DE19829472A1 - Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents
Halbleiterbauelement und Verfahren zu dessen HerstellungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Halblei
terbauelement und auf ein Verfahren zu dessen Herstellung
und insbesondere auf ein Halbleiterbauelement mit einem me
tallischen Sicherungsteil, welches durch einen Laserlicht
strahl durchtrennt werden kann, und auf ein Verfahren zu
dessen Herstellung.
Herkömmlicherweise werden Sicherungen zur Verwendung in
einer redundanten Ersatzschaltung durch eine Verdrahtungs
schicht gebildet, welche aus Polysilizium oder Silizid be
steht und unter einer Metallverdrahtungsschicht liegt.
Die Technologie einer Mehrschichtverdrahtungsstruktur
ist ebenso wie die Hochintegration von Speichern fortge
schritten. Insbesondere enthält ein Dynamic Random Access
Memory von 1 Megabit (hiernach als "1MDRAM" bezeichnet)
drei Polysiliziumverdrahtungsschichten und eine einzige
Al-Verdrahtungsschicht, ein 4MDRAM und ein 16MDRAM enthalten
vier Polysiliziumverdrahtungsschichten und zwei Aluminium
verdrahtungsschichten, und ein 64MDRAM kann fünf Polysili
ziumverdrahtungsschichten und drei Aluminiumverdrahtungs
schichten enthalten.
Bei herkömmlichen Verdrahtungsschichten, welche Polysi
lizium oder Silizid aufweisen bzw. daraus bestehen, das als
Sicherung für eine redundante Ersatzschaltung verwendet
wird, wird dann, wenn die Anzahl von Verdrahtungsschichten
erhöht wird, die Gesamtdichte von Isolierschichten erhöht,
welche über den jeweiligen Verdrahtungsschichten liegen.
Dadurch wird ein stabiles Durchschmelzen mittels Laserlicht
erschwert, wodurch die Funktion als Sicherung erschwert
wird.
Infolge der Anwesenheit der oben beschriebenen dicken
Isolierschicht erfordert insbesondere das Durchschmelzen
mit Laserlicht einen hohen Betrag von Laserlichtenergie,
welche dann eine Isolierschicht zerstört, die unter einer
Sicherung liegt, oder ein Siliziumsubstrat darunter, und
dadurch wird ein elektrisches Leck zwischen der Sicherung
und dem Substrat hervorgerufen. Dies führt zu der Fehlfunk
tion einer redundanten Schaltung.
Zur Lösung der oben beschriebenen Schwierigkeit ist ei
ne bekannte Technik vorgesehen, bei welcher ein dicker Teil
einer Isolierschicht direkt unter einer Sicherung gebildet
ist. Mit dieser Technik ist das Volumen dieses dicken Teils
relativ größer gegenüber dem Volumen anderer Teile. Sogar
dann, wenn relativ starkes Laserlicht abgestrahlt wird,
tritt somit die oben angeführte Schwierigkeit nicht auf.
Bei dieser Technik jedoch wird ein anderer Verarbei
tungsschritt zur Bildung eines dicken Teils einer Isolier
schicht erfordert, und die Strahlungsenergie des Laser
lichts kann nicht verringert werden.
Die japanische Patentveröffentlichungsschrift 8-213465
offenbart eine Technik zum Erlangen von Halbleiterbauele
menten mit einem Sicherungsteil, das ohne zusätzliche Ver
arbeitungsschritte durch Laserlicht relativ geringer Ener
gie abgetrennt werden kann.
Fig. 6A und 6B zeigen ein Diagramm zum Erklären ei
nes in der obigen Veröffentlichung beschriebenen Halblei
terbauelements; Fig. 6A zeigt eine Draufsicht auf ein de
tailliertes Teil des Halbleiterbauelements; und Fig. 6B
zeigt eine Querschnittsansicht entlang Linie B-B von Fig.
6A.
Entsprechend Fig. 6A und 6B besteht ein Sicherungs
teil 71 aus Metall, beispielsweise aus Aluminium, welches
durch das Laserlicht durchtrennt werden kann. Kontaktlöcher
72a, 72b bilden eine elektrische Verbindung zwischen den
Enden des Sicherungsteils 71 und den darunterliegenden Ver
drahtungsschichten 73a bzw. 73b. Eine Isolierschicht 74 ist
gebildet, um das Sicherungsteil 71 und die Verdrahtungs
schichten 73a, 73b zu umhüllen. Laserlicht 75 mit einem
Strahlungspunktdurchmesser D1 wird auf das Sicherungsteil
71 abgestrahlt. Die Länge L1 des Sicherungsteil 71 ist da
bei derart bestimmt, daß die Bedingung L1≦D1 erfüllt
wird.
Bei herkömmlichen Halbleiterbauelementen mit der obigen
Konstruktion ist es möglich, das Sicherungsteil 71 durch
das Laserlicht 75 mit einer relativ kleinen Energie ohne
Hinzufügen eines speziellen Verarbeitungsschrittes zu
durchtrennen.
Jedoch besitzen diese Halbleiterbauelemente die Schwie
rigkeit, daß dann, wenn eine Metallverdrahtungsschicht als
Sicherungsteil verwendet wird, ein Teil des Sicherungs
teils, d. h. ein Teil des Metalls, sogar nach dem Durch
schmelzen mit Laserlicht verbleibt, und bei einem Feuchtig
keitsprüfungstest wird das verbleibende Metall korrodiert
und wirkt auf die benachbarte Sicherung ein, was zu der
Fehlfunktion einer redundanten Schaltung führt.
Um eine derartige Korrosion zu vermeiden, wurde vorge
schlagen, eine Abdeckung mit einer Siliziumnitridschicht
oder dergleichen nach dem Durchschmelzen einem. Sicherungs
teils vorzusehen. Jedoch ist dieses Verfahren mit einem An
steigen der Anzahl von Verarbeitungsschritten verbunden.
Entsprechend einem ersten Gesichtspunkt der vorliegen
den Erfindung enthält ein Halbleiterbauelement: ein Halb
leitersubstrat; und wenigstens ein Sicherungsteil, welches
mit Laserlicht durchtrennt werden kann und über dem Halb
leitersubstrat angeordnet ist, und ist durch eine Beziehung
L≦D-α charakterisiert, wobei L die Länge des Sicherungs
teils, D den Punkt- bzw. Fleckdurchmesser des Laserlichts
und α einen Ausrichtungsfehler des Laserlichts darstellen.
Entsprechend einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegen
den Erfindung enthält das Halbleiterbauelement des ersten
Gesichtspunkts des weiteren ein Paar nicht metallischer
leitender Teile, die über dem Halbleitersubstrat angeordnet
sind, und ist dadurch charakterisiert, daß das Sicherungs
teil durch ein Metall über den nichtmetallischen leitenden
Teilen gebildet ist und ein Paar von Enden aufweist, die
durch ein Kontaktloch mit den nichtmetallischen leitenden
Teilen jeweils elektrisch verbunden sind.
Entsprechend einem dritten Gesichtspunkt der vorliegen
den Erfindung enthält das Halbleiterbauelement des zweiten
Gesichtspunkts des weiteren erste bis N-te (N≧2) Metallver
drahtungsschichten, die nach oben in einer Reihe über dem
Halbleitersubstrat aufgestapelt bzw. aufgeschichtet sind,
und ist dadurch charakterisiert, daß die Metallverdrah
tungsschichten alle über den nichtmetallischen leitenden
Teilen angeordnet sind; eine Isolierschicht über der N-ten
Metallverdrahtungsschicht angeordnet ist; das Sicherungs
teil durch eine (N-1)-te Metallverdrahtungsschicht gebildet
ist; eine Öffnung mit einem Durchmesser S in der Isolier
schicht direkt über dem Sicherungsteil vorhanden ist und
die Beziehung S≧D+α erfüllt wird.
Entsprechend einem vierten Gesichtspunkt der vorliegen
den Erfindung genügt das Halbleiterbauelement des dritten
Gesichtspunkts der Beziehung S<2D.
Entsprechend einem fünften Gesichtspunkt der vorliegen
den Erfindung ist das Halbleiterbauelement des dritten Ge
sichtspunkt dadurch charakterisiert, daß N gleich 2 ist.
Entsprechend einem sechsten Gesichtspunkt der vorlie
genden Erfindung ist das Halbleiterbauelement des dritten
Gesichtspunkts dadurch charakterisiert, daß N≧3 beeilt.
Entsprechend einem siebenten Gesichtspunkt der vorlie
genden Erfindung ist das Halbleiterbauelement des sechsten
Gesichtspunkts dadurch charakterisiert, daß die (N-1)-te
Metallverdrahtungsschicht mit einer (N-2)-ten Metallver
drahtungsschicht eine Kontaktlochaufschichtungs- bzw. Kon
taktlochstapelstruktur (stacked-via structure) bildet.
Entsprechend einem achten Gesichtspunkt der vorliegen
den Erfindung enthält das Halbleiterbauelement des zweiten
Gesichtspunkts des weiteren erste bis N-te (N≧3) Metallver
drahtungsschichten, die nach oben in einer Reihe über dem
Halbleitersubstrat durch eine Mehrzahl von Isolierzwischen
schichten jeweils aufgeschichtet bzw. gestapelt sind, und
ist dadurch charakterisiert, daß die Metallverdrahtungs
schichten alle über dem Paar von nichtmetallischen leiten
den Teilen angeordnet sind; das Sicherungsteil durch eine
(N-2)-te Metallverdrahtungsschicht gebildet ist; eine Öff
nung mit einem Durchmesser M in einer der Isolierzwischen
schichten zwischen einer N-ten Metallverdrahtungsschicht
und einer (N-1)-ten Metallverdrahtungsschicht direkt über
dem Sicherungsteil vorhanden ist; und die Beziehung M≧2D
erfüllt wird.
Entsprechend einem neunten Gesichtspunkt der vorliegen
den Erfindung ist das Halbleiterbauelement des achten Ge
sichtspunkts dadurch charakterisiert, daß eine Isolier
schicht über der N-ten Metallverdrahtungsschicht angeordnet
ist; eine Öffnung mit einem Durchmesser S in der Isolier
schicht direkt über dem Sicherungsteil vorhanden ist; und
die Beziehung S≧M erfüllt wird.
Entsprechend einem zehnten Gesichtspunkt der vorliegen
den Erfindung ist das Halbleiterbauelement des ersten Ge
sichtspunkts dadurch charakterisiert, daß das Sicherungs
teil in einer Mehrzahl vorhanden ist und ein Paar von zu
einander benachbarten Sicherungsteilen in einem Abstand l
voneinander getrennt angeordnet sind; und die Beziehung
(D/2)+α≦1 erfüllt wird.
Entsprechend einem elften Gesichtspunkt der vorliegen
den Erfindung enthält ein Verfahren zur Herstellung eines
Halbleiterbauelements die Schritte: (a) Bilden einer Mehr
zahl von Paaren nichtmetallischer leitender Teile über ei
nem Halbleitersubstrat; (b) Bilden einer Mehrzahl von Si
cherungsteilen zum Verbinden der nichtmetallischen leiten
den Teile pro Paar, wobei die Sicherungsteile ein Metall
aufweisen, welches durch Laserlicht durchtrennt werden
kann; und (c) vollständiges Entfernen wenigstens eines der
Sicherungsteile durch das Laserlicht.
Entsprechend einem zwölften Gesichtspunkt der vorlie
genden Erfindung ist das Verfahren des elften Gesichts
punkts dadurch charakterisiert, daß jedes der Sicherungs
teile ein Kontaktteil, welches mit den nichtmetallischen
leitenden Teilen zu verbinden ist, und eine Metallverdrah
tungsschicht weiter weg von dem Halbleitersubstrat als von
den nichtmetallischen leitenden Teilen aufweist; und die
Metallverdrahtungsschicht und das Kontaktteil in dem
Schritt (c) entfernt werden.
Entsprechend einem dreizehnten Gesichtspunkt der vor
liegenden Erfindung ist das Verfahren des zwölften Ge
sichtspunkts dadurch charakterisiert, daß der Schritt (b)
den Schritt (b-1) des nach oben Stapelns bzw. Aufschichtens
der ersten bis N-ten (N≧2) Metallverdrahtungsschichten in
einer Reihe über dem Halbleitersubstrat durch eine Mehrzahl
von Isolierzwischenschichten jeweils enthält, wobei die Me
tallverdrahtungsschichten alle über den nichtmetallischen
leitenden Schichten angeordnet werden, die Sicherungsteile
durch eine (N-1)-te Metallverdrahtungsschicht gebildet wer
den; und zwischen den Schritten (b) und (c) die Schritte
vorgesehen sind: (d) Anordnen einer Isolierschicht über der
N-ten Metallverdrahtungsschicht; und (e) Bilden einer Öff
nung mit einem Durchmesser S in der Isolierschicht direkt
über den Sicherungsteilen, wobei die Beziehung S≧D+α er
füllt wird.
Entsprechend einem vierzehnten Gesichtspunkt der vor
liegenden Erfindung erfüllt das Verfahren des dreizehnten
Gesichtspunkts die Beziehung S<2D.
Entsprechend einem fünfzehnten Gesichtspunkt der vor
liegenden Erfindung ist das Verfahren des dreizehnten Ge
sichtspunkts dadurch charakterisiert, daß N gleich 2 ist.
Entsprechend einem sechzehnten Gesichtspunkt der vor
liegenden Erfindung ist das Verfahren des dreizehnten Ge
sichtspunkts dadurch charakterisiert, daß N≧3 gilt und die
(N-1)-te Metallverdrahtungsschicht mit einer (N-2)-ten Me
tallverdrahtungsschicht eine Kontaktlochaufschichtungs
struktur bildet.
Entsprechend einem siebzehnten Gesichtspunkt der vor
liegenden Erfindung ist das Verfahren des elften Gesichts
punkts dadurch charakterisiert, daß in dem Schritt (b) die
Sicherungsteile jeweils mit einer Länge L gebildet werden,
welche einen Wert nicht überschreitet, der durch Subtrahie
ren eines Ausrichtungsfehlers α von einem Punktdurchmesser
D des Laserlichts erlangt wird.
Entsprechend einem achtzehnten Gesichtspunkt der vor
liegenden Erfindung ist das Verfahren des elften Gesichts
punkts dadurch charakterisiert, daß der Schritt (b) den
Schritt (b-1) des nach oben Aufstapelns bzw. Aufschichtens
der ersten bis N-ten (N≧3) Metallverdrahtungsschichten in
Reihe über dem Halbleitersubstrat durch eine Mehrzahl von
Isolierzwischenschichten jeweils enthält, wobei die Metall
verdrahtungsschichten alle über den nichtmetallischen lei
tenden Teilen angeordnet werden und die Sicherungsteile
durch eine (N-2)-te Metallverdrahtungsschicht gebildet wer
den; und zwischen den Schritten (b) und (c) der Schritt (d)
des Bildens einer Öffnung mit einem Durchmesser M in einer
der Isolierzwischenschichten zwischen einer N-ten Metall
verdrahtungsschicht und einer (N-1)-ten Metallverdrahtungs
schicht direkt über den Sicherungsteilen vorgesehen ist,
wobei die Beziehung M≧2D erfüllt wird.
Entsprechend einem neunzehnten Gesichtspunkt der vor
liegenden Erfindung sind bei dem Verfahren des achtzehnten
Gesichtspunkts des weiteren zwischen den Schritten (b) und
(d) die Schritte (e) des Bildens einer Isolierschicht über
der N-ten Metallverdrahtungsschicht; und (f) des Bildens
einer Öffnung mit einem Durchmesser S in der Isolierschicht
direkt über den Sicherungsteilen vorgesehen, wobei die Be
ziehung S≧M erfüllt wird.
Entsprechend einem zwanzigsten Gesichtspunkt der vor
liegenden Erfindung ist das Verfahren des elften Gesichts
punkts dadurch bestimmt, daß die zueinander benachbarten
Sicherungsteile voneinander in einem Abstand l voneinander
getrennt sind, die Beziehung (D/2)+α≦1 erfüllt wird, wobei
D einen Punkt- bzw. Fleckdurchmesser des Laserlichts und α
einen Ausrichtungsfehler des Laserlichts darstellen.
Somit ist es entsprechend der vorliegenden Erfindung
möglich, Halbleiterbaueleinente mit einer Sicherung zu er
langen, welche mit einer relativ kleinen Energie ohne Hin
zufügen eines besonderen Verarbeitungsschrittes durchtrennt
werden kann, und bei welchen eine Korrosion verhindert wer
den kann, was zu einer höheren Zuverlässigkeit führt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Halblei
terbauelement mit einer Sicherung zu schaffen, welche mit
einer relativ kleinen Energie ohne Hinzufügen eines spezi
ellen Verarbeitungsschritts durchtrennt werden kann, und bei
welchen ebenfalls eine Korrosion verhindert werden kann,
wodurch die Zuverlässigkeit verbessert wird.
Die Aufgabe wird durch die in den nebengeordneten unab
hängigen Ansprüchen bezeichneten Merkmale gelöst.
Die vorliegende Erfindung wird in der nachfolgenden Be
schreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert.
Fig. 1A bis 1C veranschaulichen ein Halbleiterbaue
lement einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung, wobei Fig. 1A eine Draufsicht auf das
Halbleiterbauelement zeigt und Fig. 1B und 1C eine Quer
schnittsansicht des Halbleiterbauelements zeigen;
Fig. 2A bis 2C zeigen eine vergrößerte Querschnitts
ansicht der Nähe eines Kontaktlochs vor). Fig. 1B;
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht entlang Linie A-A
von Fig. 1A unmittelbar nach einem Laser-Durchschmelzen;
Fig. 4A und 4B zeigen eine Querschnittsansicht eines
Halbleiterbauelements einer zweiten bevorzugten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht eines Halbleiter
bauelements einer dritten bevorzugten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 6A und 6B veranschaulichen ein herkömmliches
Halbleiterbauelement, wobei Fig. 6A eine Draufsicht auf das
Halbleiterbauelement und Fig. 6B eine Querschnittsansicht
des Halbleiterbauelements zeigen.
Fig. 1A und 1B zeigen ein Diagramm zum Erklären ei
nes Halbleiterbauelements einer ersten bevorzugten Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 1A eine
Draufsicht auf ein detailliertes Teil des Halbleiterbauele
ments und Fig. 1B eine Querschnittsansicht entlang Linie
A-A von Fig. 1A zeigen.
Fig. 2A bis 2C zeigen eine vergrößerte Ansicht des
Teils, bei welchem ein Sicherungsteil von Fig. 1B sich in
Kontakt mit einem nichtmetallischen leitenden Teil befin
det. D.h. diese Figuren veranschaulichen eine Struktur ei
nes Sicherungsteils und eines nichtmetallischen leitenden
Teils.
Die erste bevorzugte Ausführungsform zeigt ein Halblei
terbauelement mit einer aufgeschichteten bzw. aufgestapel
ten Verdrahtungsschichtstruktur, welche eine einzige Poly
siliziumverdrahtungsschicht und zwei Metallverdrahtungs
schichten aufweist, welche über der Polysiliziumverdrah
tungsschicht liegen (d. h. weg von der Oberfläche eines
Substrats). Es wird festgestellt, daß die obere Metallver
drahtungsschicht (d. h. die Schicht, die von der Oberfläche
des Substrats weiter entfernt ist) nicht in der Nähe von
Sicherungsteilen 11, 12 lokalisiert ist und daher nicht in
Fig. 1A und 1B dargestellt ist. Die Siliziumverdrah
tungsschicht ist nicht auf eine einzige Schicht begrenzt
und kann in eine Vielzahl von Schichten aufgeschichtet bzw.
aufgestapelt sein, während die Metallverdrahtungsschicht
nicht auf zwei Schichten begrenzt ist und eine einzige
Schicht sein kann. Die Prinzipien sind in diesen Fällen
dieselben.
Entsprechend Fig. 1A und IB sind die Sicherungsteile
11, 12 mit einer Länge L und einer Breite Wm an einer un
terschiedlichen Position vorgesehen und bestehen beide aus
der unteren Metallverdrahtungsschicht (d. h. näher zu der
Oberfläche eines Substrats befindlich (hiernach als "erste
Metallverdrahtungsschicht" bezeichnet)). Die Sicherungstei
le bestehen beispielsweise aus Cu oder W, welches mit La
serlicht durchtrennt werden kann, und sie bilden in Abhän
gigkeit des Falles eine aufgeschichtete bzw. aufgestapelte
Struktur mit Ti oder TiN. Alternativ können sie aus AlCu
oder SiCu zusammengesetzt sein.
Nichtmetallische leitende Teile 31a, 31b sind unter dem
Sicherungsteil 11 gebildet und elektrisch mit dem Siche
rungsteil 11 durch Kontaktlöcher 21a bzw. 21b verbunden.
Ähnlich sind nichtmetallische leitende Teile 32a, 32b unter
dem Sicherungsteil 12 gebildet und durch Kontaktlöcher 22a
bzw. 22b mit dem Sicherungsteil 12 elektrisch verbunden.
Die nichtmetallischen leitenden Teile bestehen beispiels
weise aus der Polysiliziumverdrahtungsschicht, welche aus
Polysilizium besteht, dem eine Verunreinigung hinzugefügt
worden ist. Alternativ können sie aus aufgestapelten
Schichten einer nichtkristallinen Siliziumschicht und einer
WSi-Schicht anstelle des Polysiliziums bestehen.
Fig. 2A bis 2C zeigen eine Querschnittsansicht, wel
che ein Beispiel der Konstruktion eines Sicherungsteils 11
und eines nichtmetallischen leitenden Teils 31a veranschau
licht. Bezüglich Fig. 2A besteht das nichtmetallische lei
tende Teil 31a aus aufgestapelten Schichten einer polykri
stallinen oder nichtkristallinen Siliziumschicht 7, welcher
eine Verunreinigung hinzugefügt worden ist, und einer
WSi-Schicht 8, welche über der Schicht 7 liegt. Das Sicherungs
teil 11 enthält: eine aufgestapelte bzw. aufgeschichtete
Struktur einer TiN/Ti-Schicht 9 und einer W-Schicht 10,
welche in ein Kontaktloch 21a gefüllt sind; und aufgesta
pelte Schichten einer AlCu-Schicht 12, welche sich in Kon
takt mit der oberen Oberfläche der aufgestapelten Struktur
befindet und sich über eine Isolierzwischenschicht 60 er
streckt, und eine TiN-Schicht 13, welche über der AlCu-12
liegt.
Wie in Fig. 2B dargestellt kann ein nichtmetallisches
leitendes Teil 31a aufgestapelte Schichten einer polykri
stallinen oder nichtkristallinen Siliziumschicht 7 enthal
ten, welcher eine Verunreinigung hinzugefügt worden ist,
und eine WSi-Schicht 8, welche über der Schicht 7 liegt.
Ein Sicherungsteil 11 kann eine aufgestapelte Struktur ei
ner TiN/Ti-Schicht 15 und einer W-Schicht 16 enthalten, die
in ein Kontaktloch 21a gefüllt sind und sich über eine Iso
lierzwischenschicht 60 erstrecken.
Wie in Fig. 2C dargestellt kann ein nichtmetallisches
leitendes Teil 31a aufgestapelte Schichten einer polykri
stallinen oder nichtkristallinen Siliziumschicht 7, welchen
eine Verunreinigung hinzugefügt worden ist, und eine
WSi-Schicht 8 enthalten, die über der Schicht 7 liegt. Ein Si
cherungsteil 11 kann enthalten: (A) eine TiN/Ti-Schicht 19,
welche die Seitenwand eines Kontaktlochs 21a bedeckt und
sich über die Isolierzwischenschicht 60 erstreckt; (B) eine
W-Schicht 20, die in das Kontaktloch 21a gefüllt ist, des
sen Seitenrand mit der TiN/Ti-Schicht 19 bedeckt ist; und
(C) aufgestapelte Schichten einer ALCu-Schicht 17, die sich
in Kontakt mit der oberen Oberfläche der W-Schicht 20 be
findet und sich über die TiN/Ti-Schicht 19 erstreckt, und
eine TiN-Schicht 18, welche über der AlCu-Schicht 17 liegt.
Die in Fig. 2A bis 2C dargestellten Konstruktionen
sind natürlich auf das Sicherungsteil 11 und auf das nicht
metallische leitende Teil 31b in dem Kontaktloch 21b und
alternativ auf das Sicherungsteil 12 und die nichtmetalli
schen leitenden Teile 32a, 32b anwendbar.
Entsprechend Fig. IA besitzt das Laserlicht zum Durch
trennen der Sicherungsteile 11, 12 einen Strahlungspunkt
durchmesser D. Bei der ersten bevorzugten Ausführungsform
wird aus Gründen der Vereinfachung lediglich der Fall erör
tert, bei welchem das Laserlicht 4 das Sicherungsteil 11
durchtrennt. In dem Fall, bei welchem das Laserlicht 4 das
Sicherungsteil 12 durchtrennt, sind die Prinzipien diesel
ben.
Das Sicherungsteil 11 ist derart gebildet, daß dessen
Länge L gleich oder kleiner als der Wert ist, der durch
Subtrahieren eines Ausrichtungsfehlers α des Laserlichts 4
von seinem Strahlungspunktdurchmesser D erlangt wird. D.h.
es wird die Bedingung L≦D-α erfüllt. Es erfolgt beispiels
weise eine Festlegung dahingehend, daß der Laserpunktdurch
messer D 5 µm, der Laserausrichtungsfehler α ±10,5 µm und die
Länge L des Sicherungsteils 11 nicht mehr als 4 µm betragen.
Damit das Sicherungsteil 11 hinreichend durch das La
serdurchschmelzen mit dem Laserlicht 4 entfernt wird, wel
ches einen Strahlungsdurchmesser D von 5 µm aufweist, wird
die Breite Wm des Sicherungsteils 11 vorzugsweise derart
bestimmt, daß sie 1,5 µm nicht überschreitet.
Darüber hinaus wird erwünscht, daß die benachbarten Si
cherungsteile 11, 12 um wenigstens einen Abstand voneinan
der getrennt sind, der durch Addieren des Ausrichtungsfeh
lers α und der Hälfte eines Punktdurchmessers D des Laser
lichts (d. h. D/2+α) erlangt wird. Der Grund dafür besteht
darin, daß dann, wenn ein Sicherungsteil, welches einem an
deren dem Laserdurchschmelzen unterworfenen Sicherungsteil
benachbart ist, das Laserdurchbrennen nicht erfährt, ver
hindert werden muß, daß das Erstgenannte von dem Laserlicht
4 bestrahlt wird. Wenn der Laserlichtpunktdurchmesser D 5 µm
und der Laserausrichtungsfehler α ±0,5 µm betragen, ist der
Abstand 1 zwischen den benachbarten Sicherungsteilen auf
nicht weniger als 3 µm zu bestimmen.
Es wird festgestellt, daß ein Teil der nichtmetalli
schen leitenden Teile 31a, 31b sich dem Laserdurchschmelzen
entzieht. Um die Umgehung zu erleichtern und eine Explosion
infolge des Laserdurchschmelzens zu vermeiden, besitzen die
nichtmetallischen leitenden Teile 31a, 31b vorzugsweise ei
ne schmalere Breite Wp. Ein geeigneter Wert ist 1,2 µm.
Sogar wenn die nichtmetallischen leitenden Teile 31a,
31b eine Breite Wp von 1,0 µm oder weniger besitzen, explo
dieren die Teile 31a, 31b infolge eines Laserdurchschmel
zens, wenn ein Raum β der Teile 31a, 31b, welche jeweils
mit den Enden des Sicherungsteils 11 verbunden sind, klei
ner als 2 µm ist. Als Ergebnis wird die Schmelzspur größer,
um auf das benachbarte Sicherungsteil 12 einzuwirken. Daher
sollte der Raum β nicht kleiner als 2 µm sein.
Entsprechend Fig. 1B liegt das Halbleitersubstrat 5 un
ter den nichtmetallischen leitenden Teilen 31a, 31b, 32a,
32b. Ein Halbleiterbauelement enthält einen Substratkörper
eines Siliziumeinkristalls, Halbleiterbauelemente und Iso
lierzwischenschichten, welche alle über dem Substratkörper
gebildet sind. Die Schicht direkt unter den nichtmetalli
schen leitenden Teilen 31a, 31b, 32a, 32b ist vorzugsweise
eine Isolierzwischenschicht aus etwa TEOS
(Tetraethylorthosilicat) oder BPTEOS (Borophospho-TEOS).
Eine Isolierzwischenschicht 60 ist zwischen der unter
sten Verdrahtungsschicht (der Polysiliziumschicht), in wel
cher die nichtmetallischen leitenden Teile 31a, 31b, 32a,
32b gebildet sind, und der ersten Metallverdrahtungsschicht
angeordnet, in welcher die Sicherungsteile 11, 12 gebildet
sind. Die Isolierzwischenschicht 60 enthält beispielsweise
aufgestapelte Schichten einer TEOS-Schicht 61 und einer
BPTEOS- oder BPSG-Schicht (Borophosphosilikatglasschicht)
62. Als Isolierzwischenschicht zwischen der (nicht darge
stellten und hiernach als "zweite Metallverdrahtungsschicht"
bezeichneten) oberen Metallverdrahtungsschicht und der
ersten Metallverdrahtungsschicht, in welcher die Siche
rungsteile 11, 12 gebildet sind, sind aufgestapelte Schich
ten einer Plasmaoxidschicht 63, einer SOG-Schicht (Spin on
Glass) 64 und einer Plasmaoxidschicht 65 gebildet. Darüber
hinaus sind eine Plasmanitridschicht 66 und eine fotoemp
findliche Polyimidschicht 67 über der (nicht dargestellten)
zweiten Metallverdrahtungsschicht gebildet.
Eine Isolierschicht 6 enthält die Isolierzwischen
schicht 60, die Plasmaoxidschicht 63, die SOG-Schicht 64,
die Plasmaoxidschicht 65, die Plasmanitridschicht 66 und
die Polyimidschicht 67.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsansicht einer aufgesta
pelten Struktur in dem Gebiet, in welchem kein Sicherungs
teil 11 vorhanden ist. Eine Polysiliziumverdrahtungsschicht
31, welche in demselben Verarbeitungsschritt wie die nicht
metallischen leitenden Teile 31a, 31b, 32a, 32b gebildet
ist, eine TEOS-Schicht 61, eine BPTEOS- (oder BPSG-)
Schicht 62, eine Metallverdrahtungsschicht 1, welche in
demselben Verarbeitungsschritt wie die Sicherungsteile 11,
12 gebildet wird, eine Plasmaoxidschicht 63, eine
SOG-Schicht 64, eine Plasmaoxidschicht 65, eine zweite Metall
verdrahtungsschicht 90, eine Plasmanitridschicht 66 und ei
ne Polyimidschicht 67 sind nach oben in dieser Reihenfolge
über der Oberfläche eines Halbleitersubstrats 5 aufgesta
pelt.
Über dem Sicherungsteil 11 ist eine Öffnung 23, deren
Öffnungsdurchmesser S gleich oder größer als der Wert ist,
der durch Addieren eines Ausrichtungsfehlers α des Laser
lichts 4 auf dessen Punktdurchmesser D erlangt wird, in der
Plasmanitridschicht 66 und der fotoempfindlichen Polyimid
schicht 67 gebildet. Ähnlich ist eine Öffnung über dem Si
cherungsteil 12 gebildet. Dank der Öffnung in der Plasmani
tridschicht 66 und der fotoempfindlichen Polyimidschicht 67
ist es möglich, die Gesamtschichtdicke der Isolierschichten
über den Sicherungsteilen 11, 12 zu verringern und ein sta
biles Durchschmelzen durch das Laserlicht 4 zu ermöglichen.
Zur Vermeidung einer Komplexidität ist in Fig. 1A die Öff
nung 23 ausgelassen.
Fig. 3 zeigt eine Querschnittsansicht entlang Linie A-A
von Fig. 1A unmittelbar nach dem Laserdurchschmelzen unter
den bevorzugten Bedingungen wie oben beschrieben. Ein Teil
der nichtmetallischen leitenden Teile 31a, 31b wird heraus
gelöst, so daß Formen wie durch Bezugszeichen 31c bzw. 31d
dargestellt entstehen. Des weiteren wird das gesamte Siche
rungsteil 11 verspritzt und das Metall innerhalb der Kont
aktlöcher 21a, 21b vollständig entfernt. Zur selben Zeit
wird ein Teil der Isolierzwischenschichten 63, 64, 65 ver
spritzt, so daß dieselben Formen wie durch Bezugszeichen
63a, 64a bzw. 65a dargestellt entstehen.
Um das verspritzte Metall zu entfernen, kann danach ei
ne Ultraschallreinigung, welche ausgelassen werden kann,
durchgeführt werden. Danach werden ein Schritt eines an
schließenden Tests und Schritte eines Zusammenbaus durchge
führt, welche In-Chips-Zerschneiden, Drahtboriden und
Mit-Harz-Vergießen beinhalten, um ein Bauteil bzw. eine Bau
gruppe zu erzeugen, in welchem ein Chip mit der oben be
schriebenen Struktur plaziert ist.
Bei der ersten bevorzugten Ausführungsform werden das
Sicherungsteil 11 ebenso wie das in die Kontaktlöcher 21a,
21b gefüllte Metall durch das Laserdurchschmelzen vollstän
dig entfernt. Darüber hinaus besitzen die Sicherungsteile
11, 12 eine Länge L, die kleiner ist als der durch Subtra
hieren eines Ausrichtungsfehlers α des Laserlichts 4 von
dessen Punktdurchmesser D erzielte Wert. Des weiteren sind
die in der Mehrzahl vorkommenden Sicherungsteile 11, 12
voneinander um einen Abstand getrennt, welcher nicht klei
ner als der Wert ist, der durch Addieren eines Ausrich
tungsfehlers α und der Hälfte des Laserlichtpunktdurchmes
sers D erzielt wird. Es ist daher möglich, Halbleiterbau
elemente mit einer Sicherung zu erlangen, die durch einen
relativ kleinen Energiebetrag durchtrennt werden kann, ohne
daß weitere Verarbeitungsschritte hinzugefügt werden, und
bei welchen verhindert werden kann, daß Metall verbleibt
und danach eine Korrosion hervorruft, wodurch die Zuverläs
sigkeit weiter verbessert wird.
Die erste bevorzugte Ausführungsform veranschaulicht
den Fall, bei welchem die Verdrahtungsschichtstruktur eine
einzige Polysiliziumverdrahtungsschicht und zwei Metallver
drahtungsschichten aufweist. Eine zweite bevorzugte Ausfüh
rungsform unterscheidet sich von der ersten bevorzugten
Ausführungsform dahingehend, daß eine Verdrahtungsschicht
struktur eine einzige Polysiliziumverdrahtungsschicht und
drei Metallverdrahtungsschichten aufweist. Andere struktu
relle Merkmale sind gleich zu denjenigen der ersten bevor
zugten Ausführungsform. Dementsprechend ist die in einer
Draufsicht dargestellte Hauptpositionsbeziehung ähnlich wie
diejenige der in Fig. 1 der ersten bevorzugten Ausführungs
form dargestellten, und dieselben Bezugszeichen bezeichnen
die gleiche Positionsbeziehung. Die Polysiliziumverdrah
tungsschicht ist nicht auf eine einzige Schicht beschränkt
und kann aus vielen Schichten bestehen. Die Prinzipien sind
die gleichen wie in den Fällen bei der ersten bevorzugten
Ausführungsform.
Fig. 4A zeigt eine Querschnittsansicht eines detail
lierten Teils eines Halbleiterbauelements der zweiten be
vorzugten Ausführungsform. Eine zweite Metallverdrahtungs
schicht, welche die nächste unterste Verdrahtungsschicht
ist, ist nicht in der Nähe der Sicherungsteile 11, 12 ähn
lich wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform lokali
siert und wird daher in Fig. 4A nicht dargestellt. Eben
falls ist die oberste Metallverdrahtungsschicht (hiernach
als "dritte Metallschicht" bezeichnet) nicht dargestellt.
Fig. 4B zeigt eine Querschnittsansicht einer aufgesta
pelten Struktur in dem Gebiet, in welchem die Sicherungs
teile 11, 12 in dem Halbleiterbauelement der zweiten bevor
zugten Ausführungsform nicht vorhanden sind. Eine Polysili
ziumverdrahtungsschicht 31, welche in demselben Verarbei
tungsschritt wie nichtmetallische leitende Teile 31a, 31b,
32a, 32b gebildet wird, eine TEOS-Schicht 61, eine BPTEOS- (oder
BPSG-) Schicht 62, eine erste Metallverdrahtungs
schicht 1, welche in demselben Verarbeitungsschritt wie die
Sicherungsteile 11, 12 gebildet wird, eine Plasmaoxid
schicht 63, eine SOG-Schicht 64, eine Plasmaoxidschicht 65,
eine zweite Metallverdrahtungsschicht 90, eine Plasmaoxid
schicht 50, eine SOG-Schicht 51, eine Plasmaoxidschicht 52,
eine dritte Metallverdrahtungsschicht 80, eine Plasmani
tridschicht 66 und eine Polyimidschicht 67 sind nach oben
in dieser Reihenfolge über der Oberfläche eines Halbleiter
substrats 5 aufgestapelt.
Wie aus Fig. 4B ersichtlich ist bei der zweiten bevor
zugten Ausführungsform das Sicherungsteil 11 durch die er
ste Metallverdrahtungsschicht 1 gebildet, welche die dritte
Metallverdrahtung von der obersten Metallverdrahtungs
schicht ist.
Die charakterisierenden Merkmale bei der zweiten bevor
zugten Ausführungsform werden im folgenden beschrieben.
Isolierzwischenschichten 50 bis 52 zwischen der zweiten
Verdrahtungsschicht 90 und der dritten Metallverdrahtungs
schicht 80 werden einem Ätzen für die Öffnung eines Durch
gangslochs unterworfen, welches die zweiten und dritten Me
tallschichten elektrisch verbindet. Wenn das Durchgangsloch
zur elektrischen Verbindung zwischen der ersten Metallver
drahtungsschicht 1 und der zweiten Metallverdrahtungs
schicht 90 als erstes Durchgangsloch angesehen wird, ist
der Schritt zur Öffnung der Isolierzwischenschichten 50 bis
52 derjenige zur Bildung eines zweiten Durchgangslochs.
Bei den Verdrahtungsschichten der zweiten bevorzugten
Ausführungsform (welche wenigstens eine Polysiliziumschicht
und die darüber liegenden ersten bis dritten Metallverdrah
tungsschichten aufweist) wird ein Laserdurchschmelzen unter
denselben Bedingungen wie bei der ersten bevorzugten Aus
führungsformen durchgeführt. Daher wird in dem Schritt des
Bildens des zweiten Durchgangslochs ein Teil der Isolier
zwischenschichten 50 bis 52, wobei das Teil über dem Siche
rungsteil 11 lokalisiert ist, ebenfalls durch Ätzen zu der
selben Zeit entfernt, so daß eine Öffnung 33 über dem Si
cherungsteil 11 gebildet wird. Auf ähnliche Weise werden
ebenfalls die über einem Sicherungsteil 12 angeordneten
Isolierzwischenschichten 50 bis 52 geöffnet.
Als Ergebnis besitzt die Isolierschicht, welche über
den Sicherungsteilen 11, 12 liegt, eine Dicke gleich derje
nigen der ersten bevorzugten Ausführungsform, wodurch ein
stabiles Laserdurchschmelzen ermöglicht wird. Wie vorher
beschrieben können die Isolierzwischenschichten 50, 51 und
52 eine Plasmaoxidschicht, eine SOG-Schicht und eine Plas
maoxidschicht wie bei der Isolierzwischenschicht 63, 64 und
65 jeweils aufweisen.
Es wird festgestellt, daß bei der Bildung der dritten
Metallverdrahtungsschicht in das zweite Durchgangsloch zu
füllendes Metall, beispielsweise TiN/Ti 34 und W 35, sekun
där auf der Seitenwand der Öffnung 33 wie in Fig. 4A darge
stellt verbleiben kann. Wenn das Sicherungsteil 11 durch
Laserlicht 4 durchgeschmolzen wird, könnten die verbleiben
den Metalle 34, 35 ungleichförmig verspritzt werden und da
nach an anderen Teilen anhaften und sie bedecken. Um dies
zu vermeiden, muß die Seitenwand von der Mitte des Siche
rungsteils 11 geeignet beabstandet sein. Daher sollte der
Öffnungsdurchmesser M der Öffnung 33 vorzugsweise gleich
oder mehr als zweimal so groß wie der Laserpunktdurchmesser
D sein, d. h. er sollte gleich oder größer als das zweifache
des Werts sein, welcher durch Hinzufügen eines Ausrich
tungsfehlers α der Länge L des Sicherungsteils erlangt
wird.
Die Schwierigkeit, daß nicht benötigtes Metall in den
Öffnungen wie oben beschrieben verbleibt, kann ebenfalls in
dem Schritt des Bildens des ersten Durchgangslochs auftre
ten, welches die erste Metallverdrahtungsschicht 1 und die
zweite Metallverdrahtungsschicht 90 bei der ersten bevor
zugten Ausführungsform verbindet. Somit wird es bei der er
sten bevorzugten Ausführungsform ebenso wie bei der zweiten
bevorzugten Ausführungsform bevorzugt, den Öffnungsdurch
messer der Öffnung 23 derart zu gestalten, daß er gleich
oder mehr als zweimal so groß wie Laserpunktdurchmesser D
ist.
Des weiteren sollte der Durchmesser S der Öffnung 23
bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform vorzugsweise
gleich oder größer als das Zweifache eines Durchmessers M
sein, um die Öffnung 33 bloßzulegen.
Die Hauptkonstruktion der zweiten bevorzugten Ausfüh
rungsform ist gleich derjenigen der ersten bevorzugten Aus
führungsform, was zu derselben Wirkung führt. Darüber hin
aus kann die zweite bevorzugte Ausführungsform die der Ver
drahtungsschichtstruktur mit drei Metallverdrahtungsschich
ten eigentümliche Schwierigkeit lösen.
Die zweite bevorzugte Ausführungsform veranschaulicht
die Konstruktion, bei welcher die Verdrahtungsschichtstruk
tur eine einzige Polysiliziumverdrahtungsschicht und drei
Metallverdrahtungsschichten aufweist und die Sicherungstei
le 11, 12 durch die erste Metallverdrahtungsschicht gebil
det werden, welche die unterste Metallverdrahtungsschicht
der drei Metallverdrahtungsschichten ist. Eine dritte be
vorzugte Ausführungsform besitzt dieselbe Verdrahtungs
schichtstruktur wie die zweite bevorzugte Ausführungsform,
sie unterscheidet sich jedoch davon dahingehend, daß die
Sicherungsteile 11, 12 durch eine zweite Metallverdrah
tungsschicht gebildet werden. Andere charakterisierende
Merkmale sind dieselben wie bei der zweiten bevorzugten
Ausführungsform. Dementsprechend ist die in der Draufsicht
dargestellte Hauptpositionsbeziehung ähnlich derjenigen,
welche in Fig. 1A bezüglich der ersten bevorzugten Ausfüh
rungsform dargestellt ist, und dasselbe Bezugszeichen be
zeichnet dieselbe Positionsbeziehung. Die Polysiliziumver
drahtungsschicht ist nicht auf eine einzige Schicht be
schränkt und kann aus vielen Schichten bestehen. Die Prin
zipien sind dieselben.
Fig. 5 zeigt eine Querschnittsansicht eines detaillier
ten Teils eines Halbleiterbauelements der dritten bevorzug
ten Ausführungsform. Ähnlich ist wie bei der zweiten bevor
zugten Ausführungsform eine dritte Metallverdrahtungs
schicht 80 als die oberste Schicht nicht in der Nähe der
Sicherungsteile 11, 12 lokalisiert und wird daher in Fig. 5
nicht dargestellt. Die aufgestapelte Struktur in dem Ge
biet, in welchem die Sicherungsteile 11, 12 nicht vorhanden
sind, ist in Fig. 4B dargestellt.
Die charakteristischen Merkmale der dritten bevorzugten
Ausführungsform werden im folgenden anhand Fig. 5 beschrie
ben. Da das Laserdurchschmelzen unter denselben Bedingungen
wie bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform durchge
führt wird, wird ein Sicherungsteil 11 durch eine zweite
Metallverdrahtungsschicht 42 gebildet. Wie in Fig. 5 darge
stellt wird beispielsweise eine Kontaktlochaufschichtungs
struktur verwendet. Insbesondere sind durch eine erste Me
tallverdrahtungsschicht 1, welche die unterste Verdrah
tungsschicht ist, zu bildende Leiter 40a, 40b direkt über
Kontaktlöchern 21a, 21b angeordnet, und Kontaktlöcher 41a,
41b sind in Isolierzwischenschichten 63, 64, 65 geöffnet.
Ein nichtmetallisches leitendes Teil 31a ist mit einem Ende
des Sicherungsteils 11 durch die Kontaktlöcher 21a, 41a
elektrisch verbunden, während ein nichtmetallisches leiten
des Teil 31b mit dem anderen Ende des Sicherungsteils 11
durch die Kontaktlöcher 21b, 41b elektrisch verbunden ist.
Dieselbe Konstruktion kann für das Sicherungsteil 12 ver
wendet werden.
Es wird bemerkt, daß obwohl Fig. 5 die gestapelte Kon
taktaufschichtungsstruktur darstellt, das Halbleiterbauele
ment der vorliegenden Erfindung nicht auf diesen Typ allei
ne beschränkt ist, sondern auch eine andere Struktur auf
weisen kann, bei welcher die zweite Metallverdrahtungs
schicht, welche als das Sicherungsteil 11 dient, durch die
erste Metallverdrahtungsschicht 1 mit den nichtmetallischen
leitenden Teilen 31a, 31b verbunden ist, welche durch eine
Polysiliziumverdrahtungsschicht 31 gebildet sind.
Auf diese Weise besitzen die über den Sicherungsteilen
11, 12 liegenden Isolierschichten eine Gesamtdicke ähnlich
derjenigen bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform, wo
durch ein stabiles Laserdurchschmelzen ermöglicht wird.
Die Hauptkonstruktion der dritten bevorzugten Ausfüh
rungsform ist gleich derjenigen der ersten bevorzugten Aus
führungsform, was zu der gleichen Wirkung führt. Darüber
hinaus ist infolge des Nichtvorhandenseins einer Öffnung 33
die dritte bevorzugte Ausführungsform frei von der Schwie
rigkeit, daß Metalle 34, 35 an der Seitenwand der Öffnung
33 wie bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform verblei
ben. Somit ist die dritte bevorzugte Ausführungsform da
durch charakterisiert, daß ein Sicherungsteil durch die
nächste oberste Metallverdrahtungsschicht gebildet ist und
auf Metallverdrahtungsschichtstrukturen ausgedehnt werden
kann, welche vier oder mehr Metallverdrahtungsschichten
aufweisen.
Vorstehend wurde ein Halbleiterbauelement und ein Ver
fahren zu dessen Herstellung offenbart. Ein Halbleiterbaue
lement besitzt eine Mehrzahl von Sicherungsteilen, die aus
einem Metall, welches durch Laserlicht durchtrennt werden
kann, gebildet und über einem Halbleitersubstrat angeordnet
sind. Die Länge L der Sicherungsteile ist kleiner als ein
Wert, welcher durch Subtrahieren eines Ausrichtungsfehlers
α des Laserlichts von einem Punktdurchmesser D des Laser
lichts erlangt wird, d. h. der Wert (D-α). Die Sicherungs
teile sind in einem Abstand l voneinander getrennt, der
größer als ein Wert ist, welcher durch Addieren des Aus
richtungsfehlers α und der Hälfte des Punktdurchmessers D
erlangt wird, d. h. der Wert (D/2+α).
Claims (20)
1. Halbleiterbauelement mit:
einem Halbleitersubstrat (5); und
wenigstens einem Sicherungsteil (11, 12), welches durch Laserlicht (4) durchtrennt werden kann und über dem Halbleitersubstrat angeordnet ist,
wobei eine Beziehung L≦D-α erfüllt wird und L die Länge des Sicherungsteils, D einen Punktdurchmesser des La serlichts und α einen Ausrichtungsfehler des Laserlichts darstellen.
einem Halbleitersubstrat (5); und
wenigstens einem Sicherungsteil (11, 12), welches durch Laserlicht (4) durchtrennt werden kann und über dem Halbleitersubstrat angeordnet ist,
wobei eine Beziehung L≦D-α erfüllt wird und L die Länge des Sicherungsteils, D einen Punktdurchmesser des La serlichts und α einen Ausrichtungsfehler des Laserlichts darstellen.
2. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, gekennzeichnet
durch ein Paar von nichtmetallischen leitenden Teilen (31a,
31b), welche über dem Halbleitersubstrat angeordnet sind,
wobei das Sicherungsteil durch ein Metall über dem Paar von nichtmetallischen leitenden Teilen gebildet ist und ein Paar von Enden aufweist, welche elektrisch mit dem Paar von nichtmetallischen leitenden Teilen durch ein Kontaktloch jeweils verbunden sind.
wobei das Sicherungsteil durch ein Metall über dem Paar von nichtmetallischen leitenden Teilen gebildet ist und ein Paar von Enden aufweist, welche elektrisch mit dem Paar von nichtmetallischen leitenden Teilen durch ein Kontaktloch jeweils verbunden sind.
3. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2,
gekennzeichnet durch erste bis N-te (N≧2) Metallver drahtungsschichten, welche durch eine Isolierzwischen schicht (61, 62; 63 bis 65) der Reihe nach oben über dem Halbleitersubstrat aufgestapelt sind; und
eine Isolierschicht (66, 67), welche über der N-ten Me tallverdrahtungsschicht angeordnet ist, wobei
die ersten bis N-ten Metallverdrahtungsschichten alle über den nichtmetallischen leitenden Teilen angeordnet sind;
das Sicherungsteil durch eine (N-1)-te Metallverdrah tungsschicht (90; 1) gebildet ist;
eine Öffnung (23) mit einem Durchmesser S in der Iso lierschicht direkt über dem Sicherungsteil vorhanden ist; und
die Beziehung S≧D+α erfüllt wird.
gekennzeichnet durch erste bis N-te (N≧2) Metallver drahtungsschichten, welche durch eine Isolierzwischen schicht (61, 62; 63 bis 65) der Reihe nach oben über dem Halbleitersubstrat aufgestapelt sind; und
eine Isolierschicht (66, 67), welche über der N-ten Me tallverdrahtungsschicht angeordnet ist, wobei
die ersten bis N-ten Metallverdrahtungsschichten alle über den nichtmetallischen leitenden Teilen angeordnet sind;
das Sicherungsteil durch eine (N-1)-te Metallverdrah tungsschicht (90; 1) gebildet ist;
eine Öffnung (23) mit einem Durchmesser S in der Iso lierschicht direkt über dem Sicherungsteil vorhanden ist; und
die Beziehung S≧D+α erfüllt wird.
4. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Beziehung S<2D erfüllt wird.
5. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß N gleich 2 ist.
6. Halbleiterbauelement nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß N≧3 gilt.
7. Halbleiterbauelement nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die (N-1)-te Metallverdrahtungsschicht mit
einer (N-2)-ten Metallverdrahtungsschicht eine Kontaktauf
schichtungsstruktur bildet.
8. Halbleiterbauelement nach Anspruch 2, gekennzeichnet
durch erste bis N-te (N≧3) Metallverdrahtungsschichten,
welche durch isolierzwischenschichten (61, 62; 63 bis 65;
50 bis 52) der Reihe nach oben über dem Halbleitersubstrat
auf gestapelt sind, wobei
die ersten bis N-ten Metallverdrahtungsschichten alle über dem Paar von nichtmetallischen leitenden Teilen ange ordnet sind;
das Sicherungsteil durch eine (N-2)-te Metallverdrah tungsschicht (1) gebildet ist;
eine Öffnung (33) mit einem Durchmesser M in einer der Isolierzwischenschichten zwischen der N-ten Metallverdrah tungsschicht (80) und einer (N-1)-ten Metallverdrahtungs schicht (90) direkt über dem Sicherungsteil vorhanden ist; und
die Beziehung M≧2D erfüllt wird.
die ersten bis N-ten Metallverdrahtungsschichten alle über dem Paar von nichtmetallischen leitenden Teilen ange ordnet sind;
das Sicherungsteil durch eine (N-2)-te Metallverdrah tungsschicht (1) gebildet ist;
eine Öffnung (33) mit einem Durchmesser M in einer der Isolierzwischenschichten zwischen der N-ten Metallverdrah tungsschicht (80) und einer (N-1)-ten Metallverdrahtungs schicht (90) direkt über dem Sicherungsteil vorhanden ist; und
die Beziehung M≧2D erfüllt wird.
9. Halbleiterbauelement nach Anspruch 8, gekennzeichnet
durch eine Isolierschicht (66, 67), welche über der N-ten
Metallverdrahtungsschicht angeordnet ist; wobei
eine Öffnung (23) mit einem Durchmesser S in der Iso lierschicht direkt über dem Sicherungsteil vorhanden ist; und
die Beziehung S≧M erfüllt wird.
eine Öffnung (23) mit einem Durchmesser S in der Iso lierschicht direkt über dem Sicherungsteil vorhanden ist; und
die Beziehung S≧M erfüllt wird.
10. Halbleiterbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß
das Sicherungsteil in einer Mehrzahl vorhanden ist und ein erstes Sicherungsteil von einem zweiten benachbarten Sicherungsteil in einem Abstand 1 getrennt angeordnet ist; und
die Beziehung (D/2)+α≦1 erfüllt wird.
das Sicherungsteil in einer Mehrzahl vorhanden ist und ein erstes Sicherungsteil von einem zweiten benachbarten Sicherungsteil in einem Abstand 1 getrennt angeordnet ist; und
die Beziehung (D/2)+α≦1 erfüllt wird.
11. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements,
mit den Schritten:
- (a) Bilden einer Mehrzahl von Paaren nichtmetallischer leitender Teile (31a, 31b, 32a, 32b) über einem Halbleiter substrat (5);
- (b) Bilden einer Mehrzahl von Sicherungsteilen (11, 12) zum Verbinden der Mehrzahl von Paaren nichtmetallischer leitender Teile pro Paar, wobei jedes der in der Mehrzahl vorkommenden Sicherungsteile ein Metall aufweist, welches durch Laserlicht (4) durchtrennt werden kann; und
- (c) vollständiges Entfernen wenigstens eines der in der Mehrzahl vorkommenden Sicherungsteile durch Laserlicht.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
jedes der in der Mehrzahl vorkommenden Sicherungsteile ein mit den in der Mehrzahl vorkommenden Paaren von nicht metallischen leitenden Teilen zu verbindendes Kontaktteil (9, 10, 15, 16, 20) und eine Metallverdrahtungsschicht (12, 13, 15, 16, 17, 18) aufweist, die von dem Halbleiter substrat weiter weg befindlich ist als die in der Mehrzahl vorkommenden Paare von nichtmetallischen leitenden Teilen; und
die Metallverdrahtungsschicht und das Kontaktteil in dem Schritt (c) entfernt werden.
jedes der in der Mehrzahl vorkommenden Sicherungsteile ein mit den in der Mehrzahl vorkommenden Paaren von nicht metallischen leitenden Teilen zu verbindendes Kontaktteil (9, 10, 15, 16, 20) und eine Metallverdrahtungsschicht (12, 13, 15, 16, 17, 18) aufweist, die von dem Halbleiter substrat weiter weg befindlich ist als die in der Mehrzahl vorkommenden Paare von nichtmetallischen leitenden Teilen; und
die Metallverdrahtungsschicht und das Kontaktteil in dem Schritt (c) entfernt werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt (b) einen Schritt aufweist
(b-1) Aufstapeln über Isolierzwischenschichten (61, 62; 63 bis 65) nach oben von ersten bis N-ten (N≧2) Metallver drahtungsschichten der Reihe nach über dem Halbleiter substrat, wobei die ersten bis N-ten Metallverdrahtungs schichten alle über den in der Mehrzahl vorkommenden vorhande nen Paaren von nichtmetallischen leitenden Teilen angeord net sind und die in der Mehrzahl vorkommenden Sicherungs teile durch eine (N-1)-te Metallverdrahtungsschicht (90; 1) gebildet sind; und
das Verfahren zwischen den Schritten (b) und (c) die Schritte aufweist:
(b-1) Aufstapeln über Isolierzwischenschichten (61, 62; 63 bis 65) nach oben von ersten bis N-ten (N≧2) Metallver drahtungsschichten der Reihe nach über dem Halbleiter substrat, wobei die ersten bis N-ten Metallverdrahtungs schichten alle über den in der Mehrzahl vorkommenden vorhande nen Paaren von nichtmetallischen leitenden Teilen angeord net sind und die in der Mehrzahl vorkommenden Sicherungs teile durch eine (N-1)-te Metallverdrahtungsschicht (90; 1) gebildet sind; und
das Verfahren zwischen den Schritten (b) und (c) die Schritte aufweist:
- (d) Anordnen einer Isolierschicht (66, 67) über der N-ten Metallverdrahtungsschicht; und
- (e) Bilden einer Öffnung (23) mit einem Durchmesser S in der Isolierschicht direkt über jedem der in der Mehrzahl vorkommenden Sicherungsteile, wobei die Beziehung S≧D+α er füllt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
die Beziehung S<2D erfüllt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
N gleich 2 ist.
16. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
N≧3 gilt und die (N-1)-te Metallverdrahtungsschicht mit ei
ner (N-2)-ten Metallverdrahtungsschicht eine Kontakt
lochaufschichtungsstruktur bilden.
17. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
in dem Schritt (b) die in der Mehrzahl vorkommenden Siche
rungsteile alle derart gebildet werden, daß sie eine Länge
L besitzen, welche nicht einen Wert überschreitet, der
durch Subtrahieren eines Ausrichtungsfehlers α von einem
Punktdurchmesser D des Laserlichts erlangt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schritt (b) einen Schritt aufweist
(b-1) Aufstapeln über Isolierzwischenschichten (61, 62; 63 bis 65) von ersten bis N-ten (N≧3) Metallverdrahtungs schichten nach oben der Reihe nach über dem Halbleiter substrat, wobei die ersten bis N-ten Metallverdrahtungs schichten alle über den in der Mehrzahl vorkommenden Paaren von nichtmetallischen leitenden Teilen angeordnet sind und die in der Mehrzahl vorkommenden Sicherungsteile durch eine (N-2)-te Metallverdrahtungsschicht (1) gebildet sind; und
das Verfahren zwischen den Schritten (b) und (c) einen Schritt aufweist
(b-1) Aufstapeln über Isolierzwischenschichten (61, 62; 63 bis 65) von ersten bis N-ten (N≧3) Metallverdrahtungs schichten nach oben der Reihe nach über dem Halbleiter substrat, wobei die ersten bis N-ten Metallverdrahtungs schichten alle über den in der Mehrzahl vorkommenden Paaren von nichtmetallischen leitenden Teilen angeordnet sind und die in der Mehrzahl vorkommenden Sicherungsteile durch eine (N-2)-te Metallverdrahtungsschicht (1) gebildet sind; und
das Verfahren zwischen den Schritten (b) und (c) einen Schritt aufweist
- (d) Bilden einer Öffnung (33) mit einem Durchmesser M in einem der Isolierzwischenschichten zwischen der N-ten Metallverdrahtungsschicht (80) und einer (N-1)-ten Metall verdrahtungsschicht (90) direkt über den in der Mehrzahl vorkommenden Sicherungsteilen, wobei die Beziehung M≧2D er füllt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch die
zwischen den Schritten (b) und (d) auszuführenden Schritte:
- (e) Bilden einer Isolierschicht (66, 67) über der N-ten Metallverdrahtungsschicht; und
- (f) Bilden einer Öffnung (23) mit einem Durchmesser S in der Isolierschicht direkt über den in der Mehrzahl vor kommenden Sicherungsteilen, wobei die Beziehung S≧M erfüllt wird.
20. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die in der Mehrzahl vorkommenden Sicherungsteile in einem
Abstand l voneinander getrennt benachbart zueinander ange
ordnet werden und die Beziehung (D/2)+α≦1 erfüllt wird, wo
bei D einen Punktdurchmesser des Laserlichts und α einen
Ausrichtungsfehler des Laserlichts darstellen.
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