2の半導体層、上記各行の第2の半導体層の表面
    部にX方向に互いに距離をおいて形成されそれぞれアル
    ミニウム電極を表面に有し上記第2の半導体層との間の
    接合によつてメモリセルを構成する第1列〜第m列の第
    1伝導形の半導体領域群、上記各列の半導体領域群の各
    上記アルミニウム電極と層間絶縁膜を介して相対向する
    ように形成されビツト線を構成する第1列〜第m列のア
    ルミニウム配線、および上記アルミニウム配線とこれに
    対向する上記アルミニウム電極との間の上記層間絶縁膜
    の部分に形成されたピンホールを備え、上記アルミニウ
    ム配線および上記アルミニウム電極間の上記ピンホール
    を通しての放電による短絡よつて書き込みを行い、必要
    に応じて上記ピンホールを通しての短絡を切断すること
    によつて書き換えを行うようにしたことを特徴とするプ
    ログラマブルリードオンリーメモリ。
JP56106023A 1981-07-06 1981-07-06 プログラマブルリ−ドオンリ−メモリ Expired JPS6037558B2 (ja)

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JPH0491469A (ja) * 1990-08-01 1992-03-24 Sharp Corp 不揮発性半導体メモリ
US6418049B1 (en) * 1997-12-04 2002-07-09 Arizona Board Of Regents Programmable sub-surface aggregating metallization structure and method of making same
JP6266398B2 (ja) * 2014-03-25 2018-01-24 新日本無線株式会社 ヒューズ素子およびヒューズ素子の切断方法

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