JP2002124569A

JP2002124569A - 半導体装置

Info

Publication number: JP2002124569A
Application number: JP2000313776A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Takasu; 博昭鷹巣
Original assignee: Seiko Instruments Inc
Current assignee: Seiko Instruments Inc
Priority date: 2000-10-13
Filing date: 2000-10-13
Publication date: 2002-04-26

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ＳＯＩ構造の完全空乏型ＭＯＳトランジスタ
を用いながらＥＳＤ破壊に強い、高精度なアナログＩＣ
用半導体装置の提供。【解決手段】半導体基板の一部にＳＯＩ構造が形成さ
れ、ＳＯＩ構造中に、レーザトリミング用ヒューズ素子
５１０と、レーザトリミング位置決め用パターン６１０
と、完全空乏型の高速ＭＯＳトランジスタ２１０と、複
数の抵抗体によって形成されたプリーダー抵抗４１０と
が形成され、半導体基板中に、高耐圧型ＭＯＳトランジ
スタと、ＥＳＤ保護素子３１とが形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＳＯＩ基板上に
形成された半導体集積回路を有する半導体装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】現在、ＳＯＩ基板上に形成された半導体
集積回路は広く知られている。特に高速ＭＯＳトランジ
スタは、完全空乏化モードを利用することにより、従来
のシリコン基板上に形成したＭＯＳトランジスタに比べ
て優れた特性を有している。一方、アナログ半導体集積
回路の装置において、アナログ特性の調整のためのレー
ザトリミング方法が知られている。例えば、特開平５−
１３６７０号公報に記載されている。半導体ウエハに集
積回路を２次元的にパターニングした後に、ウエハ状態
で各々の集積回路の電気特性を測定する。次に、アナロ
グ特性の調整のために、配線の一部に設けられたヒュー
ズ素子を選択して、レーザビーム照射により切断する。
このようなレーザトリミング方法により、ヒューズ素子
の切断選択により、集積回路のアナログ特性を希望の特
性に合わせ込むことができる。所定のヒューズ素子にレ
ーザビームを照射するために、半導体ウエハ素面に位置
決め用パターンが設けられている。図２（ａ）は、従来
の位置決めパターンの平面図、図２(ｂ)は、従来の位置
決めパターンの断面図、図２（ｃ）は、その位置決め用
パターンを光ビーム照射でＢ−Ｂ’線方向に沿って走査
した場合の光反射量変化を示す図である。従来の位置決
めパターンは、シリコン基板１０１上に設けられたシリ
コン酸化膜からなる第一の絶縁膜１０２およびＰＳＧ膜
などからなる第二の絶縁膜１０４を外周部とし、その内
側に、四角形のアルミニウム膜１０５が配置されてい
る。図２（ａ）のＢ方向に沿って光ビームを走査する
と、アルミニウム膜１０５の反射率が高いために、図２
（ｃ）のような光反射パターンが得られる。位置決めパ
ターンと集積回路の多結晶シリコン膜から成るヒューズ
素子との間の位置関係は設計時に決められている。従っ
て、位置決めパターンを光ビーム照射により検出するこ
とにより、所望のヒューズ素子の座標を計算し、その場
所にレーザー照射することにより選択的にヒューズ素子
をトリミングすることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のＳＯＩ
基板上に形成した半導体集積回路では、特に完全空乏化
モードを用いようとすると、ＳＯＩ基板上に埋め込み
酸化膜を介して設けられた単結晶シリコンデバイス形成
層の厚さをおよそ１０００オングストローム以下にしな
ければならず、高耐圧系の素子や、ＥＳＤ破壊（静電破
壊）を防止するためのＥＳＤ保護素子を薄い単結晶シリ
コンデバイス形成層に設けることは困難であった。

【０００４】また、従来のＳＯＩ基板上に形成した半導
体集積回路では、スクライブに関して配慮がなされてお
らず、ＩＣチップを切り出すダイシング工程において割
れ、欠けなどの不具合が生じる場合があった。

【０００５】一方、ＳＯＩ基板上に形成されたＩＣに限
らず一般に、多結晶シリコン膜でヒューズ素子を形成す
ることが知られているが、レーザトリミングにおいて
は、ヒューズ素子と位置決めパターンとが異なる薄膜で
形成されていたために、正確な位置決めができなかっ
た。即ち、アルミニウムのパターンで位置決め用パター
ンを検出して、ヒューズ素子である多結晶シリコン膜を
レーザトリミングした場合、図６のように、ヒューズ素
子３１に対してレーザ照射領域３２が位置ずれする。レ
ーザ照射領域３２はエネルギー分布がガウシャン分布に
なっているために、レーザ照射端部のエネルギー強度は
低い。従って、ウエハプロセスにおいて、多結晶シリコ
ン膜のパターニングとアルミニウム膜のパターニングと
の間に大きな合わせずれがあると、安定してヒューズ素
子が切断できなくなってしまうという問題点があった。
なお、３３は下地のコゲ、３４はヒューズカット残りに
なる部分である。

【０００６】また、電圧検出器などのアナログＩＣで
は、複数の多結晶シリコン抵抗体からなるブリーダー抵
抗を使用することが多いが、多結晶シリコン抵抗体はグ
レインの影響により同一の抵抗値を得ることが困難であ
り、高精度のアナログＩＣを作製するためのネックとな
っていた。

【０００７】また、従来は、樹脂パッケージ化等による
応力（ピエゾ効果）により、ブリーダ抵抗の抵抗値が変
化し、しばしばブリーダ抵抗による電圧の分圧比が変化
してしまうという問題点があった。

【０００８】そこで、この発明の目的は、ＳＯＩ基板
上に、完全空乏型の高速ＭＯＳトランジスタと、高耐圧
型ＭＯＳトランジスタとを混載した高精度なアナログＩ
Ｃが形成された半導体装置をＥＳＤ破壊に強く、またダ
イシング工程での割れ欠けなどを防止した形で提供する
ことにある。

【０００９】さらに、本発明の目的はトリミングの位置
決め精度を高くすることにより、ヒューズ素子領域の小
型化を図りコストダウンを可能にすることである。

【００１０】さらに、本発明の目的は、樹脂パッケージ
化等によるピエゾ効果によるブリーダ抵抗の分圧比変化
を防止し、高精度なボルテージディテクタやボルテージ
レギュレータを得ることにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明は以下の手段をとった。（１）ＳＯＩ基板上に形成された半導体集積回路におい
て、半導体集積回路には、レーザトリミング用ヒューズ
素子と、レーザトリミング位置決め用パターンと、完全
空乏型の高速ＭＯＳトランジスタと、高耐圧型ＭＯＳト
ランジスタと、ＥＳＤ保護素子と、複数の抵抗体によっ
て形成されたブリーダー抵抗とを形成した。（２）レーザトリミング位置決め用パターンは、高光反
射率領域と低光反射率領域とから成り、高光反射率領域
は、平坦な下地の上に形成された高光反射率膜により形
成され、低光反射率領域は、レーザトリミング用ヒュー
ズ素子と同じ薄膜で構成されている光乱反射するための
格子あるいはストライプあるいはドット状のパターン上
に形成された高光反射率膜により形成されてなる（１）
記載の半導体装置とした。（３）レーザトリミング用ヒューズ素子はＳＯＩ基板上
の単結晶シリコンデバイス形成層で形成されている
（１）記載の半導体装置とした。（４）完全空乏型の高速ＭＯＳトランジスタは単結晶シ
リコンデバイス形成層に形成されており、高耐圧型ＭＯ
Ｓトランジスタと、ＥＳＤ保護素子とは、ＳＯＩ基板上
の単結晶シリコンデバイス形成層及び埋め込み酸化膜の
除去されたシリコン基板上に形成されている（１）記載
の半導体装置とした。（５）ブリーダー抵抗は、単結晶シリコンデバイス形成
層で形成された（１）記載の半導体装置とした。（６）半導体集積回路のスクライブ領域では、単結晶シ
リコンデバイス形成層及び埋め込み酸化膜が除去されて
いる（１）記載の半導体装置とした。（７）ブリーダー抵抗は、Ｐ型半導体からなる抵抗体と
Ｎ型半導体からなる抵抗体とを組み合せて構成し、ピエ
ゾ効果による抵抗値の変動を相殺するようにした（１）
記載の半導体装置とした。

【００１２】

【発明の実施の形態】ＳＯＩ基板上に形成された半導体
集積回路において、半導体集積回路には、レーザトリミ
ング用ヒューズ素子と、レーザトリミング位置決め用パ
ターンと、完全空乏型の高速ＭＯＳトランジスタと、高
耐圧型ＭＯＳトランジスタと、ＥＳＤ保護素子と、複数
の抵抗体によって形成されたブリーダー抵抗とを形成し
た。

【００１３】レーザトリミング位置決め用パターンは、
高光反射率領域と低光反射率領域とから成り、高光反射
率領域は、平坦な下地の上に形成された高光反射率膜に
より形成され、低光反射率領域は、レーザトリミング用
ヒューズ素子と同じ薄膜で構成されている光乱反射する
ための格子あるいはストライプあるいはドット状のパタ
ーン上に形成された高光反射率膜により形成した。

【００１４】レーザトリミング用ヒューズ素子とブリー
ダー抵抗はＳＯＩ基板上の単結晶シリコンデバイス形成
層で形成した。

【００１５】また、完全空乏型の高速ＭＯＳトランジス
タは単結晶シリコンデバイス形成層に形成し、高耐圧型
ＭＯＳトランジスタと、ＥＳＤ保護素子とは、ＳＯＩ基
板上の単結晶シリコンデバイス形成層及び埋め込み酸化
膜の除去されたシリコン基板上に形成した。

【００１６】さらに、半導体集積回路のスクライブ領域
では、単結晶シリコンデバイス形成層及び埋め込み酸化
膜を除去した。

【００１７】これにより、ＳＯＩ基板上に、完全空乏型
の高速ＭＯＳトランジスタと、高耐圧型ＭＯＳトランジ
スタとを混載した高精度なアナログＩＣが形成された半
導体装置をＥＳＤ破壊に強く、またダイシング工程での
割れ欠けなどを防止した形で提供することができる。

【００１８】特に、レーザトリミング位置決め用パター
ンは高光反射率領域と低光反射率領域とから成り、高光
反射率領域は平坦な下地の上に形成された高光反射率膜
により形成され、低光反射率領域はレーザトリミング用
ヒューズ素子と同じ単結晶シリコンデバイス形成層で構
成されている光乱反射するための格子あるいはストライ
プあるいはドット状のパターン上に形成された高光反射
率膜により形成されるようにした。従って、高光反射率
領域と低光反射率領域との境界、すなわち光反射率が急
峻に変化する場所はレーザトリミング用ヒューズ素子と
同じ、単結晶シリコンデバイス形成層により形成された
パタンによって規定されることとなる。これにより、ウ
エハプロセスでの合わせずれに全く影響されずに正確に
レーザトリミングできる。

【００１９】また、ブリーダー抵抗は、Ｐ型半導体から
なる抵抗体とＮ型半導体からなる抵抗体とを組み合せて
構成し、樹脂パッケージ化等における応力によるピエゾ
効果による抵抗値の変動を相殺するようにしたので、所
望の電圧の分圧比を正確に保持出来る。

【００２０】

【実施例】以下に、この発明の実施例を図面に基づいて
説明する。図１は、本発明による半導体装置の模式的断
面図である。図1を用いて、各領域に対して順に説明を
行なう。

【００２１】まず、完全空乏型の高速ＭＯＳトランジス
タ領域２０１について説明する。シリコン基板１０１上
に埋め込み酸化膜１０２を介して形成された単結晶シリ
コンデバイス形成層１０３内に、ソース領域２０１、ド
レイン領域２０２及びチャネル領域２０３が形成されて
いる。さらにチャネル領域２０３の上部にはゲート酸化
膜２０６を介してゲート電極２０５が配置され、ＭＯＳ
型のトランジスタを形成している。ここで単結晶シリコ
ンデバイス形成層１０３の膜厚は完全空乏化がなされる
ように、例えば５００オングストロームに設定してあ
る。

【００２２】さらに、ソース領域２０１、ドレイン領域
２０２にはＢＰＳＧ膜などからなる中間絶縁膜１０４に
開口したコンタクトホール２０４を介してアルミニウム
膜１０５が接続している。そして高速ＭＯＳトランジス
タ領域２０１は最上層にシリコン窒化膜などからなる保
護膜１０６が形成されている。

【００２３】ここで、チャネル領域２０３の電位はフロ
ーティングにしても良いし、場合によっては固定しても
良い。また、ソース領域２０１及びドレイン領域２０２
は、容量低減の目的で、埋め込み酸化膜１０２にそれら
の底辺が接する様に形成することが望ましいが、電圧印
加時に空乏層が埋め込み酸化膜１０２に接する程度の深
さに形成し、埋め込み酸化膜１０２から離間していても
よい。

【００２４】次に、高耐圧ＭＯＳトランジスタ及びＥＳ
Ｄ保護回路領域３１０について説明する。

【００２５】シリコン基板１０１上にソース領域３０
１、ドレイン領域３０２及びチャネル領域３０３が形成
され、チャネル領域３０３の上部にはゲート酸化膜３０
６を介してゲート電極３０５が配置され、ＭＯＳ型のト
ランジスタを形成している。

【００２６】さらに、ソース領域３０１、ドレイン領域
３０２にはＢＰＳＧ膜などからなる中間絶縁膜１０４に
開口したコンタクトホール３０４を介してアルミニウム
膜１０５が接続している。そして高耐圧ＭＯＳトランジ
スタ及びＥＳＤ保護回路領域３１０にも最上層には、高
速ＭＯＳトランジスタ領域２０１と同様にシリコン窒化
膜などからなる保護膜１０６が形成されている。

【００２７】ここで、高耐圧ＭＯＳトランジスタ及びＥ
ＳＤ保護回路領域３１０では、高速ＭＯＳトランジスタ
領域２０１と異なり、単結晶シリコンデバイス形成層１
０３及び、埋め込み酸化膜１０２が除去され、シリコン
基板１０１上に直接素子が形成されているのが特徴であ
る。これにより特に図示しないがＤＤＤ構造や、ロコス
ドレイン構造などの高い動作電圧に適した、高耐圧ＭＯ
Ｓトランジスタを容易に形成できる。また、ゲート酸化
膜３０６は、高速ＭＯＳトランジスタ領域２１０のゲー
ト酸化膜２０６に比べて厚く形成しても良い。またＥＳ
Ｄ保護回路も特に図示しないが、シリコン基板１０１上
に形成することで、ＥＳＤに対して十分な耐性をもてる
ような、熱容量及び接合面積を持ったオフトランジスタ
やダイオードなどを形成することができる。

【００２８】次に、ブリーダー抵抗領域４１０について
説明する。

【００２９】シリコン基板１０１上に埋め込み酸化膜１
０２を介して形成された単結晶シリコンデバイス形成層
１０３内に一対の高濃度不純物領域４０１に挟まれた低
濃度不純物領域４０２が形成されており、抵抗体を形成
している。ここでは簡単のため１本しか図示しないが、
実際は複数本の抵抗体によってブリーダー抵抗が形成さ
れており、それらはＰ型半導体からなる抵抗体とＮ型半
導体からなる抵抗体とから形成されていて、ブリーダ抵
抗の、1単位となる抵抗値はＰ型半導体からなる抵抗体
とＮ型半導体からなる抵抗体とを組み合せて作られた抵
抗値によって規定するようにしてある。例えば、長さ２
０ミクロン、幅2ミクロンのＰ型半導体からなる抵抗体
と長さ３０ミクロン、幅2ミクロンのＮ型半導体からな
る抵抗体との直列接続によって得られる抵抗値をブリー
ダ抵抗の１単位として用い、この単位の組み合せで自由
に電圧の分圧比を得るものである。

【００３０】さらに、高濃度不純物領域４０１にはＢＰ
ＳＧ膜などからなる中間絶縁膜１０４に開口したコンタ
クトホール４０４を介してアルミニウム膜１０５が接続
している。ここで、一つの高濃度不純物領域４０１に接
続したアルミニウム膜１０５は、抵抗体の抵抗値を決定
する低濃度不純物領域４０２を覆う様に配置され、抵抗
値の安定を図っている。

【００３１】これは、抵抗体に近接した導電体と抵抗体
自身との電位差により、抵抗体の抵抗値が変化するのを
防止するためである。抵抗体上部のアルミニウム膜１０
５の電位は、電源電位やグランド電位ではなく、当該の
ブリーダー抵抗の一端の電位になるようにして、ブリー
ダー抵抗を形成する複数の抵抗体全てを同様に作製する
と、各抵抗体の上部に位置するアルミニウム膜１０５と
抵抗体自身の電位差は、それぞれ殆ど無い状態となっ
て、同一の寸法形状に加工した各抵抗体は、同一の抵抗
値を示すようになる。これらの抵抗体を用いてブリーダ
ー抵抗回路を形成することにより高精度の電圧分圧が可
能になる。

【００３２】また、従来の多結晶シリコン薄膜によるブ
リーダー抵抗に比べて、本発明では単結晶シリコンデバ
イス形成層１０３自身で抵抗体を形成しているため、多
結晶シリコン薄膜のグレインの影響をなくすことがで
き、より均一な抵抗体を得ることができる。このためよ
り高精度なブリーダー抵抗回路を形成することが可能に
なる。

【００３３】また、ここでは、一対の高濃度不純物領域
４０１に挟まれた低濃度不純物領域４０２を設けた、高
い抵抗値を有する抵抗体を形成した場合について説明し
たが、高い抵抗値が必要無い用途においては、抵抗体全
体を高濃度不純物領域４０１で形成して良い。

【００３４】ブリーダー抵抗領域４１０の最上層には、
シリコン窒化膜などからなる保護膜１０６が形成され
る。

【００３５】次に、ヒューズ領域５１０について説明す
る。

【００３６】シリコン基板１０１上に埋め込み酸化膜１
０２を介して形成された単結晶シリコンデバイス形成層
１０３内に単結晶シリコンヒューズ５０１が形成されて
いる。

【００３７】単結晶シリコンヒューズ５０１は良好な導
電性を持たせ、抵抗値を極力下げるため、高い不純物濃
度を有する物とする。

【００３８】単結晶シリコンヒューズ５０１の両端に
は、ＢＰＳＧ膜などからなる中間絶縁膜１０４に開口し
たコンタクトホール５０４を介してアルミニウム膜１０
５が接続している。ヒューズ領域５１０の最上層に形成
されたシリコン窒化膜などからなる保護膜１０６は、レ
ーザー照射領域５０５にあたる部分が除去されている。
これはレーザートリミング時に照射されたレーザービー
ムのエネルギーが、保護膜１０６に吸収されることで、
単結晶シリコンヒューズ５０１の切断に支障をきたすの
を防ぐためである。

【００３９】次にレーザートリミング位置決め用パター
ン領域６１０について説明する。

【００４０】ここでは、図１に加えて、図３も参照しな
がら説明を進める。図３（ａ）は、本発明の半導体装置
の位置決め用パターンの平面図、図３（ｂ）は、本発明
の半導体装置の位置決め用パターンの断面図、図３(ｃ)
は、本発明の半導体装置の位置決め用パターンに光ビー
ムを走査した場合の光反射量の変化を示す図である。光
反射量は、図３（ａ）のＡ−Ａ’線方向に沿って走査し
た場合の値である。

【００４１】本発明による位置決めパターンは、図３
(ｂ)に示すように、高光反射率領域１０６と、その内側
の低光反射率領域１０７から構成されている。

【００４２】図３(ａ)および図３(ｂ)を用いて、本発明
の位置決めパターンの構造を説明する。シリコン基板１
０１上に埋め込み酸化膜１０２が形成されており、埋め
込み酸化膜１０２上に、部分的にドット形状の単結晶シ
リコンデバイス形成層１０３が形成される。単結晶シリ
コンデバイス形成層１０３が形成されない領域は、平坦
な埋め込み酸化膜１０２が露出しており、この上に、Ｂ
ＰＳＧ膜等からなる中間絶縁膜１０４が形成されてお
り、中間絶縁膜１０４上にアルミニウム膜１０５が形成
されている。ドット形状の単結晶シリコンデバイス形成
層１０３の形成されている領域の上方に位置するアルミ
ニウム膜１０５の表面は、単結晶シリコンデバイス形成
層１０３のパタンの影響によって、凸凹になっており、
この部分に照射された光は乱反射してしまう。従って、
この領域を低光反射率領域１０７とすることができる。
一方、単結晶シリコンデバイス形成層１０３の形成され
ていない領域上のアルミニウム膜１０５の表面は平坦で
あり、高光反射率領域１０６とすることができる。

【００４３】光ビームを図３(ａ)のＡ−Ａ’線方向に沿
って走査した場合の光反射量は、図３(ｃ)に示すよう
に、平坦な表面を有するアルミニウム膜１０５で形成さ
れる高光反射率領域１０６においては大きく、凸凹な表
面を有するアルミニウム膜１０５で形成される低光反射
率領域１０７においては小さくなる。

【００４４】図３（ａ）、(ｂ)および(ｃ)の例において
は、光の乱反射作用を利用して低光反射率領域１０７を
形成した。光の乱反射を起こすために、単結晶シリコン
ヒューズ５０１と同一薄膜である単結晶シリコンデバイ
ス形成層１０３によりドット状のパターンを形成した。
ドット状以外の、格子状やストライプ状などのパターン
でも光の乱反射を起こすことは可能であり、図３（ｃ）
のような光反射パターンが得られる。

【００４５】図３(ｂ)における中間絶縁膜１０４は必ず
しも必要ではないので、場合によっては削除してもよ
い。また、アルミニウム膜１０５に代えて、高光反射率
膜としてタングステン、クロム、金などの金属材料を用
いても良い。

【００４６】以上述べたように、高光反射率領域１０６
と低光反射率領域１０７との境界は、単結晶シリコンヒ
ューズ５０１と同一薄膜である単結晶シリコンデバイス
形成層１０３のパタンによって決められるため、従来の
位置決めパタンの課題であった、ヒューズ素子を形成す
る多結晶シリコンと、位置決めパタンを形成するアルミ
ニウム膜との合わせずれによる問題から解放することが
できる。

【００４７】図４（ａ）は、本発明の半導体装置の第二
の実施例による位置決め用パターンの平面図、図４
（ｂ）は、本発明の半導体装置の第二の実施例による位
置決め用パターンの断面図、図４(ｃ)は、本発明の半導
体装置の第二の実施例による位置決め用パターンに光ビ
ームを走査した場合の光反射量の変化を示す図である。
光反射量は、図４（ａ）のＣ−Ｃ’線方向に沿って走査
した場合の値である。本発明の第二の実施例の位置決め
パターンは、図３(ａ)から(ｃ)に示した第一の実施例と
同様に、高光反射率領域１０６と、その内側の低光反射
率領域１０７から構成されている。

【００４８】第一の実施例と異なる点は、高光反射率領
域１０６が平坦な単結晶シリコンデバイス形成層１０３
の上方に位置するアルミニウム膜１０５により形成され
ている点である。高光反射率領域１０６は平坦な下地上
の高光反射率膜により形成されていれば、その役割を果
たすことができるのでこのような構成も可能となる。そ
の他の説明については、図３(ａ)から(ｃ)と同一の符号
を附記することで説明に代える。

【００４９】図５（ａ）は、本発明の半導体装置の第三
の実施例による位置決め用パターンの平面図、図５
（ｂ）は、本発明の半導体装置の第三の実施例による位
置決め用パターンの断面図、図５(ｃ)は、本発明の半導
体装置の第三の実施例による位置決め用パターンに光ビ
ームを走査した場合の光反射量の変化を示す図である。
光反射量は、図５（ａ）のＤ−Ｄ’線方向に沿って走査
した場合の値である。本発明の第三の実施例の位置決め
パターンは、外側に低光反射率領域１０７を配置し、そ
の内側に高光反射率領域１０６を配置した構成をとる。
位置決め用パターンとしては、高光反射率領域１０６と
低光反射率領域１０７のどちらかが、もう一方の領域に
挟まれた形をとっていれば良く、図５(ａ)から(ｃ)に示
した第三の実施例は、図３(ａ)から(ｃ)に示した第一の
実施例の反対の配置をした場合を示すものであってこの
ような構成をとっても良いことを示すものである。その
他の説明については、図３(ａ)から(ｃ)と同一の符号を
附記することで説明に代える。

【００５０】図６（ａ）は、本発明の半導体装置の第四
の実施例による位置決め用パターンの平面図、図６
（ｂ）は、本発明の半導体装置の第四の実施例による位
置決め用パターンの断面図、図６(ｃ)は、本発明の半導
体装置の第四の実施例による位置決め用パターンに光ビ
ームを走査した場合の光反射量の変化を示す図である。
光反射量は、図６（ａ）のＥ−Ｅ’線方向に沿って走査
した場合の値である。本発明の第四の実施例の位置決め
パターンは、外側に低光反射率領域１０７を配置し、そ
の内側に高光反射率領域１０６を配置した構成をとる。

【００５１】第三の実施例における説明と同様に、位置
決め用パターンとしては、高光反射率領域１０６と低光
反射率領域１０７のどちらかが、もう一方の領域に挟ま
れた形をとっていれば良く、図６(ａ)から(ｃ)に示した
第四の実施例は、図４(ａ)から(ｃ)に示した第二の実施
例の反対の配置をした場合を示すものである。その他の
説明については、図３(ａ)から(ｃ)と同一の符号を附記
することで説明に代える。

【００５２】図７（ａ）は、本発明の半導体装置の第五
の実施例による位置決め用パターンの平面図、図７
（ｂ）は、本発明の半導体装置の第五の実施例による位
置決め用パターンの断面図、図７(ｃ)は、本発明の半導
体装置の第五の実施例による位置決め用パターンに光ビ
ームを走査した場合の光反射量の変化を示す図である。
光反射量は、図７（ａ）のＦ−Ｆ’線方向に沿って走査
した場合の値である。

【００５３】本発明の第五の実施例では、埋め込み酸化
膜１０２と、ドット状の単結晶シリコンデバイス形成層
１０３とは、整合する形で形成されている。単結晶シリ
コンデバイス形成層１０３と埋め込み酸化膜１０２との
複合膜によりドットを形成しているので、第一の実施例
と比べて、ドットの高さが高くなっており、単結晶シリ
コンデバイス形成層１０３の形成されている領域の上方
に位置するアルミニウム膜１０５の表面の凸凹も、より
大きくなっている。このため、この部分に照射された光
は、第一の実施例に比べて、より乱反射の度合いが大き
くなって光反射率はさらに低下する。

【００５４】光ビームを図７(ａ)のＦ−Ｆ’線方向に沿
って走査した場合の光反射量は、図７(ｃ)に示すよう
に、平坦な表面を有するアルミニウム膜１０５で形成さ
れる高光反射率領域１０６においては大きく、凸凹な表
面を有するアルミニウム膜１０５で形成される低光反射
率領域１０７においては小さくなる。

【００５５】ここで、単結晶シリコンデバイス形成層１
０３と埋め込み酸化膜１０２との複合膜によりドットを
形成しているため、ドットの高さが高く、低光反射率領
域１０７の光反射率をより下げることができるため、高
光反射率領域１０６との光反射率の差（コントラスト）
を大きく取れる。これによりレーザースキャンでの位置
決め時に、外因に乱されにくくなり、より正確な位置決
めができる。

【００５６】なお、第五の実施例は、第一の実施例に基
づいてドットを高くした例を示したが、第二から第四の
実施例に対しても同様にしてドット高さを高くすること
は可能であり、有効である。また、ドット形状に限ら
ず、ストライプ形状や、格子形状でも同様の効果が得ら
れる。

【００５７】その他の説明については、図３(ａ)から
(ｃ)と同一の符号を附記することで説明に代える。

【００５８】図９は、本発明の半導体装置の位置決め用
パターンを用いてレーザトリングしたヒューズ素子の平
面図である。ヒューズ素子３１の中心にレーザスポット
３２が照射することが可能になる。

【００５９】本発明の半導体装置は、バラツキの大きな
半導体素子から成る半導体集積集積回路に非常に適して
いる。例えば、図１０は、高耐圧のＭＯＳトランジスタ
を含む電圧検出用ＩＣのブロック図である。ＭＯＳＩＣ
は、バイポーラＩＣに比べアナログ特性のバラツキが大
きい。特に、高耐圧特性の場合、ゲート絶縁膜を厚くす
るために、ますます、アナログ特性のバラツキが大きく
なる。従って、アナログＭＯＳＩＣの場合、図１０のよ
うに大きなヒューズ素子領域を必要とする。１０個以上
のヒューズ素子を設けることによりバラツキの小さいア
ナログ特性を得ることができる。

【００６０】本発明の位置決め用パターンを用いること
により、ヒューズ素子を小さくすることができる。さら
に、ヒューズ素子平面的に方向を異ならせて、２ヶ所以
上に配置することも可能になる。

【００６１】本発明の位置決め用パターンは、スクライ
ブライン内、半導体チップ内あるいは、ＴＥＧチップ内
のいずれに設けても実施できる。スクラブラインあるい
はＴＥＧチップの中に配置した場合には、半導体チップ
の面積を小さくする効果がある。

【００６２】また、本発明は、アナログＭＯＳＩＣに適
しているが、ディジタルＩＣに用いることも可能であ
る。また、非常にバラツキの小さな、高密度のアナログ
バイポーラＩＣの実現にも適している。レーザートリ
ミング位置決め用パターン領域６１０を説明するために
用いた図３から図７において、中間絶縁膜１０４は必ず
しも必要ではないので、場合によっては削除してもよ
い。また、アルミニウム膜１０５に代えて、高光反射率
膜としてタングステン、クロム、金などの金属材料を用
いても良い。

【００６３】次に、スクライブ領域８０１について説明
する。図１において、後のダイシング工程（ＩＣチップ
を切り出す工程）における切りしろになる部分がスクラ
イブ領域８０１である。半導体集積回路内部領域７０１
の端から、スクライブ領域８０１が始まる形になる。こ
こで、スクライブ領域８０１においては単結晶シリコン
デバイス形成層１０３や、埋め込み酸化膜１０２が除去
されている。望ましくは図1に示すように、中間絶縁膜
１０４や、アルミニウム膜１０５、保護膜１０６などの
膜も除去されている形が良い。

【００６４】これは、ダイシング工程での切りしろにな
る部分であるスクライブ領域８０１と、半導体集積回路
内部領域７０１とが連続した単結晶シリコンデバイス形
成層１０３で繋がっていると、ダイシング工程のばらつ
きにより、割れ、欠けなどの損傷を与えるような力が働
いた場合に、半導体集積回路内部領域７０１にも割れ、
欠けなどが伝播してしまい、重要なＩＣチップを壊して
しまう又は、動作不良を起してしまうのを防止するため
である。

【００６５】特にＳＯＩ基板上に作製したＩＣにおいて
は、シリコン基板１０１上に薄い埋め込み酸化膜１０２
及び単結晶シリコンデバイス形成層１０３を有する形状
であるため、上層にあたる埋め込み酸化膜１０２及び単
結晶シリコンデバイス形成層１０３の割れ、欠けが起き
易く注意が必要である。

【００６６】ダイシング工程での切りしろであるスクラ
イブ領域８０１とＩＣチップとなる半導体集積回路内部
領域７０１との間に、連続した同一の膜を残さないよう
にすることがＩＣチップの割れ、欠け防止に重要な点で
あり、特にＳＯＩ基板上に形成したＩＣに関しては、図
１に示すように、スクライブ領域８０１においては単結
晶シリコンデバイス形成層１０３や、埋め込み酸化膜１
０２を除去しておく事が必要である。さらに望ましくは
図1に示すように、中間絶縁膜１０４や、アルミニウム
膜１０５、保護膜１０６などの膜も除去されていると良
い。また、各種マーク類や、テストパタンなどをスクラ
イブ領域８０１に形成する必要がある場合には、スクラ
イブ領域８０１から半導体集積回路内部領域７０１に至
る間に、一旦該当する膜を除去した領域を設けておき、
同一の膜が連続してスクライブ領域８０１と半導体集積
回路内部領域７０１とを橋渡ししないようにすると良
い。

【００６７】

【発明の効果】本発明におけるＳＯＩ基板上に形成され
た半導体集積回路には、レーザトリミング用ヒューズ素
子と、レーザトリミング位置決め用パターンと、完全空
乏型の高速ＭＯＳトランジスタと、高耐圧型ＭＯＳトラ
ンジスタと、ＥＳＤ保護素子と、複数の抵抗体によって
形成されたブリーダー抵抗とを形成した。

【００６８】レーザトリミング位置決め用パターンは、
高光反射率領域と低光反射率領域とから成り、高光反射
率領域は、平坦な下地の上に形成された高光反射率膜に
より形成し、低光反射率領域は、レーザトリミング用ヒ
ューズ素子と同じ薄膜で構成されている光乱反射するた
めの格子あるいはストライプあるいはドット状のパター
ン上に形成された高光反射率膜により形成した。

【００６９】また、レーザトリミング用ヒューズ素子と
ブリーダー抵抗はＳＯＩ基板上の単結晶シリコンデバイ
ス形成層で形成した。

【００７０】さらに、完全空乏型の高速ＭＯＳトランジ
スタは単結晶シリコンデバイス形成層に形成し、高耐圧
型ＭＯＳトランジスタと、ＥＳＤ保護素子とは、ＳＯＩ
基板上の単結晶シリコンデバイス形成層及び埋め込み酸
化膜の除去されたシリコン基板上に形成した。

【００７１】一方、半導体集積回路のスクライブ領域で
は、単結晶シリコンデバイス形成層及び埋め込み酸化膜
を除去した構造とした。

【００７２】これにより、ＳＯＩ基板上に、完全空乏型
の高速ＭＯＳトランジスタと、高耐圧型ＭＯＳトランジ
スタとを混載した高精度なアナログＩＣが形成された半
導体装置をＥＳＤ破壊に強く、またダイシング工程での
割れ欠けなどを防止した形で提供することができる。

【００７３】特に、レーザトリミング位置決め用パター
ンは高光反射率領域と低光反射率領域とから成り、高光
反射率領域は平坦な下地の上に形成された高光反射率膜
により形成され、低光反射率領域はレーザトリミング用
ヒューズ素子と同じ薄膜で構成されている光乱反射する
ための格子あるいはストライプあるいはドット状のパタ
ーン上に形成された高光反射率膜により形成されるよう
にした。従って、高光反射率領域と低光反射率領域との
境界、すなわち光反射率が急峻に変化する場所はレーザ
トリミング用ヒューズ素子と同じ単結晶シリコンデバイ
ス形成層により形成されたパタンによって規定されるこ
ととなる。これにより、ウエハプロセスでの合わせずれ
に全く影響されずに正確にレーザトリミングできる。

【００７４】また、ブリーダー抵抗は、Ｐ型半導体から
なる抵抗体とＮ型半導体からなる抵抗体とを組み合せて
構成したので、樹脂パッケージ化等における応力による
ピエゾ効果による抵抗値の変動を相殺できる。このた
め、樹脂パッケージ化等の応力がかかった後にも所望の
電圧の分圧比を正確に保持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の半導体装置の模式的断面図である。

【図２】（ａ）は、従来の半導体装置の位置決め用パタ
ーンの平面図であり、（ｂ）は、従来の半導体装置の位
置決め用パターンの断面図であり、(ｃ)は、図２（ａ）
のＢ−Ｂ’線に沿った光反射量を示す図である。

【図３】（ａ）は、本発明の半導体装置の第一の実施例
の位置決め用パターンの平面図であり、（ｂ）は、本発
明の半導体装置の第一の実施例の位置決め用パターンの
断面図であり、(ｃ)は図３（ａ）のＡ−Ａ’線に沿った
光反射量を示す図である。

【図４】（ａ）は、本発明の半導体装置の第二の実施例
の位置決め用パターンの平面図であり、（ｂ）は、本発
明の半導体装置の第二の実施例の位置決め用パターンの
断面図であり、(ｃ)は図４（ａ）のＣ−Ｃ’線に沿った
光反射量を示す図である。

【図５】（ａ）は、本発明の半導体装置の第三の実施例
の位置決め用パターンの平面図であり、（ｂ）は、本発
明の半導体装置の第三の実施例の位置決め用パターンの
断面図であり、(ｃ)は図５（ａ）のＤ−Ｄ’線に沿った
光反射量を示す図である。

【図６】（ａ）は、本発明の半導体装置の第四の実施例
の位置決め用パターンの平面図であり、（ｂ）は、本発
明の半導体装置の第四の実施例の位置決め用パターンの
断面図であり、(ｃ)は図６（ａ）のＥ−Ｅ’線に沿った
光反射量を示す図である。

【図７】（ａ）は、本発明の半導体装置の第五の実施例
の位置決め用パターンの平面図であり、（ｂ）は、本発
明の半導体装置の第五の実施例の位置決め用パターンの
断面図であり、(ｃ)は図７（ａ）のＦ−Ｆ’線に沿った
光反射量を示す図である。

【図８】従来の半導体装置のヒューズ素子の平面図であ
る。

【図９】本発明の半導体装置のヒューズ素子の平面図で
ある。

【図１０】本発明の半導体装置のブロック図である。

【符号の説明】

３１ヒューズ素子３２レーザ照射スポット領域３３下地の焦げを起こす領域３４ヒューズカット残りになる部分１０１シリコン基板１０２埋め込み酸化膜１０３単結晶シリコンデバイス形成層１０４中間絶縁膜１０５アルミニウム膜１０６高光反射率領域１０７低光反射率領域２０１ソース領域２０２ドレイン領域２０３チャネル領域２０４コンタクトホール２０５ゲート電極２０６ゲート酸化膜２１０高速ＭＯＳトランジスタ領域３０１ソース領域３０２ドレイン領域３０３チャネル領域３０４コンタクトホール３０５ゲート電極３０６ゲート酸化膜３１０高耐圧ＭＯＳトランジスタ及びＥＳＤ保護回
路領域４０１高濃度不純物領域４０２低濃度不純物領域４０４コンタクトホール４１０ブリーダー抵抗領域５０１単結晶シリコンヒューズ５０４コンタクトホール５０５レーザー照射領域５１０ヒューズ領域６０１レーザートリミング位置決め用パターン領域７０１半導体集積回路内部領域８０１スクライブ領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 27/08 ３３１Ｈ０１Ｌ 27/06 １０２Ａ 29/786 29/78 ６１３ＺＦターム(参考） 5F038 AV02 AV06 AV15 BH02 BH13 EZ04 EZ06 EZ20 5F048 AA02 AC01 AC10 BA09 BA16 BA19 CC18 5F064 CC09 CC22 FF05 FF27 FF29 FF34 FF42 5F110 AA04 AA11 AA22 AA30 BB04 BB20 CC02 DD05 DD13 GG02 GG12 GG25 HL03 NN03 NN22 NN24 NN71 NN74

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＳＯＩ基板上に形成された半導体集積回
路において、前記半導体集積回路には、レーザトリミン
グ用ヒューズ素子と、レーザトリミング位置決め用パタ
ーンと、完全空乏型の高速ＭＯＳトランジスタと、高耐
圧型ＭＯＳトランジスタと、ＥＳＤ保護素子と、複数の
抵抗体によって形成されたブリーダー抵抗とが形成され
ていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】前記レーザトリミング位置決め用パター
ンは、高光反射率領域と低光反射率領域とから成り、前
記高光反射率領域は、平坦な下地の上に形成された高光
反射率膜により形成され、前記低光反射率領域は、前記
レーザトリミング用ヒューズ素子と同じ薄膜で構成され
ている光乱反射するための格子あるいはストライプある
いはドット状のパターン上に形成された前記高光反射率
膜により形成されてなることを特徴とする請求項１記載
の半導体装置。
【請求項３】前記レーザトリミング用ヒューズ素子は
前記ＳＯＩ基板上の単結晶シリコンデバイス形成層で形
成されていることを特徴とする請求項１記載の半導体装
置。
【請求項４】前記完全空乏型の高速ＭＯＳトランジス
タは、前記単結晶シリコンデバイス形成層に形成されて
おり、前記高耐圧型ＭＯＳトランジスタと、ＥＳＤ保護
素子とは、前記ＳＯＩ基板上の前記単結晶シリコンデバ
イス形成層及び埋め込み酸化膜の除去された、シリコン
基板上に形成されていることを特徴とする請求項１記載
の半導体装置。
【請求項５】前記ブリーダー抵抗は、前記単結晶シリ
コンデバイス形成層で形成されていることを特徴とする
請求項１記載の半導体装置。
【請求項６】前記半導体集積回路のスクライブ領域
は、前記単結晶シリコンデバイス形成層及び埋め込み酸
化膜が除去されていることを特徴とする請求項１記載の
半導体装置。
【請求項７】前記ブリーダー抵抗は、Ｐ型半導体から
なる抵抗体とＮ型半導体からなる抵抗体とを組み合せて
構成されてなることを特徴とする請求項１記載の半導体
装置。
【請求項８】前記ブリーダー抵抗の、1単位となる抵
抗値は前記Ｐ型半導体からなる抵抗体と前記Ｎ型半導体
からなる抵抗体とを組み合せて作られた抵抗値によって
規定されてなることを特徴とする請求項１記載の半導体
装置。
【請求項９】前記ブリーダー抵抗を構成する前記複数
の抵抗体上には、複数個に分割されたアルミニウム等の
導電体膜が配置されており、前記導電体の電位は、前記
導電体膜の下部に配置された前記複数の抵抗体の、おの
おのの電位とほぼ等しい電位に固定されてなることを特
徴とする請求項１記載の半導体装置。