JP2000030587A - 不均一な幅を有する構成を変更可能なヒュ―ズ構造体 - Google Patents
不均一な幅を有する構成を変更可能なヒュ―ズ構造体Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
- H01L23/52—Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
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-
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 照射されるエネルギービームを効率よくヒ
ューズ溶断に利用すると共に、回路面積を低減すること
ができるヒューズを実現する。 【解決手段】 放射エネルギーにより構成を変更可能
なヒューズ構造体及びアレイが、ヒューズのヒューズ本
体がヒューズ接続端子より幅が広くなるように実現され
る。ヒューズ本体は円形或いは多角形をなし、照射ビー
ムからより多くの放射エネルギーを捕捉し、ヒューズを
溶断するために必要とされるエネルギーを低減する。結
果として無関係な回路素子及びパターン形成線をレーザ
ヒューズアレイ内に互いに近接して配置することがで
き、それによりそのアレイの実装密度を高めることがで
きる。
ューズ溶断に利用すると共に、回路面積を低減すること
ができるヒューズを実現する。 【解決手段】 放射エネルギーにより構成を変更可能
なヒューズ構造体及びアレイが、ヒューズのヒューズ本
体がヒューズ接続端子より幅が広くなるように実現され
る。ヒューズ本体は円形或いは多角形をなし、照射ビー
ムからより多くの放射エネルギーを捕捉し、ヒューズを
溶断するために必要とされるエネルギーを低減する。結
果として無関係な回路素子及びパターン形成線をレーザ
ヒューズアレイ内に互いに近接して配置することがで
き、それによりそのアレイの実装密度を高めることがで
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電子デバイスを所望
に応じて製作するために形成される放射エネルギーヒュ
ーズ構造体に関連し、より詳細には不均一な幅を有する
放射エネルギーにより構成を変更可能なコンフィグラブ
ルヒューズ構造体に関連する。
に応じて製作するために形成される放射エネルギーヒュ
ーズ構造体に関連し、より詳細には不均一な幅を有する
放射エネルギーにより構成を変更可能なコンフィグラブ
ルヒューズ構造体に関連する。
【０００２】
【従来の技術】電子技術分野において構成を変更可能な
コンフィグラブルヒューズ（configurable fuse）が、
メモリ及び論理回路において素子を構成或いは修理する
場合に幅広く用いられる。これらのヒューズはポリシリ
コン、シリサイド及び金属のような導電性材料から形成
される。ヒューズは典型的には、そのヒューズを包囲す
る酸化シリコン或いは窒化シリコンのような１つ或いは
それ以上の絶縁層上に形成され、さらに同様の絶縁層に
より覆われる。構成変更中に、選択されたヒューズは典
型的には放射エネルギービームを上方から照射され、概
ね円形或いは楕円形をなす放射エネルギービームによ
り、適度な放射エネルギーが供給される。このエネルギ
ーを供給するための最も一般的な手段は、Ｅｌｅｃｔｒ
ｏ−Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社（ＥＳＩ）（Ｐｏｒｔｌａ
ｎｄ、Ｏｒｅｇｏｎ）により製造されるＭｏｄｅｌ １
２２５ｈｐのようなレーザビームによるものである。放
射エネルギーはヒューズの一部が液体、蒸気或いはその
混合体（以降液体／蒸気状態と呼ばれる）になるまで、
ヒューズ材料を加熱する。同時に熱は、照射部位から未
照射部位までヒューズ長に沿って伝搬する。ヒューズ材
料状態が固体から液体／蒸気へ変化することにより、ヒ
ューズを含む空胴部において圧力が上昇するようにな
る。これは絶縁体、典型的には構造的に脆弱な部分に沿
った絶縁体の破裂をまねく。少なくともヒューズ材料の
一部がこの破裂した領域を通って漏出する。ヒューズ上
の絶縁体の厚さは通常、ヒューズを包囲する薄膜より薄
くなるように選択され、圧力が限界値に達する際に、ヒ
ューズ上の絶縁体部分が最初に構造的に破損する領域に
なるようにする。このようにしてヒューズ上の絶縁体は
吹き飛ばれ、その爆発力が隣接する重要な回路素子に及
ばないように配向される。絶縁体の厚さは通常、ヒュー
ズが切断する際に最も安定した結果をもたらす値に設定
される（以降全般にヒューズ溶断と呼ばれる）。
コンフィグラブルヒューズ（configurable fuse）が、
メモリ及び論理回路において素子を構成或いは修理する
場合に幅広く用いられる。これらのヒューズはポリシリ
コン、シリサイド及び金属のような導電性材料から形成
される。ヒューズは典型的には、そのヒューズを包囲す
る酸化シリコン或いは窒化シリコンのような１つ或いは
それ以上の絶縁層上に形成され、さらに同様の絶縁層に
より覆われる。構成変更中に、選択されたヒューズは典
型的には放射エネルギービームを上方から照射され、概
ね円形或いは楕円形をなす放射エネルギービームによ
り、適度な放射エネルギーが供給される。このエネルギ
ーを供給するための最も一般的な手段は、Ｅｌｅｃｔｒ
ｏ−Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社（ＥＳＩ）（Ｐｏｒｔｌａ
ｎｄ、Ｏｒｅｇｏｎ）により製造されるＭｏｄｅｌ １
２２５ｈｐのようなレーザビームによるものである。放
射エネルギーはヒューズの一部が液体、蒸気或いはその
混合体（以降液体／蒸気状態と呼ばれる）になるまで、
ヒューズ材料を加熱する。同時に熱は、照射部位から未
照射部位までヒューズ長に沿って伝搬する。ヒューズ材
料状態が固体から液体／蒸気へ変化することにより、ヒ
ューズを含む空胴部において圧力が上昇するようにな
る。これは絶縁体、典型的には構造的に脆弱な部分に沿
った絶縁体の破裂をまねく。少なくともヒューズ材料の
一部がこの破裂した領域を通って漏出する。ヒューズ上
の絶縁体の厚さは通常、ヒューズを包囲する薄膜より薄
くなるように選択され、圧力が限界値に達する際に、ヒ
ューズ上の絶縁体部分が最初に構造的に破損する領域に
なるようにする。このようにしてヒューズ上の絶縁体は
吹き飛ばれ、その爆発力が隣接する重要な回路素子に及
ばないように配向される。絶縁体の厚さは通常、ヒュー
ズが切断する際に最も安定した結果をもたらす値に設定
される（以降全般にヒューズ溶断と呼ばれる）。
【０００３】図１は、従来のコンフィグラブルヒューズ
１を備える従来の電子デバイスの平面図を示す。ヒュー
ズ１はそれぞれヒューズ本体２を備え、ヒューズ本体２
は典型的には、導電線４及び５を下側をなす素子に接続
する接続端子３と同等か、或いはそれより狭い幅をな
す。放射エネルギービーム７は、ヒューズ本体２にビー
ムを配向することにより導電線４と５との間の接続部を
切断する。ヒューズ材料の熱伝導率がヒューズを包囲す
る典型的な絶縁体の熱導電率より概ね大きいため、放射
エネルギービーム７から伝達された熱の大部分は接続端
子３を通って伝導し、絶縁体には伝導しない。従って接
続端子３は、導電線４及び５が熱伝導の結果として損傷
を受けないように十分に長くする必要があり、それが導
電線４−５間の間隔に加わえられる。追加された長さに
より導電線は保護されるが、著しい量の熱が、ヒューズ
本体から離れて伝達される。従ってヒューズを溶断する
ために必要とされる全エネルギーはこの損失を補償する
ために増加されなければならない。しかしながらビーム
７は典型的には概ねガウス分布となる放射エネルギー分
布を有するため、ビームエネルギーを増加するのに応じ
て、ビーム７の有効スポットサイズ６も増加する（有効
スポットサイズは、アクティブ回路素子に影響を与える
ようになる放射エネルギービーム領域の直径と定義され
る）。こうしてエネルギーを増加するためには、ヒュー
ズ１に隣接する部品はさらに離れて配置されなければな
らない。その結果、従来のヒューズ１の実装密度は比較
的小さくなり、単なる固定相互接続線と比較する場合著
しく多くのレイアウト面積を必要とする。この結果実装
密度が低く、デバイスサイズが大きくなるという不都合
が生ずる。
１を備える従来の電子デバイスの平面図を示す。ヒュー
ズ１はそれぞれヒューズ本体２を備え、ヒューズ本体２
は典型的には、導電線４及び５を下側をなす素子に接続
する接続端子３と同等か、或いはそれより狭い幅をな
す。放射エネルギービーム７は、ヒューズ本体２にビー
ムを配向することにより導電線４と５との間の接続部を
切断する。ヒューズ材料の熱伝導率がヒューズを包囲す
る典型的な絶縁体の熱導電率より概ね大きいため、放射
エネルギービーム７から伝達された熱の大部分は接続端
子３を通って伝導し、絶縁体には伝導しない。従って接
続端子３は、導電線４及び５が熱伝導の結果として損傷
を受けないように十分に長くする必要があり、それが導
電線４−５間の間隔に加わえられる。追加された長さに
より導電線は保護されるが、著しい量の熱が、ヒューズ
本体から離れて伝達される。従ってヒューズを溶断する
ために必要とされる全エネルギーはこの損失を補償する
ために増加されなければならない。しかしながらビーム
７は典型的には概ねガウス分布となる放射エネルギー分
布を有するため、ビームエネルギーを増加するのに応じ
て、ビーム７の有効スポットサイズ６も増加する（有効
スポットサイズは、アクティブ回路素子に影響を与える
ようになる放射エネルギービーム領域の直径と定義され
る）。こうしてエネルギーを増加するためには、ヒュー
ズ１に隣接する部品はさらに離れて配置されなければな
らない。その結果、従来のヒューズ１の実装密度は比較
的小さくなり、単なる固定相互接続線と比較する場合著
しく多くのレイアウト面積を必要とする。この結果実装
密度が低く、デバイスサイズが大きくなるという不都合
が生ずる。
【０００４】従来のヒューズが図１に示されるように設
計される場合、エネルギーのある量がヒューズ本体２の
長さに沿って捕捉されるが、残りの大部分は非常に狭い
ヒューズ本体の幅の外側に損失される。その後ヒューズ
本体２により捕捉されなかったエネルギーは、ヒューズ
を通過し、その下側に配線される場合がある任意の回路
素子まで自在に伝搬する。それゆえヒューズ周囲及びヒ
ューズ下側の領域では通常、回路素子（例えばトランジ
スタ、抵抗、信号線、接点等）を避け、ヒューズを構成
するために用いられる放射エネルギーがこれら回路素子
を損傷しないようにする必要がある。回路素子を配置或
いは配線するために必要とされる追加領域がそのヒュー
ズ領域から離れるほど、この空白領域が加わることによ
りデバイス全体の大きさが増大する。
計される場合、エネルギーのある量がヒューズ本体２の
長さに沿って捕捉されるが、残りの大部分は非常に狭い
ヒューズ本体の幅の外側に損失される。その後ヒューズ
本体２により捕捉されなかったエネルギーは、ヒューズ
を通過し、その下側に配線される場合がある任意の回路
素子まで自在に伝搬する。それゆえヒューズ周囲及びヒ
ューズ下側の領域では通常、回路素子（例えばトランジ
スタ、抵抗、信号線、接点等）を避け、ヒューズを構成
するために用いられる放射エネルギーがこれら回路素子
を損傷しないようにする必要がある。回路素子を配置或
いは配線するために必要とされる追加領域がそのヒュー
ズ領域から離れるほど、この空白領域が加わることによ
りデバイス全体の大きさが増大する。
【０００５】また従来のヒューズ設計はヒューズ溶断の
際に不安定になりやすい。ヒューズ材料及びヒューズの
上側をなす絶縁体の厚さの変動により、そのヒューズは
ヒューズ溶断プロセスの前半或いは後半で溶断するよう
になり、さらにヒューズ材料が漏出する開口部が不規則
な大きさ及び形状に形成される。こうしてヒューズ材料
は溶断に至るほど十分には蒸発されないか、或いは包囲
する絶縁体が破裂し、それにより隣接する回路素子に損
傷を与えるようになる。
際に不安定になりやすい。ヒューズ材料及びヒューズの
上側をなす絶縁体の厚さの変動により、そのヒューズは
ヒューズ溶断プロセスの前半或いは後半で溶断するよう
になり、さらにヒューズ材料が漏出する開口部が不規則
な大きさ及び形状に形成される。こうしてヒューズ材料
は溶断に至るほど十分には蒸発されないか、或いは包囲
する絶縁体が破裂し、それにより隣接する回路素子に損
傷を与えるようになる。
【０００６】上記製造上の制約は、電子デバイスがレイ
アウトされる方法及びそのデバイスの回路素子に対する
面積を有効に増加する方法を著しく複雑にする。
アウトされる方法及びそのデバイスの回路素子に対する
面積を有効に増加する方法を著しく複雑にする。
【０００７】従って従来のヒューズに関する上記問題点
を解決するエネルギー放射コンフィグラブルヒューズを
提供することが望まれる。
を解決するエネルギー放射コンフィグラブルヒューズを
提供することが望まれる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】照射されるエネルギー
ビームを効率よくヒューズ溶断に利用すると共に、回路
面積を低減することができるヒューズを実現する。
ビームを効率よくヒューズ溶断に利用すると共に、回路
面積を低減することができるヒューズを実現する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、ヒューズ接続
端子の少なくとも一方より幅の広いヒューズ本体を有す
る放射エネルギーコンフィグラブルヒューズを提供す
る。
端子の少なくとも一方より幅の広いヒューズ本体を有す
る放射エネルギーコンフィグラブルヒューズを提供す
る。
【００１０】より詳細には本発明の一実施例では、ヒュ
ーズは２つのヒューズ端子まで外側に延在するヒューズ
本体を備える。ヒューズ本体は概ね放射エネルギービー
ムにより照射される領域と定義され、端子はヒューズ本
体を周囲をなす回路に接続する領域と定義される。ヒュ
ーズ本体は、２つのヒューズ端子の少なくとも一方より
広い幅を有する。
ーズは２つのヒューズ端子まで外側に延在するヒューズ
本体を備える。ヒューズ本体は概ね放射エネルギービー
ムにより照射される領域と定義され、端子はヒューズ本
体を周囲をなす回路に接続する領域と定義される。ヒュ
ーズ本体は、２つのヒューズ端子の少なくとも一方より
広い幅を有する。
【００１１】本発明の別の態様に従えば、電子デバイス
が、放射エネルギーコンフィグラブルヒューズの下側を
なす回路を用いて形成されるようにする方法が提供され
る。その方法は、回路素子を備える基板を配設する過程
と、その回路素子上に絶縁層を形成する過程と、ヒュー
ズ本体及び２つのヒューズ端子を備える少なくとも１つ
のコンフィグラブルヒューズを形成する過程とを含み、
ヒューズ本体の幅が２つの接続端子の少なくとも一方の
幅より大きくなる。
が、放射エネルギーコンフィグラブルヒューズの下側を
なす回路を用いて形成されるようにする方法が提供され
る。その方法は、回路素子を備える基板を配設する過程
と、その回路素子上に絶縁層を形成する過程と、ヒュー
ズ本体及び２つのヒューズ端子を備える少なくとも１つ
のコンフィグラブルヒューズを形成する過程とを含み、
ヒューズ本体の幅が２つの接続端子の少なくとも一方の
幅より大きくなる。
【００１２】本発明のヒューズ本体構造により、従来の
ヒューズ設計と比べて放射エネルギービームより伝達さ
れるエネルギーがより大きく捕捉され、それにより全伝
達エネルギーが低減される。またこれは有効スポットサ
イズも低減する。有効スポットサイズがより小さくなる
ため、そのヒューズは隣接するヒューズに損傷を与える
危険性がなく互いに近接して配置されることができる。
またある場合にはエネルギーがより少ないことにより、
ヒューズ位置の下側に回路素子を配置することもでき
る。何れの利点を用いても電子デバイスの大きさを所望
に応じて低減することができる。またヒューズ本体構造
の形状により、構成変更プロセス中にヒューズ本体上の
絶縁体をより安定して剥離することができ、その結果ヒ
ューズ材料がより完全に蒸発し、より信頼性の高い構成
変更を行うことができる。エネルギーが低いことによ
り、隣接する回路素子に向かって絶縁体が破裂する危険
性を最小限にし、またより信頼性の高い構成変更を実現
する。
ヒューズ設計と比べて放射エネルギービームより伝達さ
れるエネルギーがより大きく捕捉され、それにより全伝
達エネルギーが低減される。またこれは有効スポットサ
イズも低減する。有効スポットサイズがより小さくなる
ため、そのヒューズは隣接するヒューズに損傷を与える
危険性がなく互いに近接して配置されることができる。
またある場合にはエネルギーがより少ないことにより、
ヒューズ位置の下側に回路素子を配置することもでき
る。何れの利点を用いても電子デバイスの大きさを所望
に応じて低減することができる。またヒューズ本体構造
の形状により、構成変更プロセス中にヒューズ本体上の
絶縁体をより安定して剥離することができ、その結果ヒ
ューズ材料がより完全に蒸発し、より信頼性の高い構成
変更を行うことができる。エネルギーが低いことによ
り、隣接する回路素子に向かって絶縁体が破裂する危険
性を最小限にし、またより信頼性の高い構成変更を実現
する。
【００１３】本発明の接続端子は、ヒューズが存在する
パターン形成された相互接続層に対する最小限の許容線
幅であることが好ましい。この幅を狭くすることによ
り、ヒューズ本体から接続端子を通って隣接する回路素
子に至る不要な熱伝導に対する抵抗が最大限になる。こ
の構造により、ヒューズ本体から外側に伝導する熱に対
する経路がより限定され、それにより熱を分離するため
に、比較的長い接続端子を備える必要はなくなる。こう
して伝熱長は短くなり、結果として全ヒューズ長が短く
なり、実装密度を増加することができる。また熱損失の
低減により、ヒューズ切断プロセス中にヒューズ本体に
より保持されるエネルギーもより増加するようになる。
パターン形成された相互接続層に対する最小限の許容線
幅であることが好ましい。この幅を狭くすることによ
り、ヒューズ本体から接続端子を通って隣接する回路素
子に至る不要な熱伝導に対する抵抗が最大限になる。こ
の構造により、ヒューズ本体から外側に伝導する熱に対
する経路がより限定され、それにより熱を分離するため
に、比較的長い接続端子を備える必要はなくなる。こう
して伝熱長は短くなり、結果として全ヒューズ長が短く
なり、実装密度を増加することができる。また熱損失の
低減により、ヒューズ切断プロセス中にヒューズ本体に
より保持されるエネルギーもより増加するようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】本発明は、添付の図面と共に取り
上げられる以下のより詳細な説明に照らしてさらに深く
理解されよう。異なる図面において同一の参照番号を用
いる場合、類似或いは同様の素子を示す。
上げられる以下のより詳細な説明に照らしてさらに深く
理解されよう。異なる図面において同一の参照番号を用
いる場合、類似或いは同様の素子を示す。
【００１５】有効なヒューズ設計を評価する際に考慮さ
れるいくつかの要因がある。ヒューズ本体の面積は、加
えられるレーザエネルギーがどの程度ヒューズに捕捉さ
れ、さらにヒューズ溶断プロセスにおいてどの程度用い
られるかを、またどの程度のエネルギーがヒューズを通
過し、下側をなす或いは隣接する回路素子を破壊するの
に利用されるかを確定するであろう。ヒューズ面積を大
きくすることにより、このエネルギーの捕捉量も多くな
る。さらにヒューズ上側の任意の所与の厚さの酸化物或
いは誘電体に対して、ヒューズ面積をより大きくするこ
とにより、その酸化物を破壊し、この切断を終了するた
めに必要とされるエネルギーの総量も低減されるであろ
う。こうして従来のヒューズ設計におけるヒューズ幅を
広くすることにより、これらの要因に対してより望まし
い結果がもたらされる。しかしながらヒューズ幅を広く
することにより、熱エネルギーが漏出し、近接する回路
に損傷を与える伝達経路も大きくなり、またヒューズ溶
断プロセスに対して利用可能な印加エネルギーの損失も
まねく。これはヒューズ端子長を長くすることにより補
償することができ、その結果熱は隣接する回路まで伝達
されないが、ヒューズの実装密度の不要な低下をもたら
し、さらに全回路構成をより大きくする。従来の設計で
はヒューズ幅を狭くすることにより不要な熱伝達は低減
されるが、ヒューズの面積を低減することに関しては逆
効果であり、それにより捕捉されるエネルギーの総量は
減少し、上側をなす酸化物を破壊するために必要とされ
るエネルギーは増加し、さらにヒューズを通過し、下側
をなす回路に損傷を与えるようになるエネルギーの総量
が増加する。こうして設計における１つの変数は、他の
変数に逆効果を与えないように変更することはできな
い。本発明による設計は、ヒューズ面積、形状及び伝熱
幅の変数が個別に最適値に調整されるようにする。
れるいくつかの要因がある。ヒューズ本体の面積は、加
えられるレーザエネルギーがどの程度ヒューズに捕捉さ
れ、さらにヒューズ溶断プロセスにおいてどの程度用い
られるかを、またどの程度のエネルギーがヒューズを通
過し、下側をなす或いは隣接する回路素子を破壊するの
に利用されるかを確定するであろう。ヒューズ面積を大
きくすることにより、このエネルギーの捕捉量も多くな
る。さらにヒューズ上側の任意の所与の厚さの酸化物或
いは誘電体に対して、ヒューズ面積をより大きくするこ
とにより、その酸化物を破壊し、この切断を終了するた
めに必要とされるエネルギーの総量も低減されるであろ
う。こうして従来のヒューズ設計におけるヒューズ幅を
広くすることにより、これらの要因に対してより望まし
い結果がもたらされる。しかしながらヒューズ幅を広く
することにより、熱エネルギーが漏出し、近接する回路
に損傷を与える伝達経路も大きくなり、またヒューズ溶
断プロセスに対して利用可能な印加エネルギーの損失も
まねく。これはヒューズ端子長を長くすることにより補
償することができ、その結果熱は隣接する回路まで伝達
されないが、ヒューズの実装密度の不要な低下をもたら
し、さらに全回路構成をより大きくする。従来の設計で
はヒューズ幅を狭くすることにより不要な熱伝達は低減
されるが、ヒューズの面積を低減することに関しては逆
効果であり、それにより捕捉されるエネルギーの総量は
減少し、上側をなす酸化物を破壊するために必要とされ
るエネルギーは増加し、さらにヒューズを通過し、下側
をなす回路に損傷を与えるようになるエネルギーの総量
が増加する。こうして設計における１つの変数は、他の
変数に逆効果を与えないように変更することはできな
い。本発明による設計は、ヒューズ面積、形状及び伝熱
幅の変数が個別に最適値に調整されるようにする。
【００１６】図２Ａは、本発明の一実施例による放射エ
ネルギーコンフィグラブルヒューズ１０を備える電子デ
バイスの一部を示す。所望の特有な特性に応じて、コン
フィグラブルヒューズ１０は、アルミニウム（Ａｌ）、
ＡｌＳｉ或いはＡｌｓｉＣｕのようなアルミニウム化合
物、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）或いはチタン
タングステン化合物（ＴｉＷ）或いは窒化チタン（Ｔｉ
Ｎ）のような通常用いられる化合物、本技術分野におい
て通常用いられるシリサイドを含む導電性材料、或いは
放射エネルギーコンフィグラブルヒューズを形成するこ
とができる任意の他の導電性材料から形成することがで
きる。
ネルギーコンフィグラブルヒューズ１０を備える電子デ
バイスの一部を示す。所望の特有な特性に応じて、コン
フィグラブルヒューズ１０は、アルミニウム（Ａｌ）、
ＡｌＳｉ或いはＡｌｓｉＣｕのようなアルミニウム化合
物、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）或いはチタン
タングステン化合物（ＴｉＷ）或いは窒化チタン（Ｔｉ
Ｎ）のような通常用いられる化合物、本技術分野におい
て通常用いられるシリサイドを含む導電性材料、或いは
放射エネルギーコンフィグラブルヒューズを形成するこ
とができる任意の他の導電性材料から形成することがで
きる。
【００１７】ヒューズ本体が金属からなる応用例の場
合、ヒューズ１０は、そのヒューズが変形時に用いられ
る放射エネルギーをより良好に吸収することができるよ
うにするために上側表面上に形成される反射防止層（図
示せず）を備える場合もある。窒化チタン及びチタンタ
ングステン化合物は反射防止特性を有する２つの一般に
用いられる材料であり、従来及び周知の方法によりヒュ
ーズ１０上に反射防止層として形成されることができ
る。
合、ヒューズ１０は、そのヒューズが変形時に用いられ
る放射エネルギーをより良好に吸収することができるよ
うにするために上側表面上に形成される反射防止層（図
示せず）を備える場合もある。窒化チタン及びチタンタ
ングステン化合物は反射防止特性を有する２つの一般に
用いられる材料であり、従来及び周知の方法によりヒュ
ーズ１０上に反射防止層として形成されることができ
る。
【００１８】ヒューズ１０はそれぞれ接続端子１２の少
なくとも一方より幅が広いヒューズ本体１１を備え、隣
接する導電線１３及び１４と下側をなす回路素子とを電
気的に接続する。放射エネルギービーム１６は、ヒュー
ズを溶断し、電気的な接続を切断するためにヒューズ本
体１１より大きなスポットサイズ１５を有するビームを
配向する。放射エネルギービーム１６のエネルギー分布
は、放射状ガウス分布に近いことが知られている。従来
のヒューズ設計より大きく、ヒューズ面積に対する捕捉
される放射エネルギーの比を増加するために、ヒューズ
本体１１の形状は円形であり、ヒューズ端子１２より幅
が広く、ヒューズ本体１１が放射エネルギービーム１６
により加えられるエネルギーの最大量を捕捉できるよう
にする。従ってヒューズ本体１１の形状は概ね円形或い
は楕円形をなすが、それは円形が表面積対円周長比を最
大にするためである。しかしながら実際の応用例では、
そのようなヒューズは多角形ヒューズ本体を用いて実装
され、それが図２Ａに示される。その多角形状は、図２
Ａに示されるように概ね円形をなすか、或いは図２Ｂに
示されるように概ね卵形をなすことができる。
なくとも一方より幅が広いヒューズ本体１１を備え、隣
接する導電線１３及び１４と下側をなす回路素子とを電
気的に接続する。放射エネルギービーム１６は、ヒュー
ズを溶断し、電気的な接続を切断するためにヒューズ本
体１１より大きなスポットサイズ１５を有するビームを
配向する。放射エネルギービーム１６のエネルギー分布
は、放射状ガウス分布に近いことが知られている。従来
のヒューズ設計より大きく、ヒューズ面積に対する捕捉
される放射エネルギーの比を増加するために、ヒューズ
本体１１の形状は円形であり、ヒューズ端子１２より幅
が広く、ヒューズ本体１１が放射エネルギービーム１６
により加えられるエネルギーの最大量を捕捉できるよう
にする。従ってヒューズ本体１１の形状は概ね円形或い
は楕円形をなすが、それは円形が表面積対円周長比を最
大にするためである。しかしながら実際の応用例では、
そのようなヒューズは多角形ヒューズ本体を用いて実装
され、それが図２Ａに示される。その多角形状は、図２
Ａに示されるように概ね円形をなすか、或いは図２Ｂに
示されるように概ね卵形をなすことができる。
【００１９】捕捉されるエネルギーが増加するため、ヒ
ューズを溶断するために必要とされる印加エネルギーの
総量は低減され、従って有効スポットサイズ１５も低減
されることができる。接続端子１２は最小許容線幅まで
狭くされる。これは熱伝導に対してより小さな出口を与
え、それによりヒューズ本体１１から外側に伝達される
熱エネルギーの総量を低減する。第一により多くの熱が
ヒューズ本体１１により保持され、放射エネルギービー
ム１６によりヒューズを溶断するために必要とされる印
加エネルギー量を低減し、また有効スポットサイズ１５
を小さくする。第二に熱を導電線１３及び１４から分離
するための要件が緩められ、さらに線幅が狭いことによ
り、より少ない熱しか伝達されなくなるため、ヒューズ
端子１２の長さを短くすることができる。この結果、さ
らにヒューズ１０に対する実装密度が増加し、また電子
デバイスの全体サイズを減少させる。
ューズを溶断するために必要とされる印加エネルギーの
総量は低減され、従って有効スポットサイズ１５も低減
されることができる。接続端子１２は最小許容線幅まで
狭くされる。これは熱伝導に対してより小さな出口を与
え、それによりヒューズ本体１１から外側に伝達される
熱エネルギーの総量を低減する。第一により多くの熱が
ヒューズ本体１１により保持され、放射エネルギービー
ム１６によりヒューズを溶断するために必要とされる印
加エネルギー量を低減し、また有効スポットサイズ１５
を小さくする。第二に熱を導電線１３及び１４から分離
するための要件が緩められ、さらに線幅が狭いことによ
り、より少ない熱しか伝達されなくなるため、ヒューズ
端子１２の長さを短くすることができる。この結果、さ
らにヒューズ１０に対する実装密度が増加し、また電子
デバイスの全体サイズを減少させる。
【００２０】ヒューズ本体の円形形状はさらに利点をも
たらす。ヒューズ本体１１の周辺長に対するヒューズ面
積の比を最大限にすることにより、ヒューズを溶断する
ために必要とされるエネルギー及び圧力が最小化され
る。ヒューズ本体１１の形状は完全に円形である必要は
ないが、ヒューズ材料及びそのヒューズの上側をなす絶
縁体の厚さの特定の組み合わせの場合にその形状を最適
化すると共に、この比を改善するために卵形或いは多角
形である必要があるということは当業者には明らかであ
ろう。
たらす。ヒューズ本体１１の周辺長に対するヒューズ面
積の比を最大限にすることにより、ヒューズを溶断する
ために必要とされるエネルギー及び圧力が最小化され
る。ヒューズ本体１１の形状は完全に円形である必要は
ないが、ヒューズ材料及びそのヒューズの上側をなす絶
縁体の厚さの特定の組み合わせの場合にその形状を最適
化すると共に、この比を改善するために卵形或いは多角
形である必要があるということは当業者には明らかであ
ろう。
【００２１】図３Ａは、導電性相互接続線１７の上側の
図２Ａのヒューズ構造体の平面図である。図３Ｂは、図
３Ａの線１−１に沿って見た側面図であり、本発明の一
実施例を示しており、ヒューズを溶断するために必要と
されるエネルギーが十分に低く、回路素子をヒューズの
下側に配置することができる場合を示す。電子デバイス
は、Ｎ型或いはＰ型導電型の半導体基板１８の上側に形
成される相互接続線１７を備える。本発明は回路素子の
有効な形成及び保護に関連するため、相互接続線１７は
明瞭にするためにのみ与えられている。相互接続線１７
は種々のタイプの回路素子を表すことができるというこ
とは当業者には理解されたい。例えば、回路素子或いは
トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ又はＮ／
Ｐ型半導体基板におけるＰ／Ｎウエルのようなアクティ
ブ回路を、相互接続線１７の代わりに用いることができ
る。
図２Ａのヒューズ構造体の平面図である。図３Ｂは、図
３Ａの線１−１に沿って見た側面図であり、本発明の一
実施例を示しており、ヒューズを溶断するために必要と
されるエネルギーが十分に低く、回路素子をヒューズの
下側に配置することができる場合を示す。電子デバイス
は、Ｎ型或いはＰ型導電型の半導体基板１８の上側に形
成される相互接続線１７を備える。本発明は回路素子の
有効な形成及び保護に関連するため、相互接続線１７は
明瞭にするためにのみ与えられている。相互接続線１７
は種々のタイプの回路素子を表すことができるというこ
とは当業者には理解されたい。例えば、回路素子或いは
トランジスタ、ダイオード、抵抗、コンデンサ又はＮ／
Ｐ型半導体基板におけるＰ／Ｎウエルのようなアクティ
ブ回路を、相互接続線１７の代わりに用いることができ
る。
【００２２】相互接続線１７とヒューズ１０を含むヒュ
ーズ層９との間に、絶縁層１９が従来及び周知の方法を
用いて形成される。絶縁層１９は酸化シリコン及びＢＰ
ＳＧのような１つ或いはそれ以上の異なる誘電体材料か
ら形成される１つ或いはそれ以上の層を備えることがで
きる。他の実施例では、ヒューズ層９は従来及び周知の
堆積方法を用いて形成される１つ或いは多数の層構造体
であり、またヒューズ本体１１が構成時に用いられる放
射エネルギーをより良好に吸収できるようにする反射防
止層（図示せず）も備える。絶縁層１９上に形成される
ヒューズ１０は、酸化シリコン或いは窒化シリコンのよ
うな第２の絶縁層２０を用いて封入される。放射エネル
ギービーム１６は不均一な輝度を有し、その輝度はビー
ムの中央部から半径に沿って減少する。伝達されるエネ
ルギーの大部分はヒューズ本体１１により吸収或いは反
射され、それにより下側をなす相互接続線１７が損傷す
るのを防ぐ。ヒューズ本体１１の設計が最適化され、放
射エネルギービーム１６により伝達されるエネルギーの
大部分を捕捉し、さらに熱伝導によるこのエネルギーの
損失を最小限にするため、比較的低いレベルの放射エネ
ルギーを用いて、ヒューズを構成することができる。ま
たこれは相互接続線１７に衝撃を与えるエネルギーの総
量を最小限にし、さらに損傷の危険性を低減する。
ーズ層９との間に、絶縁層１９が従来及び周知の方法を
用いて形成される。絶縁層１９は酸化シリコン及びＢＰ
ＳＧのような１つ或いはそれ以上の異なる誘電体材料か
ら形成される１つ或いはそれ以上の層を備えることがで
きる。他の実施例では、ヒューズ層９は従来及び周知の
堆積方法を用いて形成される１つ或いは多数の層構造体
であり、またヒューズ本体１１が構成時に用いられる放
射エネルギーをより良好に吸収できるようにする反射防
止層（図示せず）も備える。絶縁層１９上に形成される
ヒューズ１０は、酸化シリコン或いは窒化シリコンのよ
うな第２の絶縁層２０を用いて封入される。放射エネル
ギービーム１６は不均一な輝度を有し、その輝度はビー
ムの中央部から半径に沿って減少する。伝達されるエネ
ルギーの大部分はヒューズ本体１１により吸収或いは反
射され、それにより下側をなす相互接続線１７が損傷す
るのを防ぐ。ヒューズ本体１１の設計が最適化され、放
射エネルギービーム１６により伝達されるエネルギーの
大部分を捕捉し、さらに熱伝導によるこのエネルギーの
損失を最小限にするため、比較的低いレベルの放射エネ
ルギーを用いて、ヒューズを構成することができる。ま
たこれは相互接続線１７に衝撃を与えるエネルギーの総
量を最小限にし、さらに損傷の危険性を低減する。
【００２３】それゆえ本発明によるヒューズ構造体は、
所与のレーザエネルギーにおけるレーザヒューズ歩留り
を増加し、基板に損傷を与えることなく、ヒューズ切断
の十分な信頼性を有するレーザエネルギーのための処理
窓領域を大きくし、ヒューズに必要とされる面積を低減
することを含むいくつかの望ましい特徴を提供し、それ
により実装密度を増加し、ヒューズ下側にアクティブ回
路素子を配置することを可能にし、ヒューズ周囲及び下
側の領域をより有効に使用できるようにし、さらに全回
路サイズを低減する。
所与のレーザエネルギーにおけるレーザヒューズ歩留り
を増加し、基板に損傷を与えることなく、ヒューズ切断
の十分な信頼性を有するレーザエネルギーのための処理
窓領域を大きくし、ヒューズに必要とされる面積を低減
することを含むいくつかの望ましい特徴を提供し、それ
により実装密度を増加し、ヒューズ下側にアクティブ回
路素子を配置することを可能にし、ヒューズ周囲及び下
側の領域をより有効に使用できるようにし、さらに全回
路サイズを低減する。
【００２４】本発明の上記実施例は、例示のためのもの
であり、制限するものではない。本発明から逸脱するこ
となく種々の変形及び変更が実施されることができるこ
とは当業者には明らかであろう。それゆえ請求の範囲
は、本発明の真の精神及び範囲に入るような全てのその
ような変形例及び変更例を含むものである。
であり、制限するものではない。本発明から逸脱するこ
となく種々の変形及び変更が実施されることができるこ
とは当業者には明らかであろう。それゆえ請求の範囲
は、本発明の真の精神及び範囲に入るような全てのその
ような変形例及び変更例を含むものである。
【００２５】
【発明の効果】上記のように本発明はヒューズ面積、形
状及び伝熱幅を個別に調整でき、照射されるエネルギー
ビームを効率よくヒューズ溶断に利用すると共に、回路
面積を低減することができるヒューズを実現する。
状及び伝熱幅を個別に調整でき、照射されるエネルギー
ビームを効率よくヒューズ溶断に利用すると共に、回路
面積を低減することができるヒューズを実現する。
【図１】従来のヒューズを備える電子デバイスの一部の
平面図である。
平面図である。
【図２】Ａ及びＢからなり、Ａは本発明の一実施例によ
る放射エネルギーコンフィグラブルヒューズを備える電
子デバイスの一部の平面図であり、Ｂは本発明の別の実
施例による放射エネルギーコンフィグラブルヒューズを
備える電子デバイスの一部の平面図である。
る放射エネルギーコンフィグラブルヒューズを備える電
子デバイスの一部の平面図であり、Ｂは本発明の別の実
施例による放射エネルギーコンフィグラブルヒューズを
備える電子デバイスの一部の平面図である。
【図３】Ａ及びＢからなり、Ａは回路素子の上側をなす
図２Ａの放射エネルギーコンフィグラブルヒューズを備
える電子デバイスの一部の平面図であり、Ｂは図３Ａの
実施例の線１−１に沿って見た正面断面図である。
図２Ａの放射エネルギーコンフィグラブルヒューズを備
える電子デバイスの一部の平面図であり、Ｂは図３Ａの
実施例の線１−１に沿って見た正面断面図である。
１ ヒューズ ２ ヒューズ本体 ３ 接続端子 ４ 導電線 ５ 導電線 ６ 有効スポットサイズ ７ エネルギービーム １０ ヒューズ １１ ヒューズ本体 １２ 接続端子 １３ 導電線 １４ 導電線 １５ スポットサイズ １６ エネルギービーム １７ 相互接続線 １８ 半導体基板 １９ 絶縁層 ２０ 絶縁層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ロン・トーマス アメリカ合衆国カリフォルニア州93901・ サリナス・パロアルトウェイ 1109 (72)発明者 デイビッド・イー・シュムリアン アメリカ合衆国カリフォルニア州95132・ サンノゼ・フェルターロード 5429
Claims (22)
- 【請求項１】 電子デバイスを所望に応じて製作或い
は修理するためのヒューズ構造体であって、 ２つの導電性素子間に配置され、放射エネルギーにより
構成を変更なコンフィグラブルヒューズ本体と、 前記ヒューズ本体を前記導電性素子の１つに接続する第
１の端子と、 前記ヒューズ本体を前記導電性素子の別の１つに接続す
る第２の端子とを備え、前記ヒューズ本体が前記第１及
び第２の端子の少なくとも一方より幅が広いことを特徴
とするヒューズ構造体。 - 【請求項２】 前記放射エネルギーコンフィグラブル
ヒューズ本体が前記第１及び第２の端子より幅が広いこ
とを特徴とする請求項１に記載の構造体。 - 【請求項３】 前記放射エネルギーコンフィグラブル
ヒューズ本体が５或いはそれ以上の辺を有する多角形で
あることを特徴とする請求項２に記載の構造体。 - 【請求項４】 前記放射エネルギーコンフィグラブル
ヒューズ本体が円形であることを特徴とする請求項２に
記載の構造体。 - 【請求項５】 前記放射エネルギーコンフィグラブル
ヒューズ本体が卵形であることを特徴とする請求項２に
記載の構造体。 - 【請求項６】 前記第１及び第２の端子が、前記放射
エネルギーコンフィグラブルヒューズ本体と概ね同一平
面をなすことを特徴とする請求項２に記載の構造体。 - 【請求項７】 前記放射エネルギーコンフィグラブル
ヒューズ本体が、前記第１及び第２の端子の少なくとも
一方より少なくとも５０％幅が広いことを特徴とする請
求項２に記載の構造体。 - 【請求項８】 放射エネルギーにより構成を変更可能
なコンフィグラブルアレイであって、 ヒューズ層と、 前記ヒューズ層の上側をなす電気的導電性回路素子層
と、 前記ヒューズ層と前記電気的導電性回路素子との間に配
置される絶縁層とを備え、前記ヒューズ層が、 第１及び第２の導電性素子と、 前記第１の導電性素子と前記第２の導電性素子との間に
配置される放射エネルギーコンフィグラブルヒューズ本
体と、 前記ヒューズ本体を前記第１の導電性素子に接続する第
１の端子と、 前記ヒューズ本体を前記第２の導電性素子に接続する第
２の端子とを備え、 前記ヒューズ本体が前記第１の端子より幅が広いことを
特徴とする放射エネルギーコンフィグラブルアレイ。 - 【請求項９】 前記放射エネルギーコンフィグラブル
ヒューズ本体が前記第１及び第２の端子より幅が広いこ
とを特徴とする請求項８に記載のアレイ。 - 【請求項１０】 前記絶縁層が前記ヒューズ層の下側
に配置されることを特徴とする請求項８に記載のアレ
イ。 - 【請求項１１】 前記回路素子が、前記放射エネルギ
ーコンフィグラブルヒューズ本体の下側に配置される回
路素子からなることを特徴とする請求項８に記載のアレ
イ。 - 【請求項１２】 前記放射エネルギーコンフィグラブ
ルヒューズ本体が円形であることを特徴とする請求項８
に記載のアレイ。 - 【請求項１３】 前記放射エネルギーコンフィグラブ
ルヒューズ本体が５或いはそれ以上の辺を有する多角形
からなることを特徴とする請求項８に記載のアレイ。 - 【請求項１４】 前記放射エネルギーコンフィグラブ
ルヒューズ本体が卵形であることを特徴とする請求項８
に記載のアレイ。 - 【請求項１５】 前記放射エネルギーコンフィグラブ
ルヒューズ本体が、前記第１及び第２の端子の少なくと
も一方より少なくとも５０％幅が広いことを特徴とする
請求項８に記載のアレイ。 - 【請求項１６】 放射エネルギーにより構成を変更可
能なコンフィグラブルアレイを形成する方法であって、 ヒューズ層を絶縁層上に形成する過程と、 少なくとも１つの放射エネルギービームコンフィグラブ
ルヒューズ本体を形成する過程と、 回路素子を形成する過程と、 前記少なくとも１つのヒューズ本体を前記回路素子に接
続する端子を形成する過程とを有し、前記少なくとも１
つのヒューズ本体が前記端子より幅が広いことを特徴と
する放射エネルギーコンフィグラブルアレイを形成する
方法。 - 【請求項１７】 放射エネルギーにより構成を変更可
能なコンフィグラブルアレイを形成する方法であって、 基板の上側に第１の組の電気的導電性回路素子を形成す
る過程と、 前記第１組の回路素子上に絶縁層を堆積する過程と、 ヒューズ層を前記絶縁層上に形成する過程とを有し、前
記ヒューズ層形成過程がさらに、 前記第１組の回路素子の上側に少なくとも１つの放射エ
ネルギービームコンフィグラブルヒューズ本体を形成す
る過程と、 第２の組の回路素子を形成する過程と、 前記少なくとも１つのヒューズ本体を前記第２組の回路
素子に接続する端子を形成する過程とを有し、前記少な
くとも１つのヒューズ本体が前記端子より幅が広いこと
を特徴とする放射エネルギーコンフィグラブルアレイを
形成する方法。 - 【請求項１８】 前記放射エネルギーコンフィグラブ
ルヒューズ本体が多角形及び概ね円形をなすことを特徴
とする請求項１に記載の構造体。 - 【請求項１９】 前記放射エネルギーコンフィグラブ
ルヒューズ本体が多角形及び概ね卵形をなすことを特徴
とする請求項１に記載の構造体。 - 【請求項２０】 前記放射エネルギーコンフィグラブ
ルヒューズ本体が、エネルギービームに暴露することに
より前記２つの導電性素子から電気的に切断されること
を特徴とする請求項１に記載の構造体。 - 【請求項２１】 エネルギービームを用いて前記少な
くとも１つの放射エネルギーコンフィグラブルヒューズ
本体の選択された１つを暴露し、前記選択された放射エ
ネルギーコンフィグラブルヒューズ本体を前記導電性素
子から電気的に切断する過程をさらに有することを特徴
とする請求項１６に記載の方法。 - 【請求項２２】 前記放射エネルギーコンフィグラブ
ルヒューズ本体が前記第１及び第２の端子と概ね同一平
面をなすことを特徴とする請求項８に記載のアレイ。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| US09/107841 | 1998-06-30 | ||
| US09/107,841 US5949323A (en) | 1998-06-30 | 1998-06-30 | Non-uniform width configurable fuse structure |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000030587A true JP2000030587A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=22318762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11181136A Pending JP2000030587A (ja) | 1998-06-30 | 1999-06-28 | 不均一な幅を有する構成を変更可能なヒュ―ズ構造体 |
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|---|---|
| US (1) | US5949323A (ja) |
| EP (1) | EP0969508A3 (ja) |
| JP (1) | JP2000030587A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015144222A (ja) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | セイコーインスツル株式会社 | 半導体装置 |
| US10615120B2 (en) | 2017-03-30 | 2020-04-07 | Ablic Inc. | Semiconductor device including a fuse element |
Families Citing this family (30)
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