JPH0418700B2 - - Google Patents
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- JPH0418700B2 JPH0418700B2 JP57226514A JP22651482A JPH0418700B2 JP H0418700 B2 JPH0418700 B2 JP H0418700B2 JP 57226514 A JP57226514 A JP 57226514A JP 22651482 A JP22651482 A JP 22651482A JP H0418700 B2 JPH0418700 B2 JP H0418700B2
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- high melting
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W20/00—Interconnections in chips, wafers or substrates
- H10W20/40—Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes
- H10W20/49—Adaptable interconnections, e.g. fuses or antifuses
- H10W20/491—Antifuses, i.e. interconnections changeable from non-conductive to conductive
- H10W20/492—Antifuses, i.e. interconnections changeable from non-conductive to conductive changeable by the use of an external beam, e.g. laser beam or ion beam
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
- Semiconductor Memories (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(1) 発明の技術分野
本発明は、半導体の製造方法に関するものであ
り、より詳しく述べるならば、半導体装置の断線
状態の配線を通電可能状態にする方法に関するも
のである。[Detailed Description of the Invention] (1) Technical Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor, and more specifically, to a method for bringing disconnected wiring in a semiconductor device into a state in which electricity can be supplied. be.
(2) 技術の背景
半導体装置、特に、半導体メモリーにおいては
配線を断線状態にする、すなわち、ヒユーズを溶
断することによつて情報を書き込んだり、不良ビ
ツトに代わる冗長回路(予備)の行や列を使用し
ている。これとは逆に断線状態の配線を通電可能
状態にすることによつて同様に情報の書き込み、
予備行又は列の使用が可能である。また、ゲート
アレイ(マスタスライス)集積回路では必要な回
路配線パターンを適切に形成することで構成して
いる。この場合には新らたに所定の配線を形成す
るわけであるが、断線状態の配線をあらかじめ全
体に形成して所定配線を通電状態にして必要な配
線パターンを得ることが可能である。(2) Background of the technology Semiconductor devices, especially semiconductor memories, are used to write information by breaking wiring, that is, by blowing fuses, and by creating rows or columns of redundant circuits (spare) to replace defective bits. are using. On the other hand, information can be written in the same way by turning the disconnected wire into a state where it can be energized.
The use of spare rows or columns is possible. Furthermore, gate array (master slice) integrated circuits are constructed by appropriately forming necessary circuit wiring patterns. In this case, a new predetermined wiring is formed, but it is possible to form the entire disconnected wiring in advance and turn the predetermined wiring into a energized state to obtain the necessary wiring pattern.
(3) 従来技術と問題点
断線状態の配線を通電可能にする方法として
は、例えばノンドープ多結晶シリコンを介してそ
の両端にドープ多結晶シリコンを配した構造を形
成し、これにレーザ光などのエネルギー線を局所
的に照射し加熱することでドープ多結晶シリコン
からノンドープ多結晶シリコンへの不純物の再拡
散を起こし、通電可能にする方法がある
(Minato etal.ISSCC1981.SESSION 1,WAM
1,2日立参照)。(3) Prior art and problems One way to enable current to flow through a wire in a disconnected state is to form a structure in which doped polycrystalline silicon is placed on both ends of non-doped polycrystalline silicon, and then a laser beam or other beam is applied to this structure. There is a method of locally irradiating and heating energy rays to cause re-diffusion of impurities from doped polycrystalline silicon to non-doped polycrystalline silicon, making it possible to conduct electricity (Minato etal.ISSCC1981.SESSION 1, WAM
1, 2 Hitachi).
しかし、この方法は、導電体材料としてドープ
多結晶シリコンのみしか用いることができないと
いう制約があり、配線抵抗を軽減する際に問題を
生ずる。 However, this method is limited in that only doped polycrystalline silicon can be used as the conductor material, which causes problems in reducing wiring resistance.
(4) 発明の目的
本発明の目的は、上述した問題のない断線状態
の配線を通電可能状態にする方法を提案すること
である。(4) Purpose of the Invention The purpose of the present invention is to propose a method for bringing disconnected wiring into a state in which electricity can be supplied without the above-mentioned problems.
本発明の別の目的は、半導体装置の配線工程に
断線状態から通電可状態するやり方を採用して半
導体装置を製造する方法を提案することである。 Another object of the present invention is to propose a method for manufacturing a semiconductor device by employing a method of changing the wiring from a disconnected state to a energized state in the wiring process of the semiconductor device.
(5) 発明の構成
これらの目的が、半導体装置の配線形成工程が
下記(ア)〜(エ):(ア)電気的に絶縁された第1、第2の
導電体層を基体上に形成し、(イ)該第1、第2の導
電体層にまたがつてノンドープの多結晶シリコン
層を形成し、(ウ)この多結晶シリコン層上で第1、
第2の導電体層にまたがる部分に対応する領域に
高融点金属シリサイド層を形成し、および(エ)この
高融点金属シリサイド層の表面を酸化性雰囲気中
でエネルギ線により加熱酸化して酸化物層を形成
しかつ高融点金属シリサイド層が第1、第2の導
電体層を接続する、ことを含んでなることを特徴
とする半導体装置の製造方法によつて達成され
る。(5) Structure of the Invention These objects are such that the wiring forming process of a semiconductor device is as follows (a) to (d): (a) forming electrically insulated first and second conductor layers on a substrate; (a) forming a non-doped polycrystalline silicon layer over the first and second conductor layers, and (c) forming the first,
A high melting point metal silicide layer is formed in a region corresponding to the part spanning the second conductor layer, and (d) the surface of this high melting point metal silicide layer is heated and oxidized with an energy beam in an oxidizing atmosphere to form an oxide. The present invention is achieved by a method for manufacturing a semiconductor device, which comprises forming a layer and connecting a first and second conductor layer with a high melting point metal silicide layer.
本発明は、シリコン層上に高融点シリサイド層
を形成し、このシリサイド層を熱酸化するとシリ
サイド層上に二酸化シリコン(SiO2)層が形成
され同時にシリサイド層下のシリコン層の厚さが
減少して実質的にこの高融点シリサイド層が沈下
する現象を利用している。 In the present invention, a high melting point silicide layer is formed on a silicon layer, and when this silicide layer is thermally oxidized, a silicon dioxide (SiO 2 ) layer is formed on the silicide layer, and at the same time, the thickness of the silicon layer under the silicide layer is reduced. The phenomenon in which this high melting point silicide layer subsides is substantially utilized.
(6) 発明の実施態様
以下、添付図面を参照して本発明の実施態様例
によつて本発明を詳しく説明する。(6) Embodiments of the invention The present invention will be described in detail below by way of embodiments of the invention with reference to the accompanying drawings.
本発明に係る半導体製造装置の製造方法におけ
る配線形成工程は次のようにして行なわれる。 The wiring forming step in the method of manufacturing a semiconductor manufacturing device according to the present invention is performed as follows.
第1図に示すように半導体基板(シリコンウエ
ハ又はガリウム砒素ウエハ)1上に絶縁層(例え
ば、二酸化シリコン、窒化シリコン)2を熱酸化
法、化学的気相成長法(CVD法)などによつて
形成する。次に、絶縁層2上にノンドープの多結
晶シリコン層3を減圧CVD法で厚さ約200nmに
形成する。この多結晶シリコン層3の一部を不純
物(As)のドーピングによつて配線の導電体層
とするために、配線パターンを有するホトレジス
ト層4を多結晶シリコン層3上に形成し(第1
図)、このホトレジスト層4をマスクとしてイオ
ン注入によつて不純物(As)を選択的に多結晶
シリコン層3内に注入する。この結果として、第
2図に示すような導電体層5Aおよび5Bが形成
され、ノンドープの多結晶シリコン層3が絶縁体
部分として導体層5Aと5Bとの間に存在するこ
とになる。なお、この状態は平面図的には第3図
からわかるように導電体層5A,5Bを多結晶シ
リコン層3が取り囲んでいる。したがつて、導電
体層5A,5Bは断線状態にある。 As shown in Figure 1, an insulating layer (e.g. silicon dioxide, silicon nitride) 2 is formed on a semiconductor substrate (silicon wafer or gallium arsenide wafer) 1 by thermal oxidation, chemical vapor deposition (CVD), etc. form. Next, a non-doped polycrystalline silicon layer 3 is formed on the insulating layer 2 to a thickness of about 200 nm by low pressure CVD. A photoresist layer 4 having a wiring pattern is formed on the polycrystalline silicon layer 3 in order to make a part of this polycrystalline silicon layer 3 a conductive layer for wiring by doping with impurities (As).
(Figure), using this photoresist layer 4 as a mask, impurities (As) are selectively implanted into the polycrystalline silicon layer 3 by ion implantation. As a result, conductor layers 5A and 5B as shown in FIG. 2 are formed, and non-doped polycrystalline silicon layer 3 exists as an insulator between conductor layers 5A and 5B. In this state, as seen from a plan view in FIG. 3, the polycrystalline silicon layer 3 surrounds the conductor layers 5A and 5B. Therefore, the conductor layers 5A and 5B are in a disconnected state.
ホトレジスト層4を除去した後に、多結晶シリ
コン層3および導体層5A,5Bの上にノンドー
プの薄い多結晶シリコン層6を減圧CVD法によ
つて厚さ20nmないし30nmで形成する(第2
図)。この多結晶シリコン層6はノンドープであ
るので絶縁性があるが、厚さが20nmより薄いと
耐電圧が問題となる。また、厚さが30nm以上と
なると後工程での酸化に時間がかかる。 After removing the photoresist layer 4, a thin non-doped polycrystalline silicon layer 6 with a thickness of 20 nm to 30 nm is formed on the polycrystalline silicon layer 3 and conductor layers 5A and 5B by low pressure CVD method (second
figure). Since this polycrystalline silicon layer 6 is non-doped, it has insulating properties, but if the thickness is thinner than 20 nm, withstand voltage becomes a problem. Furthermore, if the thickness is 30 nm or more, it will take time to oxidize in the post-process.
次に、高融点金属シリサイド層7をスパツタ法
又はCVD法によつて薄い多結晶シリコン層6上
で導電体層5Aと5Bとの間の多結晶シリコン3
およびこれに隣接する導電体層部分の対応領域に
形成する。この状態を第2図および第3図に示
す。高融点金属シリサイド層7をMoSi2又は
WSi2で作り、そして第2図および第3図に示し
た形状にするには、ホトレジストを利用したリフ
トオフ法で形成するのが好ましい。なお、高融点
金属シリサイド層7の厚さは薄いと抵抗値が大き
いので200nm以上が好ましい。 Next, a high melting point metal silicide layer 7 is formed on the thin polycrystalline silicon layer 6 by a sputtering method or a CVD method.
and in the corresponding region of the conductor layer portion adjacent thereto. This state is shown in FIGS. 2 and 3. The high melting point metal silicide layer 7 is made of MoSi 2 or
It is preferably made of WSi 2 and formed into the shape shown in FIGS. 2 and 3 by a lift-off method using photoresist. Note that the thickness of the high melting point metal silicide layer 7 is preferably 200 nm or more, since the resistance value becomes large when it is thin.
次に、酸化性雰囲気中で、すなわち、酸素を流
している状態で、高融点金属シリサイド層7およ
びその近傍にエネルギ線(例えば、アルゴンレー
ザ又はYaGレーザ)8を照射して加熱する。こ
の結果として、高融点シリサイド層7が酸化され
て表面に二酸化珪素層9が形成され(第4図)、
このとき高融点金属シリサイド層中のシリコンが
酸化されて抜けて下の薄い多結晶シリコン層のシ
リコンを吸収するためにこのシリサイド層7の下
の薄い多結晶シリコン層6がなくなる。このよう
にして、第4図に示すように高融点金属シリサイ
ド層7が導電体層5Aおよび5Bと接触状態にな
り、導電体層5Aと5Bとが電気的に接続され
る。薄い多結晶シリコン層6でもレーザの当つた
ところは酸化される(第4図)。多数の高融点金
属シリサイド層のうち必要なところだけをエネル
ギ線照射すればそこが断線状態から通電可能状態
となり所定の回路構成ができる。 Next, in an oxidizing atmosphere, that is, in a state where oxygen is flowing, the high melting point metal silicide layer 7 and its vicinity are irradiated with an energy beam (for example, an argon laser or a YaG laser) 8 to heat them. As a result, the high melting point silicide layer 7 is oxidized and a silicon dioxide layer 9 is formed on the surface (FIG. 4).
At this time, the silicon in the high melting point metal silicide layer is oxidized and removed and absorbs the silicon in the thin polycrystalline silicon layer below, so that the thin polycrystalline silicon layer 6 below this silicide layer 7 disappears. In this way, as shown in FIG. 4, the high melting point metal silicide layer 7 comes into contact with the conductor layers 5A and 5B, and the conductor layers 5A and 5B are electrically connected. Even the thin polycrystalline silicon layer 6 is oxidized where it is hit by the laser (FIG. 4). By irradiating only the necessary portions of the large number of high-melting point metal silicide layers with energy beams, those portions change from a disconnected state to a state in which current can be applied, and a predetermined circuit configuration is completed.
上述の実施態様例では、半導体基板を使用して
いるがサフアイヤ,ガラスを基板とすることがで
き、この場合には絶縁層を形成する必要がない。
さらに、金属を基板とすることも可能であり、こ
のときは絶縁層が必要である。導電体層をドープ
された多結晶シリコンの代りにMo又はWの高融
点金属で作つてもよく、絶縁体部分をノンドープ
の多結晶シリコンの代りにSiO2又はSi3N4で作つ
てもよい。これらの材料を利用するときには、上
述した形成工程とは異なる適正な工程でもつて形
成する必要がある。 In the embodiments described above, a semiconductor substrate is used, but sapphire or glass can be used as the substrate, and in this case, it is not necessary to form an insulating layer.
Furthermore, it is also possible to use metal as the substrate, in which case an insulating layer is required. The conductor layer may be made of a high melting point metal such as Mo or W instead of doped polycrystalline silicon, and the insulator portion may be made of SiO 2 or Si 3 N 4 instead of undoped polycrystalline silicon. . When using these materials, it is necessary to form them through an appropriate process different from the above-mentioned forming process.
実施例
シリコンウエハ1を熱酸化することによつて
SiO2層(厚さ1μm)2を形成した。このSiO2層
2上に減圧CVD法によりノンドープの多結晶シ
リコン層3(厚さ200nm)を形成した。ホトレ
ジスト層4をマスクとしてAsイオンをイオン注
入してドープされた多結晶シリコンの導電体層5
A,5Bを形成した(イオン注入エネルギ
150keV、ドーズ量5×1015/cm2)。ホトレジスト
層4を除去した後で、全面に薄いノンドープの多
結晶シリコン層6(厚さ20nm)を減圧のCVD法
によつて形成した。この薄い多結晶シリコン層6
上にホトレジストを塗布し露光現像してホトレジ
スト層(図示せず)を形成し、Moターゲツトと
Siターゲツトの2つを同時にスパツタしてMoSi2
の高融点シリサイド層を全面に形成し、そしてホ
トレジスト層とその上のMoSi層とを除去して導
電体層5Aと5Bとの間の上方にMoSi層7を残
す。シリコンウエハ1を450℃に保持して、この
MoSi2層7に酸素雰囲気下でアルゴンレーザ8
(5W、1秒間)を照射した。MoSi層7上にSiO2
層9(厚さ40nm)が形成され、一方、MoSi2層
7下では薄い多結晶シリコン層6がなくなつて
MoS層7が導電体層5Aと5Bとに接触してこ
れら導電体5A,5Bを接続した。Example: By thermally oxidizing silicon wafer 1
Two SiO layers (thickness 1 μm) 2 were formed. A non-doped polycrystalline silicon layer 3 (thickness: 200 nm) was formed on this SiO 2 layer 2 by low pressure CVD. A conductive layer 5 of polycrystalline silicon doped by ion-implanting As ions using the photoresist layer 4 as a mask.
A, 5B were formed (ion implantation energy
150keV, dose 5×10 15 /cm 2 ). After removing the photoresist layer 4, a thin non-doped polycrystalline silicon layer 6 (thickness 20 nm) was formed on the entire surface by a low pressure CVD method. This thin polycrystalline silicon layer 6
A photoresist layer (not shown) is formed by applying photoresist on top and exposing and developing it.
Sputter two Si targets at the same time to create MoSi 2
A high melting point silicide layer is formed on the entire surface, and the photoresist layer and the MoSi layer thereon are removed to leave the MoSi layer 7 above between the conductor layers 5A and 5B. Hold silicon wafer 1 at 450℃ and
Argon laser 8 under oxygen atmosphere on MoSi 2 layer 7
(5W, 1 second) was irradiated. SiO 2 on MoSi layer 7
A layer 9 (thickness 40 nm) is formed, while the thin polycrystalline silicon layer 6 is missing under the MoSi 2 layer 7.
MoS layer 7 contacted conductor layers 5A and 5B to connect these conductors 5A and 5B.
(7) 発明の効果
本発明に係る製造方法によつてヒユーズ切断型
ROMあるいは冗長回路のあるRAMでのヒユー
ズに代るものを形成することができる。また、ゲ
ートアレイ上に通常の配線パターン形成の工程
(マスクの製作、Alデポ、フオトリン工程)なし
に、同様の機能を達成できる。(7) Effects of the invention The manufacturing method according to the present invention produces a fuse-cutting type.
It can form an alternative to fuses in ROM or RAM with redundant circuits. Further, the same function can be achieved without the usual process of forming a wiring pattern on the gate array (mask fabrication, Al deposition, photorin process).
第1図、第2図および第4図は、本発明に係る
半導体装置の製造方法での配線形成工程を説明す
る半導体装置の概略部分断面図であり、第3図は
第2図の平面図である。
1……基板、2……絶縁層、3……ノンドープ
の多結晶シリコン層、5A,5B……導電体層、
6……ノンドープの薄い多結晶シリコン層、7…
…高融点金属シリサイド層、8……エネルギ線、
9……酸化物層。
1, 2, and 4 are schematic partial sectional views of a semiconductor device illustrating a wiring formation process in a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, and FIG. 3 is a plan view of FIG. 2. It is. 1... Substrate, 2... Insulating layer, 3... Non-doped polycrystalline silicon layer, 5A, 5B... Conductor layer,
6... Non-doped thin polycrystalline silicon layer, 7...
...High melting point metal silicide layer, 8... Energy beam,
9...Oxide layer.
Claims (1)
電気的に絶縁された第1、第2の導電体層を基体
上に形成し、(イ)該第1、第2の導電体層にまたが
つてノンドープの多結晶シリコン層を形成し、(ウ)
この多結晶シリコン層上で前記第1、第2の導電
体層にまたがる部分に対応する領域に高融点金属
シリサイド層を形成し、および(エ)この高融点金属
シリサイド層の表面を酸化性雰囲気中でエネルギ
線により加熱酸化して酸化物層を形成しかつ前記
高融点金属シリサイド層が前記第1、第2の導電
体層を接続する、ことを含んでなることを特徴と
する半導体装置の製造方法。1 The wiring formation process for semiconductor devices is as follows (a) to (d): (a)
forming electrically insulated first and second conductor layers on a substrate; (a) forming a non-doped polycrystalline silicon layer across the first and second conductor layers; cormorant)
A high melting point metal silicide layer is formed on this polycrystalline silicon layer in a region corresponding to the portion spanning the first and second conductor layers, and (d) the surface of this high melting point metal silicide layer is placed in an oxidizing atmosphere. A semiconductor device comprising: forming an oxide layer by heating and oxidizing with an energy beam in the semiconductor device, and wherein the high melting point metal silicide layer connects the first and second conductor layers. Production method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57226514A JPS59119742A (en) | 1982-12-25 | 1982-12-25 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57226514A JPS59119742A (en) | 1982-12-25 | 1982-12-25 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59119742A JPS59119742A (en) | 1984-07-11 |
| JPH0418700B2 true JPH0418700B2 (en) | 1992-03-27 |
Family
ID=16846315
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57226514A Granted JPS59119742A (en) | 1982-12-25 | 1982-12-25 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59119742A (en) |
-
1982
- 1982-12-25 JP JP57226514A patent/JPS59119742A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59119742A (en) | 1984-07-11 |
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