JP2002353311A - 半導体装置、フューズの切断方法 - Google Patents
半導体装置、フューズの切断方法Info
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Abstract
に、フューズおよび配線を伝わる熱の散逸を抑制し、フ
ューズの十分な切断を実現する。 【解決手段】第1配線10と第2配線12とを接続する
フューズ11と、第1配線10のフューズ11に接続さ
れていない部位と第3配線14とを接続する第1低熱伝
導部13とを含んでなる半導体装置で、第1配線10を
形成する材料より熱伝導率が低い材料を用いて第1低熱
伝導部13を作製する。
Description
構成を変更するためのフューズに関する。
び不良を判定するためのテストセルや、不良セルと置き
かえ可能な冗長セルが形成されている。これらのテスト
セルや冗長セルは、半導体装置に形成されたフューズを
切断し回路構成を変更することによってオン及びオフさ
れる。フューズの切断は、フューズまたはフューズの近
傍にレーザー光を照射しフューズを切断(以降、溶断と
も言う)することにより行われる。
スルーホールに形成されたフューズ(以下、スルーホー
ル型フューズ又は垂直型フューズと記載する)の例を示
した。なお、スルーホール型のフューズは、例えば特開
2000−182393号公報に記載されている。
配線と第3配線層119の配線とを接続する様に垂直型
のフューズ121が配置されており、垂直型フューズ1
21は、第2配線層118及び第3配線層119間の層
間絶縁膜を貫通して形成されたスルーホールに埋め込み
材を充填することにより形成される。垂直型フューズ1
21はビアプラグ等と同時に形成され、埋め込み材とし
ては、主にW等よりなる材料が使用される。この様な垂
直型フューズ121は、上層配線でフューズとの接続部
位の上層側からレーザー光Lを照射することにより、溶
断される。
スルーホール型フューズをレーザー光により溶断する場
合、レーザー光により供給された熱が配線を伝わって散
逸するため、フューズを溶断するに必要な熱が不足し、
十分な溶断が実現できない場合があった。
124及び下層配線122を接続する垂直型フューズ1
21の場合、レーザー光Lは上層配線124でフューズ
との接続部位の上層側に照射される。この場合、熱Eは
上層配線124を介してフューズ121に伝えられ、フ
ューズが溶断される。
と同時に、図中の波線に示す様に上層配線124を伝わ
って散逸する。この結果、フューズを溶断するに必要な
熱が不足し、図12(c)に示す様にフューズ残り12
3が残存し易く、切断不良が発生する場合があった。こ
のフューズ残りの抵抗値は、レーザー光照射前のフュー
ズの抵抗値の数十倍〜百倍程度ではあるものの、テスト
セルや冗長セルを作動させるには不十分な場合がある。
等の熱伝導率が大きい材料によって形成されている場
合、熱が配線を伝わって急速に散逸するため、特に発生
し易い。
縁膜の凹部または溝に形成されたフューズ(以下、埋込
溝フューズ又は水平型フューズと記載する)の場合も、
スルーホール型フューズに比べ程度は低いものの、熱拡
散に起因する切断不良が発生する場合があった。なお、
埋込溝フューズに関しては、例えば特開2000−18
2393号公報および特開平8−46050号公報に記
載されている。
第2配線層118及び第3配線層119が配置されてい
る。そして、第3配線層119の配線を接続する様に水
平型のフューズ120が形成されており、水平型フュー
ズ120は、第2配線層118及び第3配線層119間
の層間絶縁膜に形成された凹部に埋め込み材を充填する
ことにより形成される。埋め込み材としては、埋め込み
工程がビアプラグ等の形成工程と同時の場合、主にW等
よりなる材料が使用される。この様な水平型フューズ1
20は、レーザー光Lの照射により溶断される。
13(b)に示す様に、フューズ121に照射されるレ
ーザー光Lの熱Eは、フューズ121とフューズ121
の両端部に接続される配線122及び124とを伝わっ
て散逸する。この結果、フューズを切断するに必要な熱
が不足し、図13(c)に示す様にフューズの一部がフ
ューズ残り123として残存する場合がある。
フューズの長さが短くなると、フューズに照射したレー
ザーによる熱がフューズだけに留まらず配線を伝わって
拡散するため、切断不良が発生し易い。
された多結晶シリコンからなるポリフューズ110が、
素子分離酸化膜112上に形成された構造を示した。配
線115は、ポリフューズ110及びソース・ドレイン
領域116に接続されている。なお、ポリフューズに関
しては、例えば特開昭61−110447号公報に記載
されている。
で示す様に、レーザー光の照射により溶断する場合も、
水平型フューズの場合と同様に熱が拡散するため、切断
不良が発生する場合があった。
47号公報と同様に、ポリフューズ110が、配線11
5と同一材よりなる埋め込み部を介して配線115に接
続されているため、熱が拡散し易く切断不良が発生し易
い。
は、フューズおよび配線を伝わる熱の散逸を抑制し、レ
ーザー光の照射部位における蓄熱を図り、フューズの十
分な切断性を実現することを目的とする。
の本発明によれば、第1配線と第2配線とを接続するフ
ューズと、該第1配線の該フューズと接続されていない
部位で該第1配線と第3配線とを接続する第1低熱伝導
部とを含んでなり、該第1低熱伝導部は、該第1配線を
形成する材料より熱伝導率が低い材料よりなることを特
徴とする半導体装置が提供される。
を接続するフューズをレーザー光を用いて切断する方法
であって、前記第1配線の他端に前記第1配線よりも熱
伝導率の低い低熱伝導部を接続して、前記レーザー光の
照射部位に発生した熱が前記低熱伝導部より遠くに拡散
することを抑制することを特徴とするフューズの切断方
法が提供される。
射される。
するスルーホールに埋め込まれて形成されており、前記
第1配線が該層間絶縁膜の上層に前記フューズを覆うよ
うに形成されている場合、前記レーザー光は、前記第1
配線の前記フューズとの接続部位の上層側に照射され
る。
とによりフューズを切断する場合、レーザー光により供
給された熱はフューズ及び第1配線を伝わって散逸す
る。しかしながら、第1配線は、第1配線より熱伝導率
が低い第1低熱伝導部に接続されているため、第1低熱
伝導部より遠くに熱が散逸することが抑制される。この
結果、レーザー光の照射部位において熱が蓄積され、フ
ューズを十分に切断することができる。
射してフューズを溶断することにより、不良セルを冗長
セルに確実に置換することができる。また、テストセル
等をメモリーセル及びロジックセル等から確実に切断す
ることができる。
低熱伝導部13が垂直型の場合について、半導体装置の
構造例を平面図(a)および断面図(b)として示し
た。この場合、第1配線10と第2配線12とはフュー
ズ11を介して接続されており、第1配線10のフュー
ズ11に接続されていない部位と第3配線14とは第1
低熱伝導部13を介して接続されている。そして、第1
低熱伝導部13は第1配線10を形成する材料より熱伝
導率が低い材料で形成されている。
層配線構造において、層間絶縁膜169を貫通して形成
されたスルーホールに埋め込み材を充填してなるフュー
ズ169と、層間絶縁膜167を貫通して形成された他
のスルーホールに埋め込み材を充填してなる第1低熱伝
導部170と、フューズ169と第1低熱伝導部170
とに接続され、層間絶縁膜167の上層(または下層)
に形成された第1配線172と、フューズ169に接続
され、第1配線172とは異なる層に形成された第2配
線166と、第1低熱伝導部170に接続され、第1配
線172とは異なる層に形成された第3配線165とを
含む構造の半導体装置で、第1低熱伝導部170を第1
配線172を形成する材料より熱伝導率が低い埋め込み
材で作製する。
164を介してソース・ドレイン領域162に接続され
ており、配線層の下には、ゲート電極161、素子分離
酸化膜160等からなる下地トランジスタが形成されて
いる。
間絶縁膜の上層に形成されており、垂直型のフューズ1
1を溶断するには、第1配線(上層配線)10のフュー
ズ11との接続部位に上層側からレーザー光Lを照射す
る。
0を介してフューズ11に伝えられると同時に、上層配
線(第1配線)10を伝わって図面右方向に散逸する。
特に上層配線(第1配線)10が熱伝導率の大きいAl
又はCu等より主になる場合、熱は配線を伝わって急速
に散逸する。しかしながら、上層配線(第1配線)10
は第1低熱伝導部13に接続されているため、熱Eが第
1低熱伝導部13を経由し下層配線(第3配線)14方
向に散逸することは抑制される。よって、レーザー光の
照射部位近傍において熱が蓄積され、上層配線(第1配
線)10を介してフューズ11に十分な熱が伝えられ
る。この結果、図3(b)に示す様に、フューズを実質
的に完全に切断できる。
主にAl又はCu等の熱伝導率が高い配線材からなる場
合、第1配線に第1低熱伝導部を接続することは特に有
効である。
伝導部が配置される半導体装置の製造手順を示した。先
ず、シリコン基板上に素子分離酸化膜160を形成後、
ゲート酸化膜、ゲート電極161、ソース・ドレイン領
域162を形成し、全面を第1層間絶縁膜163で被覆
して、図2(a)に示す構造を得る。なお、必要に応じ
て、ゲート電極161およびソース・ドレイン領域16
2上に、シリサイド層を形成する。
ース・ドレイン領域162に達するコンタクトホールを
開口し、埋め込み材を充填して、コンタクトプラグ16
4を形成する。その後、全面にAl又はCuから主にな
る金属膜を形成してパターニングを行い、第1配線層に
第2配線166及び第3配線165を形成する。そし
て、全面を第2層間絶縁膜167で被覆し、図2(b)
に示す構造を得る。なお、必要に応じて、不図示のバリ
ヤ膜を形成する場合もある。
第1配線層の配線に達するビアホールを開口し、埋め込
み材を充填して、ビアプラグ168を形成する。これと
同時に、第2配線166に達するスルーホール及び第3
配線165に達するスルーホールを開口し、埋め込み材
を充填して、フューズ169及び第1低熱伝導部170
を形成する。その後、全面にAl又はCuから主になる
金属膜を形成してパターニングを行い、第2配線層に第
1配線172および配線171を形成し、図2(c)に
示す構造を得る。なお、必要に応じて、不図示のバリヤ
膜を形成する場合もある。
ための埋め込み材としては、第1配線172の配線材よ
り熱伝導率が低い材料であれば特に制限されない。この
様な埋め込み材としては、タングステン、タングステン
シリサイド等のWを含んでなる材料;多結晶シリコン、
リン等が高濃度にドープされた多結晶シリコン等の多結
晶シリコンを含んでなる材料;チタンシリサイド、コバ
ルトシリサイド、モリブデンシリサイド、タンタルシリ
サイド、白金シリサイド等のシリサイド;Moを含んで
なる材料;Crを含んでなる材料;Vを含んでなる材
料;ポリサイド等のこれらの材料の積層体等を例示する
ことができる。
填して作製される垂直型の低熱伝導部の場合、熱伝導率
が低く埋め込み性が良好である等の理由から、タングス
テン、タングステンシリサイド、タングステンポリサイ
ド等のWを含んでなる材料が好ましい。
埋め込み材は特に制限されないが、タングステン、タン
グステンシリサイド等のWを含んでなる材料;多結晶シ
リコン、リン等が高濃度にドープされた多結晶シリコン
等の多結晶シリコンを含んでなる材料;チタンシリサイ
ド、コバルトシリサイド、モリブデンシリサイド、タン
タルシリサイド、白金シリサイド等のシリサイド;Mo
を含んでなる材料;Crを含んでなる材料;Vを含んで
なる材料;ポリサイド等のこれらの材料の積層体等;主
にAlよりなる配線材料;主にCuよりなる配線材料等
を例示することができる。
填して作製される垂直型フューズの場合、熱伝導率が低
く埋め込み性が良好である等の理由から、タングステ
ン、タングステンシリサイド、タングステンポリサイド
等のWを含んでなる材料が好ましい。
ズ169及び低熱伝導部170を同一材料より作製する
場合、フューズ169及び低熱伝導部170を同一工程
で形成できるため生産性に優れる。更に、ビアプラグ1
68も、フューズ169及び低熱伝導部170と同一材
で作製する場合、これらを同時に作製できるため更に生
産性に優れる。
直型フューズ169は、図2(c)に示す様にレーザー
光Lの照射により、溶断される。この際、熱が主に伝わ
る第1配線172は第1低熱伝導部170に接続されて
いるため、熱の散逸を抑制することができる。
ション膜(不図示)を介して第1配線172に照射され
る。パシベーション膜の膜厚は、配線が水分等によりコ
ロージョンされることを抑制するために30nm以上が
好ましく、フューズを確実に溶断する観点から100n
m以下が好ましい。また、フューズの形成位置に依って
は、第1配線より上層の配線および層間絶縁膜を介して
レーザー光が照射される場合もある。この様な場合、レ
ーザー光によるフューズの切断効率を向上しレーザー光
の照射精度を高めるため、フューズは可能な限り上層に
形成されることが好ましい。
型の場合について、第2の構造例を平面図(a)および
断面図(b)として示した。この場合、第1配線22と
第2配線24とはフューズ23を介して接続されてお
り、第1配線22のフューズ23に接続されていない部
位と第3配線20とは第1低熱伝導部21を介して接続
されている。加えて、第2配線24のフューズ23に接
続されていない部位と第4配線26とは第2低熱伝導部
25により接続されている。そして、第1低熱伝導部2
1は第1配線22を形成する材料より熱伝導率が低い材
料で形成されており、加えて、第2低熱伝導部25は第
2配線24を形成する材料より熱伝導率が低い材料で形
成されている。
伝導部21に接続されているのに加え、第2配線24が
第2低熱伝導部25に接続されており、垂直型フューズ
23が接続する両配線に低熱伝導部が接続されている構
造となっている。
(b)の矢印が示す部位にレーザー光Lを照射して行わ
れる。この際、熱は第1配線22を伝わって散逸するの
に加え、フューズ23を経由して第2配線24を伝わっ
て散逸する。しかしながら、第1配線22が第1低熱伝
導部21に接続されているのに加え、第2配線24は第
2低熱伝導部25に接続されているため、これらの低熱
伝導部より遠くに熱が散逸することが抑制される。この
結果、レーザー光照射部位で熱が蓄積され、フューズ2
3を良好に溶断できる。
り、配線層の構造の自由度を高くすることができる。例
えば、配線層に低熱伝導部を配置することにより配線層
全体で配線の位置関係が崩れる場合があるが、第2低熱
伝導部を配置することにより、配線の位置関係の崩れを
是正することができる。具体的には、図12(b)に示
す様に、図面左から見て下層配線122がフューズ12
1を介して上層配線124に接続され図面右に達する配
線構造に対し、図1(b)に示す様に第1低熱伝導部1
3を配置することにより、図面左から見て下層配線12
がフューズ11を介して上層配線10に接続され、更に
第1低熱伝導部13を介して下層配線14に接続され図
面右に達する配線構造となり、図面の左右における配線
の上下関係が第1低熱伝導部の配置により崩れてしま
う。これに対し、図4(b)に示す様に、第2低熱伝導
部25を配置することにより、下層配線24は第2低熱
伝導部25を介して上層配線26に接続され図面右に達
する配線構造となり、図面の左右における配線の上下関
係の崩れを是正することができる。
する第3低熱伝導部、第4配線26に接続する第4低熱
伝導部などの更なる低熱伝導部を配置することもでき
る。低熱伝導部の数を増加させることにより、熱の散逸
をより抑制できるようになり、配線層の構造の自由度を
高くすることができる。
す様に、層間絶縁膜を貫通して形成された複数のスルー
ホールに埋め込まれた複数の第1プラグ51を第1配線
50と第2配線52との間に並列接続して、フューズを
形成することもできる。この際、第1プラグ51のアス
ペクト比は1以上が好ましく、1.1以上がより好まし
く、また、5以下が好ましく、3以下がより好ましい。
底面積が小さい第1プラグが複数配置されることとな
り、レーザー光Lは矢印で示した部位に照射される。
合、フューズの溶断に必要な熱量が減少するため、より
確実な溶断を実現できる。一方、複数のフューズを配置
することにより、上面積および底面積を小さくすること
に起因する抵抗増加および接続不良等を抑制できる。
示す様に、層間絶縁膜を貫通して形成された複数のスル
ーホールに埋め込まれた複数の第2プラグ53を第1配
線50と第3配線54との間に並列接続して、低熱伝導
部を形成することもできる。この際、第2プラグ53の
アスペクト比は1以上が好ましく、1.1以上がより好
ましく、また、5以下が好ましく、3以下がより好まし
い。
び底面積が小さい第2プラグが複数配置されることとな
る。
場合、熱が通過する経路の断面積が減少するため、熱の
散逸をより抑制できる。一方、複数の低熱伝導部を配置
することにより、上面積および底面積を小さくすること
に起因する抵抗増加および接続不良等を抑制できる。
型の場合について、第3の構造例を平面図(a)および
断面図(b)として示した。この場合、第1配線31と
第2配線32とはフューズ36を介して接続されてお
り、第1配線31のフューズ36に接続されていない部
位と第3配線33とが第1低熱伝導部35を介して接続
されている。加えて、第1配線31のフューズ36およ
び第1低熱伝導部35に接続されていない部位と第5配
線34とが第3低熱伝導部37を介して接続されてい
る。そして、第1低熱伝導部35は第1配線31を形成
する材料より熱伝導率が低い材料で形成され、加えて、
第3低熱伝導部37は第1配線31を形成する材料より
熱伝導率が低い材料で形成されている。
に、第1配線31及び第2配線32は交差している。そ
して、第1配線31の一端には第1低熱伝導部35が接
続されているのに加え、他端には第3低熱伝導部37が
接続されており、レーザー光Lによる熱が主に伝わる第
1配線31の両端に低熱伝導部が接続されている。
が示す部位にレーザー光Lを照射して行われる。この
際、熱は第1配線31を伝わって両端部方向に散逸す
る。しかしながら、第1配線31の両端は第1低熱伝導
部35及び第3低熱伝導部37に接続されているため、
これらの低熱伝導部より遠くに熱が散逸することが抑制
される。この結果、レーザー光照射部位で熱が蓄積さ
れ、フューズ36を良好に溶断できる。
型の場合について、半導体装置の構造例を平面図(a)
および断面図(b)として示した。この場合、第1配線
41と第2配線42とはフューズ45を介して接続さ
れ、第1配線41のフューズ45に接続されていない部
位と第3配線43とは第1低熱伝導部46を介して接続
されている。加えて、第2配線42のフューズ45に接
続されていない部位と第4配線44とは第2低熱伝導部
47を介して接続されている。そして、第1低熱伝導部
46は第1配線41を形成する材料より熱伝導率が低い
材料で形成され、加えて、第2低熱伝導部47は第2配
線42を形成する材料より熱伝導率が低い材料で形成さ
れる。
伝導部46に接続されているのに加え、第2配線42が
第2低熱伝導部47に接続されており、水平型フューズ
45が接続する両配線に低熱伝導部が接続されている構
造となっている。
レーザー光Lはフューズ45に照射される。この際、熱
はフューズ45を伝わって両端方向に散逸し、更に第1
配線41及び第2配線42を伝わって散逸する。
導部46に接続されており、第2配線42は第2低熱伝
導部47に接続されているため、これらの低熱伝導部よ
り遠くに熱が散逸することが抑制される。この結果、レ
ーザー光照射部位で熱が蓄積され、フューズ45を良好
に溶断できる。
する第3低熱伝導部、第4配線44に接続する第4低熱
伝導部などの更なる低熱伝導部を配置することもでき
る。低熱伝導部の数を増加させることにより、熱の散逸
をより抑制できるようになり、配線層の構造の自由度を
大きくすることができる。
る両配線に低熱伝導部が接続されているが、一方のみの
配線に低熱伝導部を接続する場合もある。この場合、熱
の散逸を抑制する効果は低減するものの、低熱伝導部を
形成するに必要な空間を低減することがきる。
熱伝導部46及び47とを配線層の上層に形成すること
もできる。
型低熱伝導部のより具体的な例を示した。即ち、図9
(c)に示す様な多層配線構造において、層間絶縁膜2
67に形成された凹部(または層間絶縁膜267を貫通
して開溝された溝)内に埋め込み材を充填してなるフュ
ーズ272と、層間絶縁膜267に形成された他の凹部
(または該層間絶縁膜267を貫通して開溝された他の
溝)内に埋め込み材を充填してなる第1低熱伝導部27
0と、層間絶縁膜267の上層(または下層)に形成さ
れた第1配線271、第2配線273及び第3配線26
9とを含む構造の半導体装置で、フューズ272の一端
は第1配線271に他端は第2配線273に、それぞれ
接続されており、第1低熱伝導部270の一端は第1配
線271の他端に接続されており第1低熱伝導部270
の他端は第3配線269に接続されており、第1低熱伝
導部270の埋め込み材は第1配線271を形成する材
料より熱伝導率が低い埋め込み材で作製する。
を介して第1配線層の配線265に接続されており、配
線層の下には、ゲート電極261、ソース・ドレイン領
域262、素子分離酸化膜260等からなる下地トラン
ジスタが形成されている。第1配線層の配線265は、
コンタクトプラグ264を介してソース・ドレイン領域
262に接続されている。
は、図10(a)に示す様に、レーザー光Lを上層側か
らフューズ45に照射する。この場合、熱Eはフューズ
45を経由して、第1配線41及び第2配線42を伝わ
って図面の左右方向に散逸する。
フューズの長さが短くなると、フューズに照射したレー
ザーによる熱がフューズだけに留まらず配線を伝わって
拡散するため、切断不良が発生し易い。また、配線が熱
伝導率の大きいAl又はCu等より主になる場合、熱は
急速に散逸する。
導部46に接続されているため、熱Eが第1低熱伝導部
46を経由し第3配線43方向に散逸することは抑制さ
れる。また、第2配線42は第2低熱伝導部47に接続
されているため、熱Eが第2低熱伝導部47を経由し第
4配線44方向に散逸することは抑制される。よって、
レーザー光の照射部位近傍において熱が蓄積され、図1
0(b)に示す様に、フューズを実質的に完全に切断で
きる。
伝導部が配置される半導体装置の製造手順を示した。先
ず、シリコン基板上に素子分離酸化膜260を形成後、
ゲート酸化膜、ゲート電極261、ソース・ドレイン領
域262を形成し、全面を第1層間絶縁膜263で被覆
して、図9(a)に示す構造を得る。なお、必要に応じ
て、ゲート電極261およびソース・ドレイン領域26
2上に、シリサイド層を形成する。
ース・ドレイン領域262に達するコンタクトホールを
開口し、埋め込み材を充填して、コンタクトプラグ26
4を形成する。その後、全面にAl又はCuから主にな
る金属膜を形成してパターニングを行い、第1配線層に
配線265を形成する。そして、全面を第2層間絶縁膜
267で被覆し、図9(b)に示す構造を得る。なお、
必要に応じて、不図示のバリヤ膜を形成する場合もあ
る。
配線265に達するビアホールを開口し、埋め込み材を
充填して、ビアプラグ268を形成する。また、第2層
間絶縁膜267に複数の凹部を形成し、埋め込み材を充
填して、フューズ272、第1低熱伝導部270及び第
2低熱伝導部274を形成する。その後、全面にAl又
はCuから主になる金属膜を形成してパターニングを行
い、第1配線271、第2配線273、第3配線269
および第4配線275を形成し、図9(c)に示す構造
を得る。なお、必要に応じて、不図示のバリヤ膜を形成
する場合もある。
の埋め込み材としては、第1配線271の配線材より熱
伝導率が低い材料であれば特に制限されない。この様な
埋め込み材としては、タングステン、タングステンシリ
サイド等のWを含んでなる材料;多結晶シリコン、リン
等が高濃度にドープされた多結晶シリコン等の多結晶シ
リコンを含んでなる材料;チタンシリサイド、コバルト
シリサイド、モリブデンシリサイド、タンタルシリサイ
ド、白金シリサイド等のシリサイド;Moを含んでなる
材料;Crを含んでなる材料;Vを含んでなる材料;ポ
リサイド等のこれらの材料の積層体等を例示することが
できる。
埋め込み材を充填して作製される水平型の低熱伝導部の
場合、熱伝導率が低く埋め込み性が良好である等の理由
から、タングステン、タングステンシリサイド、タング
ステンポリサイド等のWを含んでなる材料が好ましい。
晶シリコン、リン等が高濃度にドープされた多結晶シリ
コン等の多結晶シリコンを含んでなる材料が好ましい。
埋め込み材は特に制限されないが、タングステン、タン
グステンシリサイド等のWを含んでなる材料;多結晶シ
リコン、リン等が高濃度にドープされた多結晶シリコン
等の多結晶シリコンを含んでなる材料;チタンシリサイ
ド、コバルトシリサイド、モリブデンシリサイド、タン
タルシリサイド、白金シリサイド等のシリサイド;Mo
を含んでなる材料;Crを含んでなる材料;Vを含んで
なる材料;ポリサイド等のこれらの材料の積層体等;主
にAlよりなる配線材料;主にCuよりなる配線材料等
を例示することができる。
埋め込み材を充填して作製される水平型フューズの場
合、熱伝導率が低く埋め込み性が良好である等の理由か
ら、タングステン、タングステンシリサイド、タングス
テンポリサイド等のWを含んでなる材料が好ましい。
晶シリコン、リン等が高濃度にドープされた多結晶シリ
コン等の多結晶シリコンを含んでなる材料が好ましい。
ズ272及び低熱伝導部270を同一材料より作製する
場合、フューズ272及び低熱伝導部270を同一工程
で形成できるため生産性に優れる。更に、ビアプラグ2
68も、フューズ272及び低熱伝導部270と同一材
で作製する場合、これらを同時に作製できるため更に生
産性に優れる。
平型フューズ272は、図9(c)に示す様にレーザー
光Lが照射され、溶断される。この際、熱は水平型フュ
ーズ272を経由して、水平型フューズ272の両端に
接続される第1配線271及び第2配線273を伝わっ
て拡散するが、フューズの両端に接続される配線は低熱
伝導部に接続されているため、熱の散逸を抑制すること
ができる。
パシベーション膜を介してフューズ272に照射され
る。パシベーション膜の膜厚は、配線が水分等によりコ
ロージョンされることを抑制するために30nm以上が
好ましく、フューズを確実に溶断する観点から100n
m以下が好ましい。また、フューズの形成位置に依って
は、フューズより上層の配線および層間絶縁膜を介して
レーザー光が照射される場合もある。何れの場合も、レ
ーザー光によるフューズの切断効率を向上しレーザー光
の照射精度を高めるため、フューズは可能な限り上層に
形成されることが好ましい。
主に上層配線層に形成されている場合を説明してきた
が、図11には、ゲート電極511及びソース・ドレイ
ン領域519を含んでなる下地トランジスタ層上で多結
晶シリコン層に、ポリフューズが形成されている場合を
示した。
され多結晶シリコンを含んでなるフューズ510、第1
低熱伝導部515及び第2低熱伝導部518と、第1配
線層に形成された第1配線516及び第2配線517と
を含んでなり、フューズ510は第1コンタクトプラグ
514aにより第1配線516に接続され、フューズ5
10は第2コンタクトプラグ514bにより第2配線5
17に接続さており、第1配線516は第3コンタクト
プラグ514cにより第1低熱伝導部515に接続さ
れ、第2配線517は第4コンタクトプラグ514dに
より第2低熱伝導部518に接続されており、第1低熱
伝導部515は第1配線516より熱伝導率の低い材料
で形成され、第2低熱伝導部518は第2配線517よ
り熱伝導率の低い材料で形成されている。
5及び第2低熱伝導部518は、多結晶シリコン層上に
シリサイド層が形成されたポリサイドであり、素子分離
酸化膜512上に形成されている。これらのフューズ及
び低熱伝導部は、ゲート電極511と同時に作製でき
る。なお、多結晶シリコンには、高濃度のリン等がにド
ープされても良い。また、シリサイドとしては、タング
ステンシリサイド、チタンシリサイド、コバルトシリサ
イド、モリブデンシリサイド、タンタルシリサイド、白
金シリサイド等が使用される。
いため、熱の散逸抑制効果が高い。また、フューズ及び
低熱伝導部はゲート電極と同時に作製できるため、生産
性に優れている。
Lをポリフューズ510に上層側から照射して行われ
る。レーザー光Lによる熱は、ポリフューズ510及び
コンタクトプラグ514を経由して、第1配線516及
び第2配線517を伝わり拡散するが、第1低熱伝導部
515および第2低熱伝導部518より遠くに散逸する
ことは抑制される。この結果、レーザー光照射部位で熱
が蓄積され、ポリフューズ510を良好に溶断できる。
の様態を説明してきたが、回路上においては、これらの
低熱伝導部はダミーのフューズであることが好ましい。
この様な回路構成を採用することにより、熱の散逸量が
多くフューズのみならず低熱伝導部が溶断されたとして
も、不具合が発生しないからである。
揮発性メモリー;マスクROM、EPROM、EEPR
OM、FLASHメモリー等の不揮発性メモリー;ロジ
ック等の各種セルが配置される半導体装置において適用
可能である。
線とを接続するフューズと、第1配線のフューズに接続
されていない部位と第3配線とを接続する第1低熱伝導
部とを含んでなる半導体装置で、第1配線を形成する材
料より熱伝導率が低い材料を用いて第1低熱伝導部を作
製することにより、レーザー光を照射してフューズを溶
断する際に、フューズおよび配線を伝わる熱の散逸を抑
制し、フューズの十分な切断を実現できる。
面図(a)および断面図(b)である。
の工程断面図である。
面図である。
面図(a)および断面図(b)である。
面図(a)および断面図(b)である。
面図(a)および断面図(b)である。
面図(a)および断面図(b)である。
面図(a)および断面図(b)である。
の工程断面図である。
断面図である。
断面図である。
面図である。
面図である。
面図である。
Claims (19)
- 【請求項1】 第1配線と第2配線とを接続するフュー
ズと、該第1配線の該フューズと接続されていない部位
で該第1配線と第3配線とを接続する第1低熱伝導部と
を含んでなり、該第1低熱伝導部は、該第1配線を形成
する材料より熱伝導率が低い材料よりなることを特徴と
する半導体装置。 - 【請求項2】 前記第2配線の前記フューズと接続され
ていない部位で、前記第2配線と第4配線とを接続する
第2低熱伝導部を含んでなり、該第2低熱伝導部は前記
第2配線を形成する材料より熱伝導率が低い材料よりな
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】 前記第1配線の前記フューズおよび前記
第1低熱伝導部と接続されていない部位で、前記第1配
線と第5配線とを接続する第3低熱伝導部を含んでな
り、該第3低熱伝導部は、前記第1配線を形成する材料
より熱伝導率が低い材料より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4】 前記配線は主にAl又はCuからなり、
前記低熱伝導部はWを含んでなることを特徴とする請求
項1乃至3何れかに記載の半導体装置。 - 【請求項5】 前記配線は主にAl又はCuからなり、
前記フューズはWを含んでなることを特徴とする請求項
1乃至4何れかに記載の半導体装置。 - 【請求項6】 前記配線は主にAl又はCuからなり、
前記フューズ及び前記低熱伝導部は多結晶シリコンを含
んでなることを特徴とする請求項1乃至3何れかに記載
の半導体装置。 - 【請求項7】 前記フューズ及び前記低熱伝導部は同一
材料よりなることを特徴とする請求項1乃至6何れかに
記載の半導体装置。 - 【請求項8】 前記低熱伝導部はフューズであることを
特徴とする請求項1乃至7何れかに記載の半導体装置。 - 【請求項9】 層間絶縁膜を貫通して形成されたスルー
ホールに埋め込み材を充填してなるフューズと、該層間
絶縁膜を貫通して形成された他のスルーホールに埋め込
み材を充填してなる第1低熱伝導部と、該フューズと該
第1低熱伝導部とに接続され、該層間絶縁膜の上層また
は下層に形成された第1配線と、該フューズに接続さ
れ、該第1配線とは異なる層に形成された第2配線と、
該第1低熱伝導部に接続され、該第1配線とは異なる層
に形成された第3配線とを含んでなり、該第1低熱伝導
部の埋め込み材は、該第1配線を形成する材料より熱伝
導率が低いことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項10】 前記第1配線は前記層間絶縁膜の上層
に形成されており、前記第1配線の前記フューズとの接
続部位に上層側からレーザー光が照射され、前記ヒュー
ズが切断されることを特徴とする請求項9記載の半導体
装置。 - 【請求項11】 前記フューズは前記層間絶縁膜を貫通
して形成された複数のスルーホールに埋め込まれた複数
の第1プラグが、前記第1配線と前記第2配線との間に
並列接続されてなり、前記第1低熱伝導部は前記層間絶
縁膜を貫通して形成された他の複数のスルーホールに埋
め込まれた複数の第2プラグが、前記第1配線と前記第
3配線との間に並列接続されてなることを特徴とする請
求項9又は10記載の半導体装置。 - 【請求項12】 前記第1プラグのアスペクト比は1以
上5以下であり、前記第2プラグのアスペクト比は1以
上5以下であることを特徴とする請求項11記載の半導
体装置。 - 【請求項13】 層間絶縁膜に形成された凹部または層
間絶縁膜を貫通して開溝された溝内に埋め込み材を充填
してなるフューズと、該層間絶縁膜に形成された他の凹
部または該層間絶縁膜を貫通して開溝された他の溝内に
埋め込み材を充填してなる第1低熱伝導部と、該層間絶
縁膜の上層または下層に形成された第1配線、第2配線
および第3配線とを含んでなり、該フューズの一端は該
第1配線に、他端は該第2配線に、それぞれ接続されて
おり、該第1低熱伝導部の一端は該第1配線の他端に接
続されており、該第1低熱伝導部の他端は該第3配線に
接続されており、該第1低熱伝導部の埋め込み材は、該
第1配線を形成する材料より熱伝導率が低いことを特徴
とする半導体装置。 - 【請求項14】 前記フューズに上層側からレーザー光
が照射され、前記ヒューズが切断されることを特徴とす
る請求項13記載の半導体装置。 - 【請求項15】 素子分離酸化膜上に形成され多結晶シ
リコンを含んでなるフューズ、第1低熱伝導部および第
2低熱伝導部と、第1配線層に形成された第1配線およ
び第2配線とを含んでなり、該フューズは第1コンタク
トプラグにより該第1配線に接続され、該フューズは第
2コンタクトプラグにより該第2配線に接続さており、
該第1配線は第3コンタクトプラグにより該第1低熱伝
導部に接続され、該第2配線は第4コンタクトプラグに
より該第2低熱伝導部に接続されており、該第1低熱伝
導部の熱伝導率は該第1配線の熱伝導率より低く、該第
2低熱伝導部の熱伝導率は該第2配線の熱伝導率より低
いことを特徴とする半導体装置。 - 【請求項16】 前記フューズに上層側からレーザー光
が照射され、前記ヒューズが切断されることを特徴とす
る請求項15記載の半導体装置。 - 【請求項17】 第1配線の一端と第2配線の一端とを
接続するフューズをレーザー光を用いて切断する方法で
あって、前記第1配線の他端に前記第1配線よりも熱伝
導率の低い低熱伝導部を接続して、前記レーザー光の照
射部位に発生した熱が前記低熱伝導部より遠くに拡散す
ることを抑制することを特徴とするフューズの切断方
法。 - 【請求項18】 前記レーザー光の照射部位は、前記フ
ューズであることを特徴とする請求項17記載のフュー
ズの切断方法。 - 【請求項19】 前記フューズは層間絶縁膜を貫通する
スルーホールに埋め込まれて形成されており、前記第1
配線は該層間絶縁膜の上層に前記フューズを覆うように
形成されており、前記レーザー光の照射部位は、前記第
1配線の前記フューズとの接続部位の上層側であること
を特徴とする請求項17記載のフューズの切断方法。
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