JPS5833865A - 半導体記憶装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体記憶装置及びその製造方法

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JPS5833865A
JPS5833865A JP56132513A JP13251381A JPS5833865A JP S5833865 A JPS5833865 A JP S5833865A JP 56132513 A JP56132513 A JP 56132513A JP 13251381 A JP13251381 A JP 13251381A JP S5833865 A JPS5833865 A JP S5833865A
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JP
Japan
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film
opening
forming
insulating
semiconductor memory
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JP56132513A
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English (en)
Inventor
Atsuhiko Menju
毛受 篤彦
Naotake Tadama
田玉 尚武
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/525Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections
    • H01L23/5256Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections comprising fuses, i.e. connections having their state changed from conductive to non-conductive
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体記憶装置及びその製造方法に関し、詳し
くは書き込み可能々読出し専用半導体記憶装置及びその
製造方法に係る。
この種の半導体記憶装置であるPROM(Progra
mbleR@ad伽tyh贈q)に拡ヒ為−ズ型や接合
破壊型尋が知られている。かかるFROMは製造後、使
用目的に応じた内容に書き込んでおいて読出し専用とし
て用いるととができる。この書き込みには比較的大電流
を選択されたメモリセルに流し、ヒーーズの溶断又#′
ipn接合の破壊を生じさせるものであるから、温度上
昇が不可欠である。特に、ヒ為−ズ型の場合には、書き
込み時のヒエーズ溶断、酸化のためのヒ為−ズの周囲の
雰囲気及び状態が問題となる。
ところで、ヒ島−ズを有する書き込み可能なメモリセル
を備えたFROMは通常第1図に示す構造となっている
。即ち、図中1はp型シリコン基板であシ、この基板I
Kはn十埋込み層2が設けられていると共に1コレクタ
領域としてのn型のシリコンエピタキシャル層3が形成
されている。このエピタキシャル層3にはp型のペース
領域4が設けられ、かつ同ペース領域4内にはn+型の
エミッタ領域5が設けられている。前記エピタキシャル
層s上には層間絶縁膜6が設けられ、かつとの絶縁膜6
上には一端を該絶縁膜6のコンタクトホール71を介し
てエミッタ領域5と接続した多結晶シリコン配線8が設
けられている。その多結晶シリコン配線8はエミッタ配
線として機能すると共に、一部に幅の狭いヒーーズ9を
有する。また、この多結晶シリコン配線8の他端にはビ
ットラインとしてのA4配線10が接続されている。前
記層間絶縁膜6上には該絶縁膜6のコンタクトホール7
3を介して前記ベース領域4と接続するペースAt配@
11が設けられている。そして、全面に保睦絶縁層12
が被覆されておシ、かつ多結晶シリコン配線8のヒーー
ズ9上の保護絶縁膜12部分には窓IJが開孔されてい
る。
上述した構造のPROM において、眉間絶縁膜6上の
多結晶シリコン配線8に書き込み電流を流すと、発熱に
よってそのヒ為−ズ9が溶断して開放状態となる。との
時、ヒ為−ズ9の周囲の状態は第1図に示す如く保護絶
縁膜12の窓13によシ空気接触していたため、ヒ為−
ズ9の溶断及び溶断面の酸化が容易に起こるよう釦なっ
ている。しかしながら、第1図図示のヒ凰−ズ型FRO
Mにおいて、プラスチックモールドでノクツケージ化す
ると、保護絶縁膜12の窓13が樹脂で塞がれてしまう
ため、書き込み詩゛でのヒλ−ズの溶断や酸化が容易に
進まず、書き込み動作の障害となると共に、書き込it
したメモリセルが時間ととも再び導通してしまう欠点が
あっ九、このため、ヒ纂−ズ型のPROMては主にセラ
ばツクでパッケージ化しているが、ノ臂ツケージに1!
するコストが無視できず、コストダウンの障害となって
いる。
本発明は上記事情に鑑みなされたもので、書き込み歩留
シや信頼性の低下を招くことなく安価なプラスチックモ
ールドのパッケージ化t m用し得る半導体記憶装置並
びKかかる半導体記憶装置を簡単に製造し得る方法を提
供しようとするものである。
以下、本発明を多結晶シリコンヒ為−ズ方式のPROM
 K適用した例について製造方法を併記して説明する。
実施例1 〔:〕まず、p型シリコン基板21にn十埋込み層22
を形成し、更にn型のシリコンエピタキシャル層23を
成長させた後、エピタキシャル層23上にCVD −5
in2膜24を堆積させた。
つづいて、CVD −8102膜241i−通してシリ
コンエピタキシャル層23にp型不純物、例えばがロン
をイオン注入し、活性化処理してp型ベース領域25を
形成した。ひきつづき、αD−810゜MB2にエミッ
タ開孔窓261を形成し、この開孔窓261を通してn
型不純物、例えば砒素を拡散してベース領域26内にn
+型のエミッタ領域27を形成した(第2図(、)図示
)。
〔11〕次いで、全面に多結晶シリコン層を堆積し、こ
れをフォトエツチング技術によJ) Aターニングして
一端が開孔窓261を介してエミッタ領域J7に接続し
、他端がCVD−8102膜24上に延出すると共に幅
の狭いヒ島−ズ28f:有する多結晶シリコン配線2#
を形成した。つづいて、ペース開孔窓26雪を形成した
後、全面にAt膜を真空蒸着し、これを/譬ターニン、
グして開孔窓263を介してペース領域25に接続する
べ一スムL配線SO1並びに多結晶シリコン配線29の
他端部に接続するビットラインとしてのAt配線11を
形成した。ひきつづき、全面に保護絶縁層としてのリン
添加ガラス膜(PSG膜)IJを堆積した後、多結晶シ
リコン配線29のビーーズ28上方のPSG膜3膜部2
部分択的にエツチング除去して第1の開孔32f形成し
た(第2図(b)図示)。
13次いで、全面に第1の薄膜、例えばスピンオングラ
ス膜を第1の開孔33が埋まるように被覆し九後、これ
をバター二/グして第1の開孔3J周辺にスピンオング
ラス膜j4’i残存させた。つづいて、全面に第2の薄
膜、例えば耐熱性有機高分子膜35を被覆し、第1の開
孔ssK対応する高分子膜5syc該開孔S3より小径
、例えば10μm×10μm角の第2の開孔36を形成
した(第2図(、)図示)。
〔1■〕次いで、高分子膜35の第2の開孔3it通し
てスピンオングラス膜34t−溶解除去して第1.第2
の開孔からなる開孔部31を形成した。つづいて、基板
21の裏面にAt電極28を形成した後、例えばスクラ
イブ、割断してメモリセルを有する素子を作製し、更に
図示しないリードクレーム上にマウントし、ワイヤがン
ディングを施し、ひきつづき樹脂、例えば工lキシ樹脂
でモールド成形した。この時、開孔部31の入口側は小
径であるため、樹脂は開孔部31内の全部に侵入せず空
洞39として残)、エポキシ樹脂層40で封止されたF
ROMが製造された(第2図(d)図示)。
しかして、本発明のFROMは第2図(d)に示す如く
一多結晶シリコン配線2gのヒx−、+e 2 g上部
のPgG膜32及び高分子膜35からまる絶縁被膜部分
に開孔部31を設け、かつこの被膜上にニーキシ樹脂層
40t−前記開孔部31内を全て充填することなく空洞
39として残るように封止した構造罠なっている。その
結果、At配線−11から多結晶シリコン配線29に書
き込み電流を流した場合、多層晶シリコン配線29のヒ
為−ズ21上方には空気を封入した空洞39が設けられ
ているため、ヒーーズ28を確実に溶断てきる。したが
って、プラスチックのモールドパッケージを採用しても
ヒーーズの書き込み特性及び信頼性の低下を招か′ない
ため低コストのFROMを得ることができる。また、上
記本発明方法によれば低コストで書き込み特性の優れた
FROMを簡単かつ量産的に製造できる。
なシ、上記実施例1においては第1の薄膜としてスピン
オングラス膜、第2の薄膜として耐熱性有機高分子樹脂
膜を用いたがこれに限定されず、第1の薄膜が保護絶縁
層と第2の薄膜に対して選択エツチング性を有する材料
を選べばよい、A体的には、第1の薄膜としてAtなど
の金属を、第2の薄膜として低温酸化膜や低温脅化Mを
用いてもよい。
実施例2 〔1〕前記実施例1と同様な工程によりペースht配線
io、  ビットラインとしてのムを配線J1を形成し
た1、溶解速度の大きいtXlの絶縁膜例えばP8G膜
41及びm PSG膜4膜上1溶解速度の小さい第2の
絶縁膜、例えば5in2膜42を順次堆積した(第3図
(a)図示)。
(it)次いで、多結晶シリコ゛ン配#29のヒーーズ
28上方に位置する8102膜42及びpsa膜41の
部分を選択的にエツチング除去し九。この時、第3図(
b)に示す如く逆チー・9状の開孔部4Sが形成された
(iii )次いで実施例1と同様にメモリセルを有す
る素子を作製し、リードフレーム上にマントし、更にワ
イヤゲンディングを施した後、工Iキシ樹脂をモールド
成形した。この時、逆テ−a4状の開孔部430入口側
は小径であるため、樹脂は開孔部43内の全部に侵入せ
ず、空洞J 9’として残シ、工Iキシ樹脂層40で封
止されたFROMが製造された(第3図(c)図示)。
しかして、実施例2で得られたFROMは実施例1Oも
のと同様プラスチックのモールドパッケージを採用して
もヒーーズの書き込み特性及び信頼性の低下を招かない
ため、低コスト化を実現できる。tた、上記方法によれ
ば、実施例1の方法に比べてより簡単な工程で既述した
特性を有するFROM 1に製造できる。
なお、上記実施例1.2ではヒ凰−ズ材料として多結晶
シリコンを用いたが、金属、例えばニクロムやチタンタ
ングステン合金で形成してもよい。
また、上記実施例1,2ではヒエーズ上方の空洞に大気
が充填されているが、この空洞に酸化性気体、例えば酸
素を充填してもよい、このようにすれば、更にヒーーズ
の書き込み特性を向上できる。
以上詳述した如く、本発明によれば書き込み歩留シや信
頼性の低下を招くことなく安価なプラスチックのモール
トノ量ツケージを採用でき、ひいては大巾なコストダウ
ンを達成し得る半導体記憶装置並びにかかる半導体記憶
装置゛を量産的に製造し得る方法を提供できるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図はヒ轟−ズ部分が開放されたFROMの断面図、
第2図−)〜(d)は本発明の実施例1における多結晶
シリコンヒ鼻−ズ方式のPROMの製造を示す工程断面
図、第3図(a)〜(C)は本発明の実施例2における
同FROMの製造を示す工程断面図である。 21・・・p型シリコン基板、22・・・n+埋込み層
、23・・・n型のシリコンエピタキシャル層、2M−
・p型ベース領域、27・・・n+型エミッタ領域、2
8・・・ヒユーズ、29・・・多結晶シリコン配線、3
0・・・ベースAt配線、31・・・At配線(ピット
ライン)、JJ、4J−・・PSG膜、34・・・スピ
ンオングラス膜、37.43・・・開孔部、Ij9#3
9’・・・空洞°、40・・・エポキシ樹脂層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 ヒー−,eを有する書き込み可能なメモリセルを
    備えた半導体記憶装置において、前記ヒ暴−ズ上部の絶
    縁被膜部分に開孔部を設け、かつ該絶縁被膜上に樹脂層
    を前記開孔部内を全て充填することなく空洞として残る
    ように封止したことを特徴とする半導体記憶装置。 2、絶縁被膜上に樹脂層を該被膜の開孔部内に酸化性気
    体を充填した状態で封止したことを特徴とする特許請求
    の範囲第1項記載の半導体記憶装置。 3、 ヒ為−ズを有する書き込み可能なメモリセルを備
    えた半導体記憶装置の製造にあたシ、前記ヒ昌−ズを覆
    う絶縁層を形成した後、該ヒ、−ズ上部の絶縁層部分に
    第1の開孔を形成する工程と、前記絶縁層の第1の開孔
    付近に第1の薄膜を形成する工程と、こ゛の第1の薄膜
    上に第2の薄膜を被覆した後、前記第1の開孔に対応す
    6第2の薄膜部分に該開孔よシ小径の第2の開孔を形成
    する工程と、この第2の開孔を通して前記第1の薄膜を
    除去して前記絶縁層及び第2の薄膜からなる絶縁被膜に
    開孔部を形成する工程と、この絶縁被膜を含む全体に樹
    脂を前記開孔部内を全て充填することなく空洞として残
    るように封止する工程とを具備したことを特徴とする半
    導体記憶装置の製造方法。 4、 ヒーーズを有する書き込み可能なメモリセルを備
    えた半導体記憶装置の製造にあたシ、前記ヒーーズを覆
    う第1の絶lI#膜を形成する工程と、この絶縁膜上に
    核絶縁膜よシ溶解速度の小さい第2の絶縁膜を形成する
    工程と、前記ヒーーズ上部に位置する第2.第1の絶縁
    膜を選択的にエツチング除去して第1.第2の絶縁膜か
    らなる絶縁被膜に逆チー/4状の開孔部を形成する工程
    と、この絶縁被膜を含む全体に樹脂を前記開孔部内を全
    て充填することなく空洞として残るように封止する工程
    とを具備したことを特徴とする半導体記憶装置の製造方
    法。
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