JP2000114377A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2000114377A
JP2000114377A JP10282613A JP28261398A JP2000114377A JP 2000114377 A JP2000114377 A JP 2000114377A JP 10282613 A JP10282613 A JP 10282613A JP 28261398 A JP28261398 A JP 28261398A JP 2000114377 A JP2000114377 A JP 2000114377A
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JP
Japan
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fuse
gap
wiring layer
antifuse
layer
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JP10282613A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidetoshi Koike
英敏 小池
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain stable operation even after an anti-fuse is used by forming a hollow part which a passivation film does not enter inside a gap of an antifuse covered with a passivation film. SOLUTION: A first layer insulation film 16, a second layer insulation film 20 and a third layer insulation film 24 are deposited one by one all over a silicon board 11 and flattened. An aluminum wiring layer is deposited on the third layer insulation film 24, the aluminum wiring layer is subjected to patterning, and anti-fuse wirings 26a, 26b with a specified gap 26G are formed in an aluminum wiring layer. The entirety of such an aluminum wiring layer is covered by depositing a passivation film such as a silicon nitride film. In the process, deposited silicon nitride forms a hollow part which a passivation film does not enter in a space inside a clearance of the gap G. As a result, an anti-fuse can be connected effectively and yield can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、アンチヒューズ
を有する半導体装置に関する。
The present invention relates to a semiconductor device having an antifuse.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体メモリの高密度化、大容量化に伴
ってチップ全体が無欠陥であることを要求することは不
可能になっており、不良セルが含まれていてもこれを予
め形成されているリダンダンシイ回路のスペアセルで救
済する方法がメモリLSIおよびメモリを混載したLS
Iで広く用いられている。不良セルに替わってスペアセ
ルを使用するためには、通常テスターによって不良セル
の番地を記憶した後、ポリシリコンやアルミなどの配線
層で形成されたヒューズをレーザによって切断し、不良
セルに替わってスペアセルが選択されるように構成する
技術がある。
2. Description of the Related Art As the density and capacity of semiconductor memories have increased, it has become impossible to require that the entire chip be defect-free. Even if defective cells are included, they must be formed in advance. To repair with a spare cell of a redundancy circuit, a memory LSI and an LS with a memory
I is widely used. To use a spare cell in place of a defective cell, a tester usually memorizes the address of the defective cell, then cuts a fuse formed of a wiring layer such as polysilicon or aluminum with a laser, and replaces the defective cell with a spare cell. There is a technique for configuring so that is selected.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにヒューズをレーザによって切断するには有る程度大
きなエネルギーを必要とするために、このヒューズが形
成された配線層の下方に配線あるいは半導体素子などが
形成されているとこれらに大きなダメージを与えること
になる。このことがLSIの集積度を更に向上できない
一つの原因となっている。
However, since cutting a fuse by a laser requires a certain amount of energy, a wiring or a semiconductor element is disposed below a wiring layer on which the fuse is formed. If they are formed, they will cause serious damage. This is one of the reasons that the degree of integration of the LSI cannot be further improved.

【0004】一般にヒューズとなる配線層として最上層
のアルミ配線を用いることができればレーザを直接照射
できるので工程上は都合が良いが、最上層のアルミ配線
は低抵抗化のために1ミクロン以上の厚膜となってお
り、その他の配線層の厚さの0.6ミクロン以下と比べ
るとはるかに厚い。このため、最上層のアルミ配線をヒ
ューズに用いるとその切断に大きなエネルギーのレーザ
を用いなければならず、必然的にヒューズの下方には配
線や素子を形成できないために集積度の向上は望めなか
った。
Generally, if the uppermost aluminum wiring can be used as a wiring layer serving as a fuse, laser irradiation can be performed directly, which is convenient in the process. However, the uppermost aluminum wiring is 1 μm or more in order to reduce resistance. It is a thick film, which is much thicker than the thickness of other wiring layers of 0.6 μm or less. For this reason, if the uppermost aluminum wiring is used for the fuse, a laser with a large energy must be used for cutting the fuse, and it is inevitable that a wiring or an element cannot be formed below the fuse. Was.

【0005】そこで、レーザによってアルミ等の金属層
を切断する代わりに配線層に予め形成されたギャップの
両側の金属層をレーザで溶かして接続するアンチヒュー
ズを用いて冗長回路を動作させる技術が提案されてい
る。このアンチヒューズを用いるとヒューズを切断する
よりもずっと弱いエネルギーで接続できるので、その下
方に配線や素子を形成するうえで有利となる。
Therefore, instead of cutting a metal layer made of aluminum or the like with a laser, a technique has been proposed in which a redundant circuit is operated using an anti-fuse that connects a metal layer on both sides of a gap formed in advance in a wiring layer with a laser. Have been. The use of this anti-fuse allows connection with much lower energy than cutting the fuse, which is advantageous in forming wirings and elements below the fuse.

【0006】しかしながら、このアンチヒューズを最上
層に形成すると、レーザによる接続部分が露出している
ために機械的、化学的に安定性が低く、その後の回路の
動作が不安定になる恐れがある。そこで、この発明は、
アンチヒューズ使用後も安定な動作を行い得る半導体装
置を提供することを目的とする。
However, when the antifuse is formed in the uppermost layer, the connection portion by the laser is exposed, so that the stability is low mechanically and chemically, and the operation of the subsequent circuit may be unstable. . Therefore, the present invention
It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of performing a stable operation even after using an antifuse.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明の半導体装置
は、半導体基板上にギャップを有するメタル配線層で形
成したアンチヒューズを含み、このアンチヒューズはパ
ッシベーション膜で被覆され、前記アンチヒューズのギ
ャップ内には前記パッシベーション膜が侵入しない中空
部が形成されていることを特徴として構成されている。
上記の構成によりパッシベーション膜を介してレーザを
照射することでギャップの部分を接続できるので、アン
チヒューズの接続後の動作が安定する。
A semiconductor device according to the present invention includes an anti-fuse formed on a semiconductor substrate by a metal wiring layer having a gap, the anti-fuse being covered with a passivation film, and the inside of the gap of the anti-fuse is formed. Is characterized in that a hollow portion into which the passivation film does not enter is formed.
With the above configuration, the gap can be connected by irradiating the laser through the passivation film, so that the operation after the connection of the antifuse is stabilized.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図1乃至図5はこの発明
を3層メタル配線LSIに適用した第1の実施の形態の
製造工程を示す図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIGS. 1 to 5 are views showing a manufacturing process of a first embodiment in which the present invention is applied to a three-layer metal wiring LSI.

【0009】まず、図1においてシリコン基板11上に
複数の素子分離領域12a,12bを形成し、この素子
分離領域12a,12bで分離された素子形成領域には
拡散層13でなる受動素子や拡散層14a,14bとゲ
ート電極14cとで構成されるMOSFET14、ある
いは拡散層15a,15bとゲート電極15cとで構成
されるMOSFET15のような能動素子を形成する。
First, in FIG. 1, a plurality of device isolation regions 12a and 12b are formed on a silicon substrate 11, and the device formation regions separated by the device isolation regions 12a and 12b are provided with a passive device formed of a diffusion layer 13 or a diffusion device. An active element such as MOSFET 14 composed of layers 14a and 14b and gate electrode 14c or MOSFET 15 composed of diffusion layers 15a and 15b and gate electrode 15c is formed.

【0010】次に図2のように、BPSG膜のような第
1層間絶縁膜16をシリコン基板11の全面に堆積し、
通常のCMP法を用いてこの第1層間絶縁膜16を平坦
化する。ついで、夫々の拡散層13、14a,14b,
15a,15bに対してフォトリソグラフィー法を用い
て第1コンタクトホール17が第1層間絶縁膜16を貫
通して形成される。これらの第1コンタクトホール17
にはCVD法を用いて第1タングステン18が埋め込ま
れる。この第1タングステン18のそれぞれの先端部は
拡散層13、14a,14b,15a,15bに接続さ
れる。
Next, as shown in FIG. 2, a first interlayer insulating film 16 such as a BPSG film is deposited on the entire surface of the silicon substrate 11,
The first interlayer insulating film 16 is planarized by using a normal CMP method. Next, the respective diffusion layers 13, 14a, 14b,
A first contact hole 17 is formed through the first interlayer insulating film 16 by using photolithography for the layers 15a and 15b. These first contact holes 17
Is filled with a first tungsten 18 using a CVD method. The respective tips of the first tungsten 18 are connected to the diffusion layers 13, 14a, 14b, 15a, 15b.

【0011】その後、第1層間絶縁膜16の上にはアル
ミ層が全面に堆積され、フォトリソグラフィー法を用い
て所定の形状の第1アルミ配線層19がパターニングに
より形成される。
Thereafter, an aluminum layer is deposited on the entire surface of the first interlayer insulating film 16, and a first aluminum wiring layer 19 having a predetermined shape is formed by patterning using photolithography.

【0012】つぎに、図3においてSiO2 膜のような
第2層間絶縁膜20を第1アルミ配線層19上に堆積
し、CMP法を用いてこの第2層間絶縁膜20を平坦化
する。その後、この第2層間絶縁膜20には、第1アル
ミ配線層19との接続を行うための第2コンタクトホー
ル21を所定箇所に開口し、この第2コンタクトホール
21にはCVD法を用いて第2タングステン22が埋め
込まれる。
Next, in FIG. 3, a second interlayer insulating film 20 such as a SiO 2 film is deposited on the first aluminum wiring layer 19, and the second interlayer insulating film 20 is planarized by using the CMP method. Thereafter, a second contact hole 21 for making a connection with the first aluminum wiring layer 19 is opened at a predetermined position in the second interlayer insulating film 20, and the second contact hole 21 is formed by a CVD method. The second tungsten 22 is embedded.

【0013】さらに、第2層間絶縁膜20の上にはアル
ミ層が全面に堆積され、フォトリソグラフィー法を用い
て所定の形状の第2アルミ配線層23としてパターニン
グする。
Further, an aluminum layer is deposited on the entire surface of the second interlayer insulating film 20 and patterned by photolithography as a second aluminum wiring layer 23 having a predetermined shape.

【0014】つぎに、図4に示すようにSiO2 膜のよ
うな第3層間絶縁膜24を第2アルミ配線層23上に堆
積し、CMP法を用いてこの第3層間絶縁膜24を平坦
化する。その後、この第3層間絶縁膜24に第2アルミ
配線層23との接続を行うための第3コンタクトホール
を所定箇所に開口し、この第3コンタクトホールにはC
VD法を用いて第3タングステン25が埋め込まれる。
Next, as shown in FIG. 4, a third interlayer insulating film 24 such as an SiO 2 film is deposited on the second aluminum wiring layer 23, and the third interlayer insulating film 24 is flattened by using the CMP method. Become Thereafter, a third contact hole for making a connection with the second aluminum wiring layer 23 is opened at a predetermined location in the third interlayer insulating film 24, and a third contact hole is formed in the third contact hole.
The third tungsten 25 is embedded using the VD method.

【0015】さらに、第3層間絶縁膜24の上にはアル
ミ層が全面に堆積され、フォトリソグラフィー法を用い
て所定の形状の第3アルミ配線層26としてパターニン
グする。この第3アルミ配線層26には所定のギャップ
26Gを有するアンチヒューズ配線26a,26bが含
まれる。このアンチヒューズのギャップ26Gの幅寸法
Gは例えば1ミクロン以下に設定される。
Further, an aluminum layer is deposited on the entire surface of the third interlayer insulating film 24, and is patterned as a third aluminum wiring layer 26 having a predetermined shape by photolithography. The third aluminum wiring layer 26 includes anti-fuse wirings 26a and 26b having a predetermined gap 26G. The width G of the gap 26G of the antifuse is set to, for example, 1 micron or less.

【0016】最後に、この第3アルミ配線層26全体が
窒化シリコン膜(Si34 )のようなパッシベーショ
ン膜27を堆積することで覆われる。このとき、アンチ
ヒューズのギャップ26Gの間隙Gは僅かに1ミクロン
以下の寸法に形成されているから、この堆積された窒化
シリコンはこのギャップ26Gの間隙G内の空間を全て
埋めるようには入り込まずに内部に中空部が残る。
Finally, the entire third aluminum wiring layer 26 is covered by depositing a passivation film 27 such as a silicon nitride film (Si 3 N 4 ). At this time, since the gap G of the gap 26G of the antifuse is formed to have a dimension of only 1 micron or less, the deposited silicon nitride does not enter so as to completely fill the space in the gap G of the gap 26G. A hollow portion remains inside.

【0017】なお、この実施の形態では、堆積時にギャ
ップ26G内にパッシベーション膜27が入り込まない
ようにするため、第3アルミ配線層26のアンチヒュー
ズ配線26a,26bの膜厚Tを1ミクロン、ギャップ
26Gの幅を1ミクロンとしたが、一般的にはこのギャ
ップ26Gの高さと幅の比、すなわちアスペクト比を1
以上に設定すれば良好な結果が得られる。
In this embodiment, in order to prevent the passivation film 27 from entering the gap 26G at the time of deposition, the thickness T of the anti-fuse wires 26a and 26b of the third aluminum wiring layer 26 is set to 1 μm and the gap T is set to 1 μm. Although the width of 26G is set to 1 micron, generally, the ratio between the height and the width of the gap 26G, that is, the aspect ratio is 1 μm.
With the above settings, good results can be obtained.

【0018】このパッシベーション膜27はフォトリソ
グラフィー法を用いてエッチングされ、第3アルミ配線
層26の一部の開口部を形成してパッド部26Pを形成
する。
The passivation film 27 is etched using a photolithography method to form a partial opening of the third aluminum wiring layer 26 to form a pad 26P.

【0019】このように、多層配線構造の最上層である
第3アルミ配線層26にアンチヒューズ配線26a,2
6bの間に間隙Gを形成したアンチヒューズを形成し、
パッシベーション膜27で覆ってギャップ26Gの内部
に中空部を残す構成としたことにより、このアンチヒュ
ーズ配線26a,26bに接続されたリダンダンシィ回
路を使用するためにギャップ26Gの近傍にパッシベー
ション膜27を介して外部からレーザビームを照射する
と、このレーザビームのエネルギーを受けてアンチヒュ
ーズ配線26a,26bの対向部分が溶融して、ギャッ
プ26Gの内部の中空部で互いに接続されることにな
る。なお、このパッシベーション膜27はレーザを良く
透過させるので、レーザエネルギーは効率良くアンチヒ
ューズの接続に用いられ、しかも接続部分がアンチヒュ
ーズの接続後もパッシベーション膜27で覆われている
ので、信頼性が高い。
As described above, the anti-fuse wirings 26a and 26a are formed on the third aluminum wiring layer 26 which is the uppermost layer of the multilayer wiring structure.
6b to form an antifuse with a gap G formed between
With the configuration in which the hollow portion is left inside the gap 26G by covering with the passivation film 27, the passivation film 27 is interposed near the gap 26G to use the redundancy circuit connected to the anti-fuse wirings 26a and 26b. When the laser beam is irradiated from the outside, the opposing portions of the anti-fuse wirings 26a and 26b are melted by receiving the energy of the laser beam, and are connected to each other in the hollow portion inside the gap 26G. Since the passivation film 27 transmits the laser well, the laser energy is efficiently used for the connection of the anti-fuse, and since the connection portion is covered with the passivation film 27 even after the connection of the anti-fuse, the reliability is improved. high.

【0020】このとき、照射されたレーザビームのエネ
ルギーの大部分はアンチヒューズ配線26a,26bの
対向部分で吸収されてこれらの部分の溶融に使われるこ
とになり、その下層にはあまり到達しないが、僅かに到
達したレーザビームは第3、第2の層間絶縁膜24、2
0で吸収されて、最下層のMOSFET14までは到達
しない。
At this time, most of the energy of the irradiated laser beam is absorbed by the opposed portions of the anti-fuse wirings 26a and 26b and is used for melting these portions. The laser beam slightly reaching the third and second interlayer insulating films 24 and 2
It is absorbed by 0 and does not reach the lowermost MOSFET 14.

【0021】なお、レーザビームのエネルギーを受け
て、アンチヒューズ配線26a,26bの対向部分がギ
ャップ26Gの内部の中空部で溶融して互いに接続され
る際に、用いられているアルミが高温になるので、その
表面が熱酸化されて化学的、機械的に安定なアルミナと
なり、コロージョンを起こす心配がない。
When the opposed portions of the anti-fuse wires 26a and 26b are melted in the hollow portion inside the gap 26G and connected to each other by receiving the energy of the laser beam, the temperature of the aluminum used becomes high. Therefore, the surface is thermally oxidized to become chemically and mechanically stable alumina, and there is no fear of causing corrosion.

【0022】この実施の形態では、多層配線構造の最上
層である第3アルミ配線層26にアンチヒューズ配線2
6a,26bの間に間隙Gを形成したアンチヒューズを
形成したが、アルミ以外に、シリコン、コバルト、タン
グステン、カーボン、タンタル、チタン、銅、ニッケ
ル、モリブデンおよびルテニウムのいずれか1つまたは
これらの組み合わを用いてメタル配線を形成し、このメ
タル配線の形成時にアンチヒューズを形成するようにす
れば、同様に良好なアンチヒューズとして使用できると
ともに、工程数の増加もない。
In this embodiment, the anti-fuse wiring 2 is formed on the third aluminum wiring layer 26 which is the uppermost layer of the multilayer wiring structure.
An antifuse having a gap G formed between 6a and 26b was formed. In addition to aluminum, any one of silicon, cobalt, tungsten, carbon, tantalum, titanium, copper, nickel, molybdenum and ruthenium or a combination thereof was used. If a metal wiring is formed by using the method described above, and an anti-fuse is formed at the time of forming the metal wiring, it can be similarly used as a good anti-fuse, and the number of steps does not increase.

【0023】図6はこの発明を3層メタル配線LSIに
適用した他の実施の形態の製造工程の最終段階を示す断
面図であり、図5に示した実施の形態と異なる所はアン
チヒューズのギャップ26Gの直下にメタルによるダミ
ーパターンDPが形成されていることのみである。した
がって、図6の構成において、半導体基板11の上に第
1層間絶縁膜16、第1アルミ配線層19、第2層間絶
縁膜20を順次形成する工程は図1、図2に示したもの
と全く同じである。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the final stage of the manufacturing process of another embodiment in which the present invention is applied to a three-layer metal wiring LSI. The difference from the embodiment shown in FIG. It is only that the dummy pattern DP made of metal is formed immediately below the gap 26G. Therefore, in the configuration of FIG. 6, the steps of sequentially forming the first interlayer insulating film 16, the first aluminum wiring layer 19, and the second interlayer insulating film 20 on the semiconductor substrate 11 are the same as those shown in FIGS. Exactly the same.

【0024】さらに、第2層間絶縁膜20の上にはアル
ミ層が全面に堆積され、フォトリソグラフィー法を用い
て所定の形状の第2アルミ配線層23としてパターニン
グするが、この際、MOSFET14の丁度真上の位置
にダミーパターンDPが同時に形成される。このダミー
パターンDPの形成は第2アルミ配線層23のパターニ
ングの際に同時に形成されるので、製造時に工程数が増
加することもない。このダミーパターンDPは他のアル
ミ配線層23がタングステンコンタクト22を介して第
1アルミ配線層19と接続されているのに対して、いず
れの回路素子にも接続されておらず、電気的にフローテ
ィングの状態となるが、たとえば接地電位に接続される
ようにしてもよい。
Further, an aluminum layer is deposited on the entire surface of the second interlayer insulating film 20 and patterned by photolithography as a second aluminum wiring layer 23 having a predetermined shape. The dummy pattern DP is formed at the position directly above. Since the formation of the dummy pattern DP is formed at the same time as the patterning of the second aluminum wiring layer 23, the number of steps does not increase during manufacturing. This dummy pattern DP is not connected to any circuit element, while the other aluminum wiring layer 23 is connected to the first aluminum wiring layer 19 via the tungsten contact 22, and is electrically floating. , But may be connected to the ground potential, for example.

【0025】ダミーパターンDPを含む第2アルミ配線
層23のパターニングが終ると、図4に示した工程と同
様に、SiO2 膜のような第3層間絶縁膜24を第2ア
ルミ配線層23上に堆積し、CMP法を用いてこの第3
層間絶縁膜24を平坦化する。その後、この第3層間絶
縁膜24にダミーパターンDPを除いて第2アルミ配線
層23との接続を行うための第3コンタクトホールを所
定箇所に開口し、この第3コンタクトホールにはCVD
法を用いて第3タングステン25が埋め込まれる。さら
に、第3層間絶縁膜24の上にはアルミ層が全面に堆積
され、フォトリソグラフィー法を用いて所定の形状の第
3アルミ配線層26としてパターニングする。この第3
アルミ配線層26には所定のギャップ26Gを有するア
ンチヒューズ配線26a,26bが含まれる。
After the patterning of the second aluminum wiring layer 23 including the dummy pattern DP is completed, a third interlayer insulating film 24 such as a SiO 2 film is formed on the second aluminum wiring layer 23 as in the process shown in FIG. On the third layer using a CMP method.
The interlayer insulating film 24 is flattened. Thereafter, a third contact hole for making a connection with the second aluminum wiring layer 23 is opened in a predetermined location in the third interlayer insulating film 24 except for the dummy pattern DP, and the third contact hole is formed by CVD.
The third tungsten 25 is embedded by using the method. Further, an aluminum layer is deposited on the entire surface of the third interlayer insulating film 24, and is patterned as a third aluminum wiring layer 26 having a predetermined shape by using a photolithography method. This third
The aluminum wiring layer 26 includes anti-fuse wirings 26a and 26b having a predetermined gap 26G.

【0026】最後に、この第3アルミ配線層26全体が
窒化シリコン膜(Si34 )のようなパッシベーショ
ン膜27を堆積することで覆われ、パッド26Pを形成
するためにエッチングによるパターニングが行われ、図
6に示した3層メタル配線LSIが形成される。
Finally, the entire third aluminum wiring layer 26 is covered by depositing a passivation film 27 such as a silicon nitride film (Si 3 N 4 ), and is patterned by etching to form a pad 26P. Thus, the three-layer metal interconnection LSI shown in FIG. 6 is formed.

【0027】図6の構成においても、アンチヒューズ配
線26a,26bに接続されたリダンダンシィ回路を使
用するためにギャップ26Gの部分にパッシベーション
膜27を介して外部からレーザビームを照射すると、こ
のレーザビームのエネルギーを受けてアンチヒューズ配
線26a,26bの対向部分が溶融してギャップ26G
の内部の中空部で互いに接続されることになる。
In the structure shown in FIG. 6, when a laser beam is applied to the gap 26G from the outside via the passivation film 27 in order to use the redundancy circuit connected to the anti-fuse wirings 26a and 26b, the laser beam Of the antifuse wirings 26a and 26b is melted by the energy of
Are connected to each other in a hollow portion inside the.

【0028】ここでも、パッシベーション膜27はレー
ザを良く透過させるので、レーザエネルギーは効率良く
アンチヒューズの接続に用いられ、しかも接続部分がア
ンチヒューズの接続後もパッシベーション膜27で覆わ
れているので、信頼性が高い。また、照射されたレーザ
ビームのエネルギーの大部分はアンチヒューズ配線26
a,26bの対向部分で吸収されてこれらの部分の溶融
に使われることになり、その下層にはあまり到達しない
が、僅かに到達したレーザビームは第3の層間絶縁膜2
4の下層に形成されたダミーパターンDPで確実に吸収
されて、それより下層のMOSFET14までは到達し
ない。
Also in this case, since the passivation film 27 transmits the laser well, the laser energy is efficiently used for the connection of the antifuse, and the connection portion is covered with the passivation film 27 even after the connection of the antifuse. High reliability. Most of the energy of the irradiated laser beam is
a and 26b are absorbed by the opposing portions and are used for melting these portions. The laser beam that does not reach the lower layer much, but slightly reaches the third interlayer insulating film 2.
4 is surely absorbed by the dummy pattern DP formed in the lower layer, and does not reach the MOSFET 14 below it.

【0029】図7(a)は図5に示したアンチヒューズ
の部分を上面からみた図であり、アンチヒューズ配線2
6a,26bの互いに対向する端面間に間隙Gを介して
ギャップ26Gを形成してあるが、このI字型のギャッ
プ26Gの長さはアンチヒューズ配線26a,26bの
幅と同じ寸法となっている。したがって、この端部を溶
融するためのレーザビームのスポット径SPは、例えば
図に示すようにアンチヒューズ配線26a,26bの幅
とほぼ同じ寸法に設定されることで効率よくアンチヒュ
ーズの接続を行うことができる。
FIG. 7A is a top view of the antifuse portion shown in FIG.
A gap 26G is formed between the opposing end faces of 6a and 26b with a gap G interposed therebetween. The length of the I-shaped gap 26G is the same as the width of the antifuse wirings 26a and 26b. . Therefore, the spot diameter SP of the laser beam for melting the end portion is set to be approximately the same as the width of the antifuse wirings 26a and 26b, for example, as shown in the figure, so that the antifuse is connected efficiently. be able to.

【0030】図7(b)は図6に示したアンチヒューズ
とダミーパターンDPの部分を上面からみた図であり、
この場合は、アンチヒューズ配線26a,26bの互い
に対向する端面間に間隙Gを介してギャップ26Gを形
成してあるが、このギャップ26Gを介したアンチヒュ
ーズ配線26a,26bの対向部分はT型であり、ギャ
ップ26Gの長さは例えばアンチヒューズ配線26a,
26bの幅の約2倍程度になっている。したがって、こ
の端部を溶融するためのレーザビームのスポット径SP
が図7(a)の場合と同じであったとしても、アンチヒ
ューズ配線26a,26bの幅より広い部分で溶融、接
続が行われるので、より効率よくアンチヒューズの接続
を行うことができ、歩留まりが向上する。
FIG. 7B is a view of the antifuse and the dummy pattern DP shown in FIG. 6 as viewed from above.
In this case, a gap 26G is formed between opposing end faces of the anti-fuse wirings 26a and 26b with a gap G interposed therebetween. The opposing portions of the anti-fuse wirings 26a and 26b through the gap 26G are T-shaped. The length of the gap 26G is, for example, the length of the anti-fuse wiring 26a,
It is about twice the width of 26b. Therefore, the spot diameter SP of the laser beam for melting this end portion
7A is the same as the case of FIG. 7A, the melting and connection are performed in portions wider than the widths of the anti-fuse wirings 26a and 26b, so that the anti-fuse connection can be performed more efficiently, and the yield can be improved. Is improved.

【0031】その他、アンチヒューズの先端の形状とし
て、凸型と凹型との組み合わせ、櫛形と櫛形の組み合わ
せ、あるいはL型と逆L型の組み合わせであっても同様
に溶融、接続の効率が向上し、歩留まりの向上が期待で
きる。
In addition, even when the tip shape of the antifuse is a combination of a convex shape and a concave shape, a combination of a comb shape and a comb shape, or a combination of an L shape and an inverted L shape, the efficiency of melting and connection is similarly improved. It is expected that the yield will be improved.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
アンチヒューズのギャップ内に中空部が残るようにアン
チヒューズをパッシベーション膜で覆うようにしたの
で、アンチヒューズ使用後も安定な動作を行うことが可
能な半導体装置を提供することができる。
As described in detail above, according to the present invention,
Since the antifuse is covered with the passivation film so that a hollow portion remains in the gap of the antifuse, a semiconductor device capable of performing a stable operation even after using the antifuse can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明による一実施の形態の3層メタル配線
LSIのシリコン基板上の製造工程図。
FIG. 1 is a manufacturing process diagram of a three-layer metal wiring LSI on a silicon substrate according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に続く第1層間絶縁膜および第1アルミ層
の形成工程図。
FIG. 2 is a process chart of forming a first interlayer insulating film and a first aluminum layer following FIG. 1;

【図3】図2に続く第2層間絶縁膜および第2アルミ層
の形成工程図。
FIG. 3 is a process chart of forming a second interlayer insulating film and a second aluminum layer following FIG. 2;

【図4】図3に続く第3層間絶縁膜およびアンチヒュー
ズを含む第3アルミ層の形成工程図。
FIG. 4 is a process chart of forming a third aluminum layer including a third interlayer insulating film and an antifuse following FIG. 3;

【図5】図4に続くパッシベーション膜の被覆工程図。FIG. 5 is a view showing a step of coating the passivation film following FIG. 4;

【図6】この発明による他の実施の形態の3層メタル配
線LSIの最終の製造工程を示す断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing a final manufacturing process of a three-layer metal wiring LSI according to another embodiment of the present invention;

【図7】図5および図6の実施の形態に用いられるアン
チヒューズのギャップ部分の形状を夫々示す平面図。
FIG. 7 is a plan view showing a shape of a gap portion of the antifuse used in the embodiment of FIGS. 5 and 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…シリコン基板 14…MOSFET 24…第3層間絶縁膜 26a,26b…アンチヒューズ配線 26G…ギャップ 27…パッシベーション膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Silicon substrate 14 ... MOSFET 24 ... 3rd interlayer insulating film 26a, 26b ... Anti-fuse wiring 26G ... Gap 27 ... Passivation film

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上にギャップを有するメタル
配線層で形成したアンチヒューズを含み、このアンチヒ
ューズはパッシベーション膜で被覆され、前記アンチヒ
ューズのギャップ内には前記パッシベーション膜が侵入
しない中空部が形成されていることを特徴とする半導体
装置。
An antifuse formed of a metal wiring layer having a gap on a semiconductor substrate is covered with a passivation film, and a hollow portion in which the passivation film does not enter is formed in the gap of the antifuse. A semiconductor device characterized by being formed.
【請求項2】 前記アンチヒューズはアルミ、シリコ
ン、コバルト、タングステン、カーボン、タンタル、チ
タン、銅、ニッケル、モリブデンおよびルテニウムのい
ずれか1つまたはこれらの組み合わせからなることを特
徴とする請求項1に記載の半導体装置。
2. The anti-fuse according to claim 1, wherein the anti-fuse is made of any one of aluminum, silicon, cobalt, tungsten, carbon, tantalum, titanium, copper, nickel, molybdenum and ruthenium, or a combination thereof. 13. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項3】 前記アンチヒューズが形成されたメタル
配線層の下層には、前記アンチヒューズの直下に形成さ
れたダミー配線パターンを含む下層メタル配線層が形成
されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装
置。
3. A lower metal wiring layer including a dummy wiring pattern formed immediately below the anti-fuse is formed below the metal wiring layer on which the anti-fuse is formed. 2. The semiconductor device according to 1.
【請求項4】 前記ダミー配線パターンの更に下層には
配線または半導体素子が形成されていることを特徴とす
る請求項3に記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 3, wherein a wiring or a semiconductor element is formed further below the dummy wiring pattern.
【請求項5】 前記アンチヒューズの表面に金属の酸化
膜が形成されていることを特徴とする請求項1ないし4
項のいずれか1項に記載の半導体装置。
5. The antifuse according to claim 1, wherein a metal oxide film is formed on a surface of said antifuse.
The semiconductor device according to any one of the above items.
【請求項6】 前記アンチヒューズのギャップが1ミク
ロン以下であることを特徴とする請求項1ないし5項の
いずれか1項に記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein a gap of said anti-fuse is 1 μm or less.
【請求項7】 前記アンチヒューズのギャップのアスペ
クト比が1以上であることを特徴とする請求項1ないし
6項のいずれか1項に記載の半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 1, wherein an aspect ratio of a gap of the antifuse is 1 or more.
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