(57)【要約】金属−金属間のアンチヒューズが集積回路内の２つの金属相互接続層の間に配置される。下側のバリア層はＴｉから形成される。下側の付着力促進層は下側のＴｉバリア層の上に配置される。アモルファス炭素、および、水素およびフッ素の少なくとも１つによりドープされたアモルファス炭素のうち少なくとも１つを有するグループから選択されたアンチヒューズ材料層が、下側の付着力促進層上に配置される。上側の付着力促進層がアンチヒューズ材料層の上に配置される。上側のＴｉバリア層が上側の付着力促進層の上に配置される。
2007523497.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下側のＴｉバリア層と、
前記下側のＴｉバリア層の上に配置された下側の付着力促進層と、
下側のＴｉバリア層の上の前記下側の付着力促進層の上側の表面上に配置されるアンチヒューズ材料層であって、アモルファス炭素、または、水素およびフッ素の少なくとも１つによりドープされたアモルファス炭素、のうち少なくとも１つを有するグループから選択され、前記下側の付着力促進層の上に配置されたアンチヒューズ材料層と、
前記アンチヒューズ材料層の上に配置された上側の付着力促進層と、
前記上側の付着力促進層の上に配置された上側のＴｉバリア層と、
を有することを特徴とする再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項２】
前記下側の付着力促進層と前記上側の付着力促進層は、それぞれ約２オングストロームから約２０オングストロームの厚さを持つことを特徴とする請求項１に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項３】
前記下側の付着力促進層と前記上側の付着力促進層は、ＳｉｘＣｙおよびＳｉｘＮｙを有するグループから選択された材料からなることを特徴とする請求項１に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項４】
前記下側の付着力促進層と前記上側の付着力促進層はＳｉｘＣｙを有することを特徴とする請求項３に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項５】
前記ＳｉｘＣｙにおけるｘ対ｙの比が約１＋／−０．４の範囲にあることを特徴とする請求項４に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項６】
前記下側の付着力促進層と前記上側の付着力促進層はＳｉｘＮｙを有することを特徴とする請求項３に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項７】
前記ＳｉｘＮｙにおけるｘ対ｙの比が約０．７５＋／−０．２２５の範囲にあることを特徴とする請求項６に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項８】
前記下側の付着力促進層と前記上側の付着力促進層は、ＳｉｘＣｙおよびＳｉｘＮｙを有するグループから選択された材料からなることを特徴とする請求項２に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項９】
前記下側の付着力促進層と前記上側の付着力促進層はＳｉｘＣｙを有することを特徴とする請求項８に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項１０】
前記ＳｉｘＣｙにおけるｘ対ｙの比が約１＋／−０．４の範囲にあることを特徴とする請求項９に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項１１】
前記下側の付着力促進層と前記上側の付着力促進層はＳｉｘＮｙを有することを特徴とする請求項８に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項１２】
前記ＳｉｘＮｙにおけるｘ対ｙの比が約０．７５＋／−０．２２５の範囲にあることを特徴とする請求項８に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項１３】
前記アンチヒューズ材料層は、約５０オングストロームから約５００オングストロームの厚さを持つアモルファス炭素から形成されることを特徴とする請求項１に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項１４】
前記アンチヒューズ材料層は、約１原子百分率から約４０原子百分率の濃度範囲の水素でドープされたアモルファス炭素を有することを特徴とする請求項１に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項１５】
前記アンチヒューズ材料層は、約５０オングストロームから約５００オングストロームの厚さを持つことを特徴とする請求項１４に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項１６】
前記アンチヒューズ材料は厚さが約５０オングストロームから約５００オングストロームであり、前記下側の付着力促進層と前記上側の付着力促進層は、それぞれ約２オングストロームから約２０オングストロームの厚さを持つことを特徴とする請求項１に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項１７】
前記下側の付着力促進層と前記上側の付着力促進層は、ＳｉｘＣｙおよびＳｉｘＮｙを有するグループから選択された材料からなることを特徴とする請求項１６に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項１８】
前記下側の付着力促進層と前記上側の付着力促進層はＳｉｘＣｙを有することを特徴とする請求項１７に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項１９】
前記ＳｉｘＣｙにおけるｘ対ｙの比が約１＋／−０．４の範囲にあることを特徴とする請求項１８に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項２０】
前記下側の付着力促進層と前記上側の付着力促進層はＳｉｘＮｙを有することを特徴とする請求項１７に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項２１】
前記ＳｉｘＮｙにおけるｘ対ｙの比が約０．７５＋／−０．２２５の範囲にあることを特徴とする請求項２０に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項２２】
前記アモルファス炭素アンチヒューズ材料層は、約１原子百分率から約４０原子百分率の水素でドープされることを特徴とする請求項１７に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項２３】
下側の金属相互接続層と、
前記下側の金属相互接続層の上に配置される金属の間の誘電体層であって、貫通して形成されかつ金属プラグで満たされたビア(via)を持つ前記金属の間の誘電体層と、
前記金属プラグの上に配置された下側のＴｉバリア層と、
前記下側のＴｉバリア層の上に配置された下側の付着力促進層と、
アモルファス炭素から形成され、前記下側の付着力促進層の上に配置されたアンチヒューズ材料層と、
前記アンチヒューズ材料層の上に配置された上側の付着力促進層と、
前記上側の付着力促進層の上に配置された上側のＴｉバリア層と、
前記上側のＴｉバリア層上に配置された上側の金属相互接続層と、
を有することを特徴とする再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項２４】
前記下側の付着力促進層と前記上側の付着力促進層は、ＳｉｘＣｙおよびＳｉｘＮｙを有するグループから選択された材料からなることを特徴とする請求項２３に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項２５】
前記下側の付着力促進層と前記上側の付着力促進層はＳｉｘＣｙを有することを特徴とする請求項２４に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項２６】
前記ＳｉｘＣｙにおけるｘ対ｙの比が約１＋／−０．４の範囲にあることを特徴とする請求項２５に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項２７】
前記下側の付着力促進層と前記上側の付着力促進層はＳｉｘＮｙを有することを特徴とする請求項２４に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項２８】
前記ＳｉｘＮｙにおけるｘ対ｙの比が約０．７５＋／−０．２２５の範囲にあることを特徴とする請求項２７に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項２９】
前記アンチヒューズ材料層は、約５０オングストロームから約５００オングストロームの厚さを持つことを特徴とする請求項２３に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項３０】
前記アモルファス炭素アンチヒューズ材料層は、約１原子百分率から約４０原子百分率の濃度範囲の水素でドープされることを特徴とする請求項２３に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項３１】
前記アモルファス炭素アンチヒューズ材料層は、約５０オングストロームから約５００オングストロームの厚さを持つことを特徴とする請求項３０に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項３２】
前記下側の付着力促進層と前記上側の付着力促進層は、ＳｉｘＣｙ、ＳｉｘＮｙ、ＳｉｘＣｙＮＺ、ＳｉｘＯｙＣＺ、およびＳｉｘＯｙＮＺを有するグループから選択された材料からなることを特徴とする請求項２３に記載の再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項３３】
下側のＴｉバリア層と、
前記下側のＴｉバリア層の上に配置された下側のＳｉｘＣｙ層と、
アモルファス炭素からなり、前記下側のＳｉｘＣｙ層の上に配置されたアンチヒューズ材料層と、
前記アンチヒューズ材料層の上に配置された上側のＳｉｘＣｙ層と、
上側のＴｉバリア層と、
を有することを特徴とする再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項３４】
下側のＴｉバリア層と、
前記下側のＴｉバリア層の上に配置された下側のＳｉｘＮｙ層と、
アモルファス炭素からなり、前記下側のＳｉｘＮｙ層の上に配置されたアンチヒューズ材料層と、
前記アンチヒューズ材料層の上に配置された上側のＳｉｘＮｙ層と、
上側のＴｉバリア層と、
を有することを特徴とする再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ。
【請求項３５】
絶縁層とタングステンプラグを平坦化する段階と、
前記絶縁層と前記タングステンプラグの上に下側のＴｉバリア層を形成する段階と、
前記下側のＴｉバリア層の上に下側の付着力促進層を形成する段階であって、前記下側の付着力促進層がＳｉｘＣｙおよびＳｉｘＮｙを有するグループから選択されるようにした段階と、
前記下側の付着力促進層の上にアンチヒューズ材料層を形成する段階であって、前記アンチヒューズ材料層が、アモルファス炭素、水素およびフッ素の少なくとも１つによりドープされたアモルファス炭素、または、アモルファスシリコンカーバイド、を有するグループから選択されるようにした段階と、
前記アンチヒューズ材料層の上に上側の付着力促進層を形成する段階であって、前記上側の付着力促進層がＳｉｘＣｙおよびＳｉｘＮｙを有するグループから選択されるようにした段階と、
前記アンチヒューズ材料層の上に上側のＴｉバリア金属層を形成する段階と、
前記バリア金属層の上に酸化物またはタングステンハードマスク層を形成する段階と、
前記ハードマスク層の上にフォトレジストの層を形成する段階と、
前記ハードマスク層を規定する段階と、
前記フォトレジストを除去する段階と、
前記ハードマスク層をマスクとして使用して、
前記上側のＴｉバリア層、前記上側の付着力促進層、前記アンチヒューズ材料層、前記下側の付着力促進層、および前記下側のＴｉバリア金属層をエッチングすることによって、前記アンチヒューズのためのスタックの形状を定義する段階と、
前記スタックの上に絶縁層を形成する段階と、
前記絶縁層にアパーチャを形成する段階と、
前記絶縁層の上および前記アパーチャに金属相互接続層を形成する段階と、
前記金属相互接続層の上に第２のマスキング層を形成する段階と、
前記金属相互接続層を規定する段階と、
を有することを特徴とする再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズを製造する方法。
【請求項３６】
前記アンチヒューズ材料層を形成する段階は、約１０ｎｍから約８０ｎｍの厚さに前記アンチヒューズ材料層を形成する段階を有することを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記Ｔｉバリア金属層を形成する段階は、約２５ｎｍから約２００ｎｍの厚さに前記Ｔｉバリア金属層を形成する段階を有することを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
前記下側および上側の付着力促進層は基本的に単一層であることを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項３９】
前記アンチヒューズ材料層を形成する段階は、アセチレンソースガスから前記アンチヒューズ層を堆積する段階を有することを特徴とする請求項３５に記載の方法。
【請求項４０】
前記アンチヒューズにわたってプログラム電圧を印加し、抵抗が十分に減少するまで前記アンチヒューズを通してプログラム電流を流すことによって、前記アンチヒューズをプログラムする段階と、
前記アンチヒューズにわたって消去電圧を印加することによって前記アンチヒューズを消去する段階であって、前記消去電圧を前記プログラム電圧より低くし、前記アンチヒューズを通して消去電流を流す段階と、
を有することを特徴とする、再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズをプログラムし、消去するための方法。
【請求項４１】
前記アンチヒューズにわたってプログラム電圧を印加する段階、および前記アンチヒューズにわたって消去電圧を印加する段階は、いずれも、前記アンチヒューズ材料層の上にさらなる負の値を持った電圧を印加する段階を有することを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記プログラム電流は、約１００μＡから約１ｍＡの範囲にあることを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項４３】
前記アンチヒューズをプログラムする段階は、前記アンチヒューズを通してソーク電流を通過させることによって前記アンチヒューズをソーキングする段階をも含むことを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【請求項４４】
前記ソーク電流は約５ｍＡの大きさを持つことを特徴とする請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記プログラム電流は、約１ｍＡ未満であり、前記消去電流と前記プログラム電流の比は、約１０：１であることを特徴とする請求項４２に記載の方法。
【請求項４６】
前記プログラム電流は約１ｍＡ未満であり、
前記アンチヒューズをプログラムする段階は、約５ｍＡ未満の大きさを持ったソーク電流を通すことによって、前記アンチヒューズをソーキングする段階をも含み、
前記消去電流と前記ソーク電流の比は、約３：１であることを特徴とする請求項４０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアモルファス炭素の金属−金属間のアンチヒューズ構造に関わる。特に本発明は、付着層とチタン（Ｔｉ）バリア層を使用した再プログラム可能なアモルファス炭素の金属−金属間のアンチヒューズ構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
集積電子回路は、製造プロセスの際に設置されるすべての内部接続と共に製造されることが通常である。しかしながら、このような回路の高い開発費と高い製造工具費のために、集積回路が使用する者によって望ましい応用を導入するよう構成されるか、プログラムされるようにすることは有利である。このような回路は、プログラム可能な回路と呼ばれる、そしてこれらの回路のプログラム可能性を供給するために、当技術分野では、アンチヒューズ(anti-fuse)が知られている。アンチヒューズは、一般に絶縁体アンチヒューズ材料層の周りにサンドイッチされた導電性の電極対を有するデバイスである。
【０００３】
プログラムプロセスはアンチヒューズ材料を分離(または分裂または粉砕：disrupt)させ、そして２つの電極間にフィラメントを形成する。プログラムの前に、アンチヒューズは２つの電極間に数ギガオーム程度の大きさの電気抵抗を呈し、そして開回路状態となると考えられる。プログラムプロセスは２つの電極間に数オームから数千オームの低インピーダンス接続を作る。プログラム電圧は数ボルトから約２０ボルトの範囲である。
【０００４】
電極が多くの異なる導電層材料から選択され、またアンチヒューズ材料層が多くの異なる絶縁材料から作られる状況で、アンチヒューズが製造されてきたことは、当技術分野で知られている。「ビア(via)」タイプ、半スタック(half stack:ハーフスタック)、全スタック(full stack:フルスタック)、導電性プラグ、および他の多数のバリエーションを含んだ、多くの様々なアンチヒューズ構造が提案されてきたことも知られている。
【０００５】
アンチヒューズは一般に２つの種類に分けられる。第１のタイプのアンチヒューズは基板アンチヒューズと言われ、その下側の電極としての半導体基板、およびその上側の電極としての金属の層またはドープされたポリシリコンにドープ領域を持つ。アンチヒューズ材料は、通常、窒化ケイ素または二酸化ケイ素の１つ以上の層を有する。このようなアンチヒューズの例は、Ｎ＋拡散層とポリシリコン（「ポリ」）層との間にサンドイッチされた酸化物−窒化物−酸化物（ＯＮＯ）アンチヒューズ材料層（Ｎ＋／ＯＮＯ／ポリ）から作られる。このようなデバイスは、特許文献１および特許文献２に詳細に記載されている。この種類のアンチヒューズために、コンタクトは２つの対応する導電性の金属線からＮ＋拡散層と上側の電極まで作られなければならない。
【０００６】
基板レベルのアンチヒューズにおけるよく知られた問題がある。推奨される誘電体材料のいくつかは複雑な製造技術を必要とし、またプログラムの際の信頼性が低い。いくつかのプログラムされたアンチヒューズは、高速回路での使用に対しそれを比較的不適にするような数百から数千オームオーダーの有限の抵抗を持ちうるし、また非常に多数の回路が同時にスイッチングするときには、大きな電力消費をももたらしうる。さらに、商業的に入手できる電圧での信頼性の高い動作を維持するために、提案されたアンチヒューズ材料層は、通常、比較的高い容量形勢には十分な薄さである。これは、デバイス上の動作速度に限界を生じうる。というのは、一つのライン上のアンチヒューズが、並列接続したコンデンサとして機能し、非プログラムされたアンチヒューズの個々の電気容量の合計がデータ信号を遅くしうる望ましくないこととなるからである。最後に、基板アンチヒューズは多くのチップ領域を消費する。
【０００７】
第２のタイプのアンチヒューズは、金属−金属間のアンチヒューズと言われ、その下側の電極としての半導体基板の上に配置され、またそこから絶縁される第１の金属層を持ち、その上側の電極としての第２の金属層、および第１および第２の金属層の間にサンドイッチされたアンチヒューズ材料層を持つ。アンチヒューズ材料層は、下側および上側の金属相互接続層から自身を分離する１つ以上のバリア金属層に伴われることが可能である。金属−金属間のアンチヒューズの多数の構造が当技術分野で知られている。例示的かつ非包括的な金属−金属間のアンチヒューズがForouhiらによる特許文献３に示されている。
【０００８】
プログラムされた金属−金属間のアンチヒューズの電気抵抗は、通常、プログラムされた基板レベルのアンチヒューズより遥かに小さい。金属−金属間のアンチヒューズのプログラムの際には、アンチヒューズの近傍における金属化層（メタライズ層、金属被覆層）、アンチヒューズ材料、および金属化層に隣接する部分は分離あるいは溶解し、また金属化層からの金属が、物質移動および熱駆動による材料拡散、並びにシリコンの金属−金属間のアンチヒューズに特有の化学反応、を通して引き込まれ混ぜられることに起因して、アンチヒューズ材料層を通して導電性の接続を形成することになる。
【０００９】
金属−金属間のアンチヒューズは、通常、アンチヒューズ材料としてアモルファスシリコンの層を使用するが、しかしながら、それらは、酸化物と窒化物層を、単独または多層結合で、あるいはアモルファスシリコンとの組み合わせで使用することもある。1つ以上の酸化物または窒化物の層をアンチヒューズ材料層として使用することを提案したアンチヒューズの例は、Mohsenらの特許文献４、Mohsenらの特許文献１、Hamdyらの特許文献５を含む。アモルファスシリコンをアンチヒューズ材料層として単独で、または１つ以上の酸化物か窒化物の層との組み合わせで使用することを提案したアンチヒューズの例は、McCollumらの特許文献６、Husherらの特許文献７、Forouhiらの特許文献８、Forouhiらの特許文献３、Gordonらの特許文献９を含む。
【００１０】
アンチヒューズ電気容量は、上述したように、金属−金属間のアンチヒューズに対しても問題である。アモルファスシリコンアンチヒューズは、比較的厚いアンチヒューズ層を提供することによってこの問題を軽減するが、しかしながら、アモルファスシリコンアンチヒューズは、比較的高いリーク電流を示す。他のアプローチは、電極とアモルファスシリコンアンチヒューズ材料の間に漏れバリア(leakage barrier)を形成することであった。堆積（蒸着）された二酸化ケイ素または窒化ケイ素の薄い層が使われた。この層があまりに薄いならば、効果的なバリアとはならないであろうし、あまりに厚いならば、それはアンチヒューズのプログラム電圧をかなり上げることになるだろう。
【００１１】
プログラムされたアンチヒューズにわたって過度の電流がかけられるという特定の条件下で、導電性の接続が開路するか、または非導電性になってしまうという現象をシリコン の金属−金属間のアンチヒューズが示す、ということが知られている。この不良モードは、アンチヒューズの読み取り状態の時に過度の寄生電流が発生するので、一般に「リードディスターブ(read disturb：読み取り阻害)」として知られている。
【００１２】
リードディスターブに寄与する１つの要因は、アルミニウムの電子移動に起因して、アンチヒューズ導電接続においてかなりの量アルミニウムが存在することである。様々な材料と様々な厚さのアンチヒューズ材料層へのアルミニウム流れをブロックする役割を果たす金属バリア層が提案された。バリア材料は、アルミニウムとアモルファスシリコンの間にあって、本質的に、プログラムされたアンチヒューズ中に導電性フィラメントを形成するすべての導電材料を提供する。このようなバリア金属接続材料を形成したアンチヒューズは、さらなる流れに耐え、バリア金属接続材料なしに形成されたアンチヒューズよりも高い信頼度を持つことができる。
【００１３】
この問題を克服する他の方法は、アンチヒューズ材料の組成を変えることである。例えば、アモルファスシリコンアンチヒューズ層を、より低いリーク電流とより高い破壊電圧を持った酸化物、窒化物、または酸化物と窒化物の組み合わせのような、他の低温の誘電体に置き換えうる。従って、同じ破壊電圧の要求を維持するため、アンチヒューズ誘電体の厚さは減少しなければならない。しかしながら、アンチヒューズ材料層の厚さを減らすことは、非プログラム状態でのアンチヒューズの電気容量の増加をもたらす。この増加した電気容量は製品の速度(product speed)に否定的な影響を与える。
【００１４】
アモルファスシリコンと置き換えて、リードディスターブ現象やアモルファスシリコン の金属−金属間のアンチヒューズに関連した他の問題を低減するために、シリコンカーバイド（ＳｉＣ：シリコン炭化物、炭化ケイ素）およびアモルファス炭素のような、アモルファスシリコンよりも硬く高密度な他の材料が提案された。望ましいプログラム電圧において、そして最小の電気容量でこれらの材料を使用することは重要である。
【００１５】
アモルファス炭素がリードディスターブ現象をかなり解決することが示された。アモルファス炭素をアンチヒューズ材料層として用いることにおける１つの問題は、金属電極に付着することができないということであった。通常、薄膜の界面におけるイオン的結合、材料間の化学反応により新しい材料がもたらされる金属結合、または表面のくぼみや突起上に掛かっている堆積膜に起因して付着が起こる状況であるところの機械的な付着、のいずれかが存在するので、薄膜デバイスにおける層の付着が起こる。
【特許文献１】米国特許第４，８２３，１８１号明細書
【特許文献２】米国特許第４，８８１，１１４号明細書
【特許文献３】米国特許第５，２７２，１０１号明細書
【特許文献４】米国特許第４，５４３，５９４号明細書
【特許文献５】米国特許第４，８９９，２０５号明細書
【特許文献６】米国特許第５，０７０，３８４号明細書
【特許文献７】米国特許第５，１７１，７１５号明細書
【特許文献８】米国特許第５，１８１，０９６号明細書
【特許文献９】米国特許第５，１９６，７２４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
薄膜デバイスの材料がお互いに付着していないとき、「のり」層が使用されなければならない。アモルファス炭素ベースのアンチヒューズデバイスでは、適切なのり層材料が金属電極とアモルファス炭素アンチヒューズ材料層の両方に付着しなければならないため、のり層材料を見付けるのは難しい問題である。同時に、使用されるのり層の付着材料はアンチヒューズのプログラム特性および電気容量特性に最小の影響を与えるべきである。
【００１７】
従来技術のアンチヒューズに共通な他の１つの特徴は、通常、それらがたった１回だけプログラム可能であったということ、つまり、２つのアンチヒューズ電極間の低抵抗接続を作るというプログラムのメカニズムが、不可逆であったということである。一旦アンチヒューズがプログラムされると、永久的な低抵抗接続となる。アンチヒューズの制御可能な再プログラムは到達し難い目標であった。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズが、集積回路における２つの金属相互接続層の間に配置される。下側のバリア層はＴｉから形成される。下側の付着力促進層が下側のＴｉバリア層の上に配置される。アモルファス炭素、または、水素およびフッ素の少なくとも１つによりドープされたアモルファス炭素、のうち少なくとも１つを有するグループから選択されたアンチヒューズ材料層が、下側の付着力促進層の上に配置される。上側の付着力促進層がアンチヒューズ材料層の上に配置される。上側のＴｉバリア層が上側の付着力促進層の上に配置される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
当技術分野の当業者ならば、以下の本発明の説明が単に例示であって、全く限定的なものでないことを理解するであろう。本発明の他の実施形態は、そのような当業者に対してそのこと自体を容易に示唆するであろう。
【００２０】
図１において、本発明による再プログラム可能なアンチヒューズ１０を断面図で全体的に示す。再プログラム可能なアンチヒューズ１０は、下側の金属相互接続層１２と上側の金属相互接続層１４の間に配置される。下側の金属相互接続層１２と上側の金属相互接続層１４は、半導体基板１６および介在している絶縁層１８の上に配置される。アンチヒューズ１０は、下側のＴｉバリア層２０、ＳｉｘＣｙおよびＳｉｘＮｙを有するグループから選択された材料からなる下側の付着力促進層２２、アモルファス炭素、または、水素およびフッ素の少なくとも１つによりドープされたアモルファス炭素、から形成されたアンチヒューズ材料層２４、ＳｉｘＣｙおよびＳｉｘＮｙを有するグループから選択された材料からなる上側の付着力促進層２６、および上側のＴｉバリア層２８を有する。下側および上側の付着力促進層２２および２６は、それぞれ、アンチヒューズ材料層２０と、下側および上側のそれぞれのＴｉバリア２０および２８の間の付着力を提供するために使用されている。
【００２１】
本発明によれば、付着力促進層２２と２６は電気容量を最小化し、アンチヒューズ１０のスイッチング性能を劣化させる効果はほとんどない。付着力促進層２２と２６のための材料は、好ましくは、ｘ対ｙの比を約１＋／−０．４とするシリコンカーバイド（ＳｉｘＣｙ）である。ｘ対ｙの比に応じて、ＳｉＣ層の誘電率は約４から約６の範囲となる。付着力促進層２２と２６は、アンチヒューズ材料層２４によって制御されるアンチヒューズ１０の電気的特性に実質的に影響を与えるべきでなく、破壊電圧、アンチヒューズの電気容量または漏洩は約１０パーセントを超えて変化しないようにし、そのため好ましくはかなり薄い。
【００２２】
そのようなものとして、付着力促進層は２２と２６は、付着力促進層２２と２６のための厚さに約２オングストロームから約２０オングストロームの範囲を与える１原子から数原子分の厚さでありうる。２オングストロームの厚さを持った層が平均の材料層厚さを代表することを理解すべきである。例えば、個々の単原子層の間に十分なスペースがあり得、まばらに高密度な単原子層では、測定された厚さはまばらに間隔をあけた原子の平均厚さを与える。ＳｉｘＣｙは、当技術分野の当業者によく知られているＰＥＣＶＤ技法を使用して蒸着（堆積）できる。
【００２３】
アンチヒューズ１０の電気容量を決定すること関しては、付着力促進層２２、アンチヒューズ材料層２４および付着力促進層２６を含む構造の電気容量は、層２２、２４および２６の全直列電気容量である。ＳｉｘＣｙの２オングストローム層、約２．５から約４の誘電率を持ったアモルファス炭素の１００オングストローム層、およびＳｉｘＣｙの２オングストローム層を含む構造は約４の誘電率を持つことになり、そして、ＳｉｘＣｙの２０オングストローム層、アモルファス炭素の１００オングストローム層、およびＳｉｘＣｙの２０オングストローム層を含む構造は約５．５の誘電率を持つことになる。
【００２４】
ｘ対ｙの比が約０．７５＋／−０．２２５である窒化ケイ素（ＳｉｘＮｙ、シリコン窒化物）もまた本発明による付着力促進層２２と２６として使用できる。ＳｉｘＮｙは、当技術分野の当業者によく知られているＰＥＣＶＤ技法を使用して蒸着（堆積）できる。ＳｉｘＮｙ層の誘電率は約６から約８の範囲になり、上述のＳｉｘＣｙ／アモルファス炭素／ＳｉｘＣｙの３層構造の材料層厚さに匹敵する材料層厚さを持ったＳｉｘＮｙ／アモルファス炭素／ＳｉｘＮｙの３層構造に対する誘電率は、ＳｉｘＣｙ／アモルファス炭素／ＳｉｘＣｙの３層構造に対する誘電率より高くなる。
【００２５】
ｘ対ｙ対ｚの比が（１：１：１）＋／−０．４のいずれかの比であるようなＳｉｘＣｙＮｚもまた本発明による付着力促進層２２と２６として使用できる。ＳｉＣＮは当技術分野の当業者によく知られているＰＥＣＶＤ技法を使用して蒸着（堆積）できる。ＳｉＣＮ層の誘電率は約４から約８の範囲であり得、上述のＳｉＣ／アモルファス炭素／ＳｉｘＣｙ構造の材料層厚さに匹敵する材料層厚さを持ったＳｉＣＮ／アモルファス炭素／ＳｉＣＮ構造に対する誘電率は、ＳｉｘＣｙ／アモルファス炭素／ＳｉｘＣｙ構造に対する誘電率より高くなる。
【００２６】
アンチヒューズ材料層２４は、アモルファス炭素、または、水素および／またはフッ素によりドープされたアモルファス炭素から形成できる。アンチヒューズ材料層２４の厚さは、約３Ｖから約２０Ｖの破壊電圧に対して約５０オングストロームから約５００オングストロームの範囲を有する。アンチヒューズ材料層２４の厚さは、好ましくは、５Ｖの破壊電圧に対して約１００オングストロームから約５００オングストロームである。アンチヒューズ材料層２４が水素によりドープされたアモルファス炭素から形成されるとき、水素ドーピングは約１原子百分率から約４０原子百分率とすべきである。アモルファス炭素、およびその組み合わせは、ソースガス、好ましくはアセチレンガス（Ｃ２Ｈ２）によって処理されうる。
【００２７】
図２Ａおよび図２Ｂは、本発明による再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ構造３０の金属プラグの実施形態を示す断面図を表す。図２Ａおよび図２Ｂに示す実施形態において、基板３２は絶縁層３４と金属相互接続層３６によって覆われる。当技術分野の当業者ならば、図２Ａと２Ｂが単に例示であって、金属相互接続層３６は、必ずしも多層の集積回路における第１の金属相互接続層である必要はない、ということを理解するであろう。
【００２８】
例えば、約４００ナノメートル（ｎｍ）から約１０００ｎｍの範囲の厚さ持った蒸着（堆積）された二酸化ケイ素から形成した絶縁層３８は、金属相互接続層３６の上側に配置され、また絶縁層３８を貫通し、金属相互接続層３６に電気的に連結されるビア(via)に形成されたタングステン（Ｗ）プラグ４０を含む。当技術分野で知られているように、絶縁層３８とＷプラグ４０の上側の表面は、上にアンチヒューズ３０が作られる比較的平坦な面を提供するために平坦化されうる。その代わりに、Ｗプラグ４０は、化学的／機械的研磨（ＣＭＰ）のような技法を使用する平坦化を遂行するか、または平坦化後にプラズマ酸化エッチングを遂行することによって、図２Ａおよび図２Ｂに図式的に示すように絶縁層３８の表面の上から突出させることができる。
【００２９】
Ｗプラグ４０はアンチヒューズ３０の下側の電極を形成する。図２Ａおよび図２Ｂに示すように、約２５ｎｍから約２００ｎｍの厚さを持ったＴｉバリア金属層４２は、Ｗプラグ４０の上に配置される。
【００３０】
本発明によると、ＳｉｘＣｙ、ＳｉｘＮｙ、およびＳｉＣＮのいずれかから形成され、約２オングストロームから約２０オングストロームの厚さを持つ下側の薄い付着力促進層４４、あるいは上述したような他の適切な付着力促進層が、タングステンプラグ４０の上に横たわる下側のＴｉバリア金属層４２の上に配置される。アモルファス炭素、または水素によりドープされアモルファス炭素のアンチヒューズ材料層であって、約２．５ｎｍから約１０００ｎｍの厚さを持つアンチヒューズ材料層４６が、下側の付着力促進層４４の上側に配置される。ＳｉｘＣｙ、ＳｉｘＮｙ、およびＳｉＣＮのいずれかから形成され、約２オングストロームから約２０オングストロームの厚さを持つ下側の薄い付着力促進層４８、あるいは上述したような他の適切な付着力促進層が、アンチヒューズ材料層４４の上に配置される。
【００３１】
約２５ｎｍから約２００ｎｍの厚さを持つ上側のアンチヒューズ電極を形成するＴｉバリア金属層５０が、付着力促進層４８の上に配置される。ハードマスク層５２がバリア金属層４８の上に堆積される。図２Ｂでは、ハードマスク層は二酸化ケイ素のような絶縁材料から形成され、図２Ａでは、ハードマスク層はＷから形成される。
【００３２】
図２Ａおよび図２Ｂの両方において、堆積された二酸化ケイ素の絶縁層で約１００ｎｍから約２００ｎｍの厚さを持っている絶縁層５４は、下側の付着力促進層４４、アンチヒューズ材料層４６、上側の付着力促進層４８、およびバリア金属層５０を含む構造の上に形成される。図２Ｂでは、金属相互接続層５６が絶縁層５４の上に配置され、そしてハードマスク酸化物層５２と絶縁層５４を通して形成されたビアによってバリア金属層５０に接触する。図２Ａでは、金属相互接続層５６が絶縁層５４の上に配置され、そして絶縁層５４を通して形成されたビアによってＷハードマスク層５２の上側の表面に接触する。当技術分野の当業者によって理解されるように、ハードマスク層が導電材料から形成されるので、ハードマスク層５２を通したいかなるエッチング工程も、図２Ａに示した実施形態において必要ではない。
【００３３】
ハードマスク層５２はパターン化されエッチングされて、アンチヒューズの「スタック」を形成するバリア金属層５０、上側の付着力促進層４８、アンチヒューズ材料層４６、および下側の付着力促進層４４をエッチングするときに、エッチングマスクとして機能することになるハードマスクを形成する。次のフォトレジスト除去ステップがあれば必ず有機材料に対して影響のあるエッチング液を使用することになるので、このようなマスクがフォトレジストマスクの代わりに使われる。このようなエッチング液は炭素アンチヒューズ材料層４６の露出した側端を攻撃してしまう。
【００３４】
二酸化ケイ素がハードマスク層５２として使用される場合、それはアンチヒューズ材料層４６がフォトレジストスト剥離工程の時に除去されることから保護する。その代わりに、ＴｉはＷに対し高い選択比を持っているので、約２５ｎｍから約５０ｎｍの範囲のＰＶＤ Ｗの薄い層は、バリア金属層４８をエッチングするためにハードマスク層５２として使用することもできる。酸化物またはＷのハードマスクは、高い選択比と、アモルファス炭素アンチヒューズ材料層４４の誘電率や機械的特性に影響を与えることなく金属をエッチングする能力とを提供する。
【００３５】
図３Ａから図３Ｅは、図２Ａおよび図２Ｂのアンチヒューズを示す断面図であって、製造工程のうちから選んだ時点で存在する構造を示す。アンチヒューズ３０の製造は、絶縁層３８とＷプラグ４を平坦化するのに使用されるよく知られた事前の処理工程の後に開始するので、図３Ａは平坦化した絶縁層３８とＷプラグ４０を製造工程に対する開始点として示される。
【００３６】
図３Ａの調査からわかるように、図２Ａと図２Ｂのアンチヒューズ３０は、絶縁層３８の上とＷプラグ４０の露出した上面に下側のＴｉバリア層４２を形成することによって、作られる。次に、付着力促進層４４がＴｉバリア層４２の上に形成される。付着力促進層４４はアンチヒューズ材料層４６の電気的特性に対する影響を最小にするために非常に薄くするべきである。そのようなものとして、付着力促進層４４は、１原子から数原子分の厚さ範囲、すなわち約２オングストロームから約２０オングストロームの範囲でありうる。ＳｉｘＣｙ、ＳｉｘＮｙ、またはＳｉｘＣｙＮｚのいずれかが付着力促進層４４として使用される時、ＳｉｘＣｙ、ＳｉｘＮｙ、またはＳｉｘＣｙＮｚのいずれかは当技術分野の当業者によく知られているＰＥＣＶＤ技法を使用して蒸着（堆積）できる。
【００３７】
そして次に、アモルファス炭素または水素ドープされたアモルファス炭素から形成されたアモルファス炭素層４６が、当技術分野の当業者によく知られているＰＥＣＶＤ技法を使用して、付着力促進層４４の上に、約５０オングストロームから約５００オングストロームの範囲の厚さに蒸着（堆積）される。使用されたアンチヒューズ材料層の厚さが、最終的なアンチヒューズ３０に対する望ましいプログラム電圧に依存することになる、ということが、当技術分野の当業者には理解されるであろう。
【００３８】
次に、上側の付着力促進層４８がアモルファス炭素アンチヒューズ材料層４６の上に堆積される。付着力促進層４８はアンチヒューズ材料層４６の電気的特性に対する影響を最小にするために非常に薄くするべきである。そのようなものとして、付着力促進層４８は、１原子から数原子分の厚さ範囲、すなわち約２オングストロームから約２０オングストロームの範囲でありうる。ＳｉｘＣｙ、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＣＮのいずれかが付着力促進層４８として使用される時、ＳｉｘＣｙ、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＣＮのいずれかは当技術分野の当業者によく知られているＰＥＣＶＤ技法を使用して蒸着（堆積）できる。
【００３９】
次に、Ｔｉバリア層５０が、当技術分野の当業者によく知られているＰＶＤスパッタリング技法を使用して、約２５ｎｍから約２００ｎｍの範囲の厚さに堆積される。それから、ハードマスク層５２がバリア金属層５０の上に堆積される。ハードマスク層５２が二酸化ケイ素のような絶縁物から形成される場合、それは、約５０ｎｍから約４００ｎｍの範囲の厚さに、好ましくは約２００ｎｍに、例えば当技術分野の当業者によく知られているＰＥＣＶＤ技法を使用して蒸着（堆積）できる。ハードマスク層５２がＷから形成される場合、それは、約２５ｎｍから約５０ｎｍの範囲の厚さに、当技術分野の当業者によく知られているＰＶＤスパッタリング技法を使用して蒸着（堆積）できる。図３Ａは、それらの処理工程が行なわれた後の結果としての構造を示す。
【００４０】
さて図３Ｂを参照すると、フォトレジスト層６０が堆積され、そして従来のフォトフィソグラフィ（写真製版）工程を使用してハードマスク層５２の上にパターンが施される。それから、ハードマスク５２は、その複合体に適切な従来の処理技術を使用してエッチングされる。図３Ｂは、それらの処理工程が行なわれた後の結果としての構造を示す。
【００４１】
さて図３Ｃを参照すると、次にフォトレジスト層６０が剥離されて残りのパターン化されたハードマスク層５２が露出される。ハードマスク層５２は、アンチヒューズスタックを形成する下側のＴｉバリア層４２、下側の付着力促進層４４、アンチヒューズ材料層４６、下側の付着力促進層４８、および上側のＴｉバリア層５０をエッチングするときに、エッチングマスクとして機能させるために残される。それから、アンチヒューズスタックは、従来の処理技術を使用してエッチングされる。図３Ｃは、それらの処理工程が行なわれた後の結果としての構造を示す。
【００４２】
図３Ｄおよび図３Ｅにおいて、約１００ｎｍから約２００ｎｍの厚さを持った二酸化ケイ素の絶縁層５４が、例えば当技術分野の当業者によく知られているＰＥＣＶＤ技法を使用して、下側の付着力促進層４２、アンチヒューズ材料層４４、上側の付着力促進層４６、バリア材料層４８、およびハードマスク５０を含む構造の上に堆積される。図３Ｅでは、金属相互接続層５６が絶縁層５４の上に配置され、そしてハードマスク酸化物層５２と絶縁層５４を通して形成されたビアによってバリア金属層５０に接触する。図３Ｄでは、金属相互接続層５６が絶縁層５４の上に配置され、そして絶縁層５４を通して形成されたビアによってＷハードマスク層５２に接触する。金属相互接続層５６は、ＰＶＤスパッタリングを使用して形成できる。ビアは、図３Ｅおよび図３Ｆでは従来の処理技術を使用して形成される。
【００４３】
付着力促進層はアンチヒューズの電気容量を最小化し、アンチヒューズのスイッチング性能を劣化させる効果はほとんどない。アンチヒューズ材料層の電気的特性に対する影響を最小にするために、付着力促進層は約２オングストロームから約２０オングストロームの範囲で、非常に薄くしうる。付着力促進層のための材料は、好ましくはシリコンカーバイド（ＳｉｘＣｙ）である。ｘ対ｙの比に依存して、ＳｉｘＣｙ層の誘電率は約４から約６の範囲となる。本発明によれば、窒化ケイ素（ＳｉｘＮｙ）もまた付着力促進層として使用できる。ｘ対ｙの比に依存して、ＳｉｘＣｙ層の誘電率は約６から約８の範囲となる。ｘ対ｙ対ｚの比が（１：１：１）＋／−０．４の比であるようなシリコン炭窒化物（ＳｉｘＣｙＮｚ）もまた本発明による付着力促進層として使用できる。ＳｉｘＣｙＮｚ層の誘電率は約４から約８の範囲となる。付着力促進層は当技術分野の当業者によく知られているＰＥＣＶＤ技術を使用して堆積（蒸着）される。
【００４４】
約２．５から約４の誘電率を持ったアモルファス炭素のアンチヒューズ材料層に対して、ＳｉｘＣｙの２オングストローム層、アモルファス炭素の１００オングストローム層、およびＳｉｘＣｙの２オングストローム層を含む３層構造は約５．５の誘電率を持つことになる。ＳｉｘＣｙ／アモルファス炭素／ＳｉｘＣｙの３層構造の材料層厚さに匹敵する材料層厚さを持ったＳｉｘＮｙ／アモルファス炭素／ＳｉｘＮｙの３層構造に対する誘電率は、ＳｉｘＣｙ／アモルファス炭素／ＳｉｘＣｙ３層構造に対する誘電率より高くなる。
【００４５】
本発明によるアンチヒューズは、本発明の方法により再プログラム可能である。これはプログラムされ、消去され、そして再プログラムされうる。当技術分野で知られているように、アンチヒューズは、電流の急激な上昇が検出されるまで、それにわたってプログラム電圧が印加されることによりプログラムされ、低い電気抵抗接続が電極間に確立されたことを示す。従来の技術アンチヒューズでのように、１回以上の「ソーク」サイクルが、当技術分野で知られているようにプログラム後のアンチヒューズに遂行されうる。
【００４６】
本発明によるアンチヒューズは１００μＡから１ｍＡの低い電流においてプログラムされうる。低い電流において形成される接続は低い電気抵抗（５００オームを下回る）を持つ。続くアンチヒューズ接続のソーキングは、最高５ｍＡの高い電流によって行われ、さらに電気抵抗を低減し、そしてプログラムされた電気抵抗の配分を強固にする。
【００４７】
低い電流すなわち約１ｍＡ未満でプログラムされたアンチヒューズは、プログラム電流に比較して高い電流、すなわち約１０：１のプログラム電流対消去電流の比で約１０ｍＡから約１５ｍＡを受けた時、元のオフ状態（高い電気抵抗状態）に消去される。他のケースは、接続が約１ｍＡ未満のプログラム電流で形成され、また約５ｍＡ未満でソークされる場合である。このケースはより高い電流、すなわち約３：１を超える消去電流対ソーク電流の比で約１５ｍＡから約２０ｍＡのさらに高い消去電流を持つことになる。
【００４８】
プログラム電流に対するスイッチング電流（消去電流）の高い比は、信頼性のあるアンチヒューズを示す。プログラムされ、そして消去されたアンチヒューズは元のプログラム電圧に類似した電圧で再プログラムできる。さらに、消されたアンチヒューズは元のものと比較して類似しているが、幾分かさらに高い漏れ特性を持つことになる。
【００４９】
図４は、本発明による３サイクルのアンチヒューズのプログラムおよび消去を示した４つの曲線群である。図４の曲線は、ここで開示したような約３００オングストロームの厚さを持ったアモルファス炭素アンチヒューズ層を有するアンチヒューズに対してプロットしたものである。図４の調査からわかるように、アンチヒューズは、実行された３つのプログラムサイクルに関して、約８．２ボルトから約８．５ボルトの範囲の電圧でプログラムした。当技術分野の当業者ならば、本発明によって製造されたアンチヒューズに対するプログラム電圧がアモルファス炭素アンチヒューズ材料層の厚さの関数となる、ということを理解するであろう。
【００５０】
アンチヒューズがプログラムされた後、それが含まれる回路は、プログラム電圧よりかなり低い電圧で動作しうる。図４に示したプログラムおよび消去特性を持ったアンチヒューズに対して、最大動作電圧は約０．７５〜２．５ｖとすべきである。
【００５１】
また、図４に示すように、本発明のアンチヒューズは、それにある電圧（電位）を設定することによって消去されうる（高い電気抵抗の状態に戻る）。消去電圧がプログラム電圧より遥かに低いということが見出だされた。図４に示した特性を持ったアンチヒューズの場合、実施された３回のプログラムサイクルに関して消去電圧が約３．４から約３．６ボルトの範囲で、消去電流が約２０ｍＡ未満であることが見出だされた。プローブチップ（通常のルーチン）における抵抗の欠如を伴って、消去電圧は約１ｖ未満となる。印加電圧を説明すると次の通りである：すなわち、その電圧は回路抵抗に依存し、その状況でその電圧がアンチヒューズを消去するのに必要な消去電流を印加するように供給される。示した例は、テスト用装置のプローブチップにおいて２５０オームの抵抗を持ち、この抵抗はテスト準備での装備から起こりうる電流低下を防止するためのものである。従って、この例で示した印加電圧は直列の抵抗の結果であって、重要なパラメータではない。かけられた電流が重要なパラメータである。
【００５２】
さて、図５を参照すると、構成図は本発明の再プログラム可能なアンチヒューズで使うことのできる典型的なプログラム／消去サイクルを示している。まず、参照符号６０に示すように、アンチヒューズはここで開示されたプログラムサイクルを受けさせられる。次に、参照符号６２において、アンチヒューズはここで開示された消去サイクルを受けさせられうる。本発明の再プログラム可能なアンチヒューズが無限回再プログラムされるようなことはないので、消去サイクルが成功裏に成されたか、すなわちアンチヒューズが高い電気抵抗状態に戻されたどうかを見るために、アンチヒューズは参照符号６４においてチェックできる。もしアンチヒューズが成功裏に高い電気抵抗状態に戻されたならば、参照符号６６に示すように再びプログラムされうる。もしアンチヒューズが成功裏に高い電気抵抗状態に戻されなかったならば、参照符号６８に示すようにそれは消去されず、再プログラムできない、ということを示す。当技術分野の当業者によって理解されるように、参照番号６０から６８までの工程はお互い近接した時間に実行できるが、必ずしもその必要はない。
【００５３】
本発明を模範的な実施形態を参照して説明してきたが、特許請求の範囲を逸脱しないで、種々の変更がなされ、また均等物をその要素に置き換えることができる、ということが、当技術分野の当業者によって理解されるであろう。例えば、付着力促進層のために開示されたいずれかの材料の混合物に酸素が含められるということ、例えばＳｉｘＣｙおよびＳｉｘＮｙに加えて、ＳｉｘＯｙＣｚおよびＳｉｘＯｙＮｚ、さらには開示された他の材料の類似する混合物が使用できる、ということが理解されるべきである。さらに、その本質的な範囲を逸脱しないで、この教示に対する特定の状態または材料を適合させるように多くの変形がなされうる。従って、本発明を実行するために意図した最良の形態として特別に開示した実施の形態に本発明が限定されず、本発明が添付の特許請求の範囲に入るすべての実施の形態を含むことになる、ということが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明による再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズを概略的に示す断面図である。
【図２Ａ】３層の、薄い付着層／ａ−Ｃ／薄い付着層、の構造を使用した、本発明による再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ構造の第１の実施形態を示す断面図である。
【図２Ｂ】３層の、薄い付着層／ａ−Ｃ／薄い付着層、の構造を使用した、本発明による再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズ構造の第２の実施形態を示す断面図である。
【図３Ａ】図２Ａおよび図２Ｂの再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズを示す断面図であって、本発明による製造工程のうちから選んだ時点での構造を示す。
【図３Ｂ】図２Ａおよび図２Ｂの再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズを示す断面図であって、本発明による製造工程のうちから選んだ時点での構造を示す。
【図３Ｃ】図２Ａおよび図２Ｂの再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズを示す断面図であって、本発明による製造工程のうちから選んだ時点での構造を示す。
【図３Ｄ】図２Ａおよび図２Ｂの再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズを示す断面図であって、本発明による製造工程のうちから選んだ時点での構造を示す。
【図３Ｅ】図２Ａおよび図２Ｂの再プログラム可能な金属−金属間のアンチヒューズを示す断面図であって、本発明による製造工程のうちから選んだ時点での構造を示す。
【図４】本発明による３サイクルのアンチヒューズのプログラムおよび消去を示した４つの曲線群である。
【図５】本発明の再プログラム可能なアンチヒューズに使用可能な、典型的なプログラム／消去サイクルを示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  アンチヒューズ
１２、１４  金属相互接続層
１６  半導体基板
１８  絶縁層
２０  Ｔｉバリア層
２２  付着力促進層
２４  アンチヒューズ材料層
２６  付着力促進層
２８  Ｔｉバリア層
３０  アンチヒューズ構造
３２  基板
３４  絶縁層
３６  金属相互接続層
３８  絶縁層
４０  タングステン（Ｗ）プラグ
４２  Ｔｉバリア金属層
４４  付着力促進層
４６  アンチヒューズ材料層
４８  付着力促進層
５０  Ｔｉバリア金属層
５２  ハードマスク層
５４  絶縁層
５６  金属相互接続層
６０  フォトレジスト層
【図１】
2007523497.tif 000003
【図２Ａ】
2007523497.tif 000004
【図２Ｂ】
2007523497.tif 000005
【図３Ａ】
2007523497.tif 000006
【図３Ｂ】
2007523497.tif 000007
【図３Ｃ】
2007523497.tif 000008
【図３Ｄ】
2007523497.tif 000009
【図３Ｅ】
2007523497.tif 000010
【図４】
2007523497.tif 000011
【図５】
2007523497.tif 000012
【国際調査報告】
2007523497.tif 000013