JP2003007821A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JP2003007821A
JP2003007821A JP2001183766A JP2001183766A JP2003007821A JP 2003007821 A JP2003007821 A JP 2003007821A JP 2001183766 A JP2001183766 A JP 2001183766A JP 2001183766 A JP2001183766 A JP 2001183766A JP 2003007821 A JP2003007821 A JP 2003007821A
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wiring
insulating film
semiconductor device
plug
forming
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Masatoshi Yasuma
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    • H01L23/5252Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections comprising anti-fuses, i.e. connections having their state changed from non-conductive to conductive
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    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Abstract

(57)【要約】 【課題】 信頼性の高いアンチヒューズ回路を有する半
導体装置を提供する。 【解決手段】 基板上に短絡回路又はスペア回路に接続
された下層配線11が形成され、下層配線11を覆うよ
うに絶縁膜21が形成されている。絶縁膜21内には下
層配線11の上面に達する開口部が形成され、この開口
部内にプラグ31が形成されている。所定の空隙41を
介してプラグ31上に上層配線12が形成されている。
上層配線12は、負荷回路に接続されている。上層配線
12と下層配線11をアンチヒューズ接続する際には、
上層配線12のアルミニウム配線122でエレクトロマ
イグレーションを発生させて、上層配線12とプラグ3
1とを接続する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置および
その製造方法に係り、特にアンチヒューズ構造に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の製造工程において、半導体
装置の良否を判断するための電気的試験が行われる。そ
して、電気的試験により、半導体装置の異常が発見され
た際には、半導体装置に設けられたヒューズ回路やアン
チヒューズ回路により回路変更が行われる。
【0003】以下、アンチヒューズ回路を備えた従来の
半導体装置について説明する。図46は、従来の半導体
装置を説明するための断面図である。図46において、
参照符号51は下層配線、52は層間絶縁膜、53はア
ンチヒューズ膜、54は上層配線を示している。従来の
半導体装置(アンチヒューズ)では、上層配線54(又
は下層配線51)に電気的ストレスを印加することによ
りアンチヒューズ膜53を絶縁破壊させて、下層配線5
1と上層配線54とを電気的に導通させていた。これに
より、アンチヒューズが接続されていた。
【0004】また、別のアンチヒューズの接続方法とし
て、アンチヒューズ膜53上に形成された上層配線54
にレーザー光を照射する方法があった。すなわち、上層
配線54の所定領域にレーザーブローすることによっ
て、アンチヒューズ膜53を絶縁破壊して、アンチヒュ
ーズ回路を接続していた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電気ス
トレスによりアンチヒューズ回路を接続する場合、アン
チヒューズ膜53上に上層配線54を成膜する際に生じ
たプラズマダメージ(イオンダメージ)に応じて、プロ
グラミング電圧のばらつきが発生してしまう問題があっ
た。さらに、アンチヒューズ膜53の絶縁破壊によりア
ンチヒューズ回路を接続するため、短絡部の面積、すな
わち上層配線54と下層配線51とが接続される面積
を、十分に大きくとることができないという問題があっ
た。このため、アンチヒューズ回路の信頼性が低かっ
た。
【0006】また、レーザーブローによりアンチヒュー
ズ回路を接続する場合、レーザー光のエネルギーによ
り、下層配線51の底部に配置された他の配線層や半導
体素子にダメージを与えてしまう問題があった。このた
め、半導体装置の信頼性が低いという問題があった。さ
らに、レーザー光が照射される部分は、ある程度の面積
を必要とするため、半導体素子を高集積化することがで
きないという問題があった。
【0007】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたもので、信頼性の高いアンチヒューズ回路を
有する半導体装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明に係る半
導体装置は、負荷回路に高電圧が印加されるのを防ぐた
めの短絡回路又はスペア回路を有する半導体装置であっ
て、基板と、前記基板上に形成され、前記短絡回路又は
スペア回路に接続された第1配線と、前記第1配線を覆
う第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜の表面から前記第1配
線まで達し、前記第1絶縁膜内に形成された開口部と、
前記開口部内に形成され、前記第1配線と電気的に接続
されたプラグと、前記プラグ上に所定の空隙を介して形
成され、前記負荷回路に接続された第2配線と、前記第
2配線を覆う第2絶縁膜と、を備えたことを特徴とする
ものである。
【0009】請求項2の発明に係る半導体装置は、請求
項1に記載の半導体装置において、前記第2配線は、バ
リアメタルと、当該バリアメタル上に形成されたアルミ
ニウム配線とを有し、前記空隙は、前記プラグの上層部
分と、当該上層部分の上に形成された前記バリアメタル
と、が除去されて形成されたものであることを特徴とす
るものである。
【0010】請求項3の発明に係る半導体装置は、請求
項2に記載の半導体装置において、前記空隙は、前記プ
ラグ上に形成された前記アルミニウム配線の下層部分が
更に除去されて形成されたものであることを特徴とする
ものである。
【0011】請求項4の発明に係る半導体装置は、請求
項1に記載の半導体装置において、前記第2配線は、バ
リアメタルと、当該バリアメタル上に形成されたアルミ
ニウム配線とを有し、前記空隙は、前記プラグ上に形成
された前記バリアメタルが除去されて形成されたもので
あることを特徴とするものである。
【0012】請求項5の発明に係る半導体装置は、請求
項1に記載の半導体装置において、前記第2配線は、バ
リアメタルと、当該バリアメタル上に形成されたアルミ
ニウム配線とを有し、前記空隙は、前記プラグの上層部
分が除去されて形成されたものであることを特徴とする
ものである。
【0013】請求項6の発明に係る半導体装置は、負荷
回路に高電圧が印加されるのを防ぐための短絡回路又は
スペア回路を有する半導体装置であって、基板と、前記
基板上に形成され、前記短絡回路又はスペア回路に接続
された第1配線と、前記第1配線を覆う第1絶縁膜と、
前記第1絶縁膜の表面から前記第1配線まで達し、前記
第1絶縁膜内に形成された第1開口部と、前記第1開口
部内に形成され、前記第1配線と電気的に接続されたプ
ラグと、前記プラグ近傍の前記第1絶縁膜上に形成さ
れ、前記負荷回路に接続された第2配線と、前記第2配
線の側方かつ前記プラグ上に所定の空隙を保持して、前
記第2配線を覆う第2絶縁膜と、を備えたことを特徴と
するものである。
【0014】請求項7の発明に係る半導体装置は、請求
項6に記載の半導体装置において、前記第2配線は、前
記プラグの近傍で配線幅が細く形成されたことを特徴と
するものである。
【0015】請求項8の発明に係る半導体装置は、請求
項1から7の何れかに記載の半導体装置において、前記
第2配線は、所定の電圧が印加されると、エレクトロマ
イグレーションを発生して前記プラグと接続することを
特徴とするものである。
【0016】請求項9の発明に係る半導体装置は、負荷
回路に高電圧が印加されるのを防ぐための短絡回路又は
スペア回路を有する半導体装置であって、基板と、前記
基板上に形成され、開口部を有する第1絶縁膜と、前記
開口部内に形成され、導電性を有するパッドと、前記第
1絶縁膜上に、底面の一部が前記パッド上面と接触する
ように形成され、前記短絡回路又は前記スペア回路に接
続された第1配線と、前記第1絶縁膜上で前記第1配線
との間に前記パッドを介した位置に、底面が前記パッド
上面と接触しないように形成され、前記負荷回路に接続
された第2配線と、前記パッド上に所定の空隙を保持し
て、前記第1配線および前記第2配線を覆う第2絶縁膜
と、を備えたことを特徴とするものである。
【0017】請求項10の発明に係る半導体装置は、請
求項9に記載の半導体装置において、前記第2配線は、
前記パッドの近傍で配線幅が細く形成されたことを特徴
とするものである。
【0018】請求項11の発明に係る半導体装置は、請
求項9又は10に記載の半導体装置において、前記第2
配線は、所定の電圧が印加されると、エレクトロマイグ
レーションを発生して前記パッドと接続することを特徴
とするものである。
【0019】請求項12の発明に係る半導体装置の製造
方法は、負荷回路に高電圧が印加されるのを防ぐための
短絡回路又はスペア回路を有する半導体装置の製造方法
であって、基板上に、前記短絡回路又はスペア回路に接
続された第1配線を形成する工程と、前記第1配線を覆
うように前記基板の全面に第1絶縁膜を形成する工程
と、前記第1絶縁膜の表面から前記第1配線まで達する
第1開口部を前記第1絶縁膜内に形成する工程と、前記
第1開口部内にプラグを形成する工程と、前記プラグ上
に、前記負荷回路に接続された第2配線を形成する工程
と、前記第2配線と前記プラグとの間に空隙を形成する
工程と、前記空隙を形成した後、前記基板の全面を覆う
第2絶縁膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする
ものである。
【0020】請求項13の発明に係る半導体装置の製造
方法は、請求項12に記載の製造方法において、前記第
2配線は、バリアメタルと、当該バリアメタル上に形成
されたアルミニウム配線とを有し、前記空隙は、前記プ
ラグ上に形成された前記バリアメタルと、前記プラグの
上層部分とを除去して形成することを特徴とするもので
ある。
【0021】請求項14の発明に係る半導体装置の製造
方法は、請求項13に記載の製造方法において、前記空
隙は、前記プラグ上に形成された前記アルミニウム配線
の下層部分を更に除去して形成することを特徴とするも
のである。
【0022】請求項15の発明に係る半導体装置の製造
方法は、請求項12に記載の製造方法において、前記第
2配線は、バリアメタルと、当該バリアメタル上に形成
されたアルミニウム配線とを有し、前記空隙は、前記プ
ラグ上に形成された前記バリアメタルを除去して形成す
ることを特徴とするものである。
【0023】請求項16の発明に係る半導体装置の製造
方法は、請求項12に記載の製造方法において、前記第
2配線は、バリアメタルと、当該バリアメタル上に形成
されたアルミニウム配線とを有し、前記プラグの上層部
分を除去して、前記空隙を形成することを特徴とするも
のである。
【0024】請求項17の発明に係る半導体装置の製造
方法は、請求項12から16の何れかに記載の製造方法
において、前記空隙をウェットエッチングにより形成す
ることを特徴とするものである。
【0025】請求項18の発明に係る半導体装置の製造
方法は、負荷回路に高電圧が印加されるのを防ぐための
短絡回路又はスペア回路を有する半導体装置の製造方法
であって、基板上に、前記短絡回路又はスペア回路に接
続された第1配線を形成する工程と、前記第1配線を覆
うように前記基板の全面に第1絶縁膜を形成する工程
と、前記第1絶縁膜内に第1開口部を形成する工程と、
前記第1開口部内にプラグを形成する工程と、底面が前
記プラグの上面と重ならないように、第2配線を前記第
1絶縁膜上に形成する工程と、前記第2配線を覆うよう
に前記基板の全面に、第2絶縁膜を形成する工程と、前
記第2絶縁膜の表面から前記プラグの上面にまで達し、
前記第2配線を露出させる第2開口部を前記第2絶縁膜
内に形成する工程と、前記第2開口部の底部に空隙を残
すように、前記基板の全面に第3絶縁膜を形成する工程
と、を含むことを特徴とするものである。
【0026】請求項19の発明に係る半導体装置の製造
方法は、負荷回路に高電圧が印加されるのを防ぐための
短絡回路又はスペア回路を有する半導体装置の製造方法
であって、基板上に第1絶縁膜を形成する工程と、前記
第1絶縁膜内に第1開口部を形成する工程と、前記第1
開口部内にパッドを形成する工程と、底面の一部が前記
パッドの上面と重なるように、前記第1絶縁膜上に前記
短絡回路又はスペア回路に接続された第1配線を形成す
る工程と、底面が前記パッドの上面と重ならないよう
に、前記第1絶縁膜上に前記負荷回路に接続された第2
配線を形成する工程と、前記第1配線および前記第2配
線を覆うように前記基板の全面に第2絶縁膜を形成する
工程と、前記第2絶縁膜の表面から前記パッドの上面に
まで達し、前記第2配線の一部を露出させる第2開口部
を前記第2絶縁膜内に形成する工程と、前記第2開口部
の底部に空隙を残すように、前記基板の全面に第3絶縁
膜を形成する工程と、を含むことを特徴とするものであ
る。
【0027】請求項20の発明に係る半導体装置の製造
方法は、負荷回路に高電圧が印加されるのを防ぐための
短絡回路又はスペア回路を有する半導体装置の製造方法
であって、基板上に、前記短絡回路又はスペア回路に接
続された第1配線を形成する工程と、前記第1配線を覆
うように前記基板の全面に第1絶縁膜を形成する工程
と、前記第1絶縁膜内に第1開口部を形成する工程と、
前記第1開口部内にプラグを形成する工程と、底面が前
記プラグの上面と重ならないように、第2配線を前記第
1絶縁膜上に形成する工程と、前記第2配線を覆うよう
に前記基板の全面に、第2絶縁膜を形成する工程と、前
記第2絶縁膜上に第3絶縁膜を形成する工程と、前記プ
ラグの直上に形成されていない前記第3絶縁膜内に第2
開口部を形成する工程と、前記第2開口部の底部に露出
する前記第2絶縁膜を除去して、前記プラグ上かつ前記
第2配線の側方に空隙を形成する工程と、前記第2開口
部を塞ぐように、前記基板の全面に第4絶縁膜を形成す
る工程と、を含むことを特徴とするものである。
【0028】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。図中、同一又は相当する部
分には同一の符号を付してその説明を簡略化ないし省略
することがある。 実施の形態1.先ず、本実施の形態1による半導体装置
について説明する。図1は、本発明の実施の形態1によ
る半導体装置を説明するための断面図である。図2は、
本発明の実施の形態1による半導体装置において、下層
配線、プラグおよび上層配線の位置関係を示した図であ
る。
【0029】図1および図2において、参照符号11は
下層配線(第1配線)、12は上層配線(第2配線)、
21,22,23は絶縁膜、31はプラグ、41は空隙
を示している。
【0030】ここで、下層配線11はバリアメタル11
1,113およびアルミニウム配線112を備えてい
る。バリアメタル111,113は、TiN、Ti、T
aN、Ta又はそれらの積層膜である(後述のバリアメ
タルについても同様とする)。アルミニウム配線112
は、Alのみからなる配線以外に、AlSiCu又はA
lCu等のアルミニウム合金からなる配線であってもよ
い(後述のアルミニウム配線についても同様とする)。
また、上層配線12は、バリアメタル121,123お
よびアルミニウム配線122を備えている。
【0031】上層配線12は、図示しない負荷回路に接
続されている。一方、下層配線11は、図示しない短絡
回路あるいはスペア回路に接続されている。
【0032】図1に示すように、基板(図示省略)上に
下層配線11が形成され、下層配線11を覆うように絶
縁膜21が形成されている。絶縁膜21内には、絶縁膜
21の表面から下層配線11の上面にまで達する開口部
が形成され、この開口部内にプラグ31が形成されてい
る。ここで、プラグ31は下層配線11と電気的に接続
されている。また、プラグ31上に上層配線12が形成
されている。ここで、プラグ31と上層配線12との間
には、空隙41が形成されている。すなわち、上層配線
12は空隙41を介してプラグ31上に形成されてお
り、空隙41により上層配線12とプラグ31とが分離
されている。また、上層配線12と下層配線11とが電
気的に絶縁されている。
【0033】次に、上記半導体装置の動作について説明
する。詳細には、半導体装置におけるアンチヒューズ接
続について説明する。図9は、本実施の形態1による半
導体装置におけるアンチヒューズ接続を説明するための
断面図である。図9に示すように、上層配線12に所定
の電圧を印加すると、上層配線12のアルミニウム配線
122でエレクトロマイグレーションが発生する。これ
により、アルミニウム配線122は、直下に形成された
空隙41を経てプラグ31と接続する。プラグ31は下
層配線11と電気的に接続されているため、上層配線1
2と下層配線11とがプラグ31を介して電気的に接続
される。すなわち、上層配線12と下層配線11が、ア
ンチヒューズ接続される。ここで、アルミニウム配線1
22とプラグ31の接触面積(短絡部の面積)は、従来
の半導体装置でアンチヒューズ接続する場合よりも広く
確保される。また、上層配線12は負荷回路に接続さ
れ、下層配線11は短絡回路又はスペア回路に接続され
ている。従って、負荷回路に、当該負荷回路を動作させ
るのに十分な電圧が印加されなくなる。
【0034】次に、上記半導体装置の製造方法について
説明する。図3〜図8は、本発明の実施の形態1による
半導体装置の製造方法を説明するための図である。先
ず、図3に示すように、基板(図示省略)上に、バリア
メタル111、アルミニウム配線112およびバリアメ
タル113を積層する。次に、積層したバリアメタル1
11,113およびアルミニウム配線112をパターニ
ングする。これにより、バリアメタル111,113お
よびアルミニウム配線112からなる下層配線11が形
成される。次に、下層配線11を覆うように基板全面に
絶縁膜(層間絶縁膜)21をプラズマCVD法により形
成する。そして、絶縁膜21の表面から下層配線11に
まで達する開口部を絶縁膜21内にドライエッチングに
より形成する。そして、開口部内にタングステン等の金
属を埋め込み、CMPにより不要な金属(タングステ
ン)を除去する。これにより、開口部内にプラグ(タン
グステンプラグ)31が形成される。次に、絶縁膜21
およびプラグ31上に、バリアメタル121、アルミニ
ウム配線122およびバリアメタル123を積層する。
そして、バリアメタル121,123およびアルミニウ
ム配線122をパターニングする。これにより、バリア
メタル121,123およびアルミニウム配線122か
らなる上層配線12が形成される。ここで、図4に示す
ような位置関係で、プラグ31と上層配線12が形成さ
れる。
【0035】次に、図5および図6に示すように、上層
配線12を覆うように基板全面に絶縁膜22を形成す
る。そして、プラグ31上に形成された絶縁膜22をド
ライエッチングにより除去して、絶縁膜22に開口部2
2aを形成する。ここで、開口部22aは、プラグ31
上面よりも大きく形成される。
【0036】次に、図7に示すように、絶縁膜22の開
口部22aから薬液を流し込んで、プラグ31上に形成
されたバリアメタル121およびアルミニウム配線12
2の下層部分、ならびにプラグ31の上層部分をウェッ
トエッチングする。ここで、上記薬液は、NHOHを
含有するアルカリ系溶液であり、開口部22a近傍にお
けるアルミニウム配線122の全てを溶解させないよう
に、濃度調整しておく。これにより、プラグ31上に空
隙41が形成される。すなわち、空隙41により上層配
線12とプラグ31が分離される。また、上記ウェット
エッチングにより、バリアメタル123およびアルミニ
ウム配線122の上層部分も除去される。また、図示し
ないが、アルミニウム配線122は、配線幅の方向(図
7で、手前−奥方向に対応する)にもウェットエッチン
グされる。すなわち、プラグ31上で、アルミニウム配
線122の配線幅が細くなる。
【0037】最後に、図8に示すように、絶縁膜22の
開口部22aを塞ぐように、基板全面に絶縁膜(保護絶
縁膜)23をプラズマCVD法により形成する。
【0038】以上説明したように、本実施の形態1で
は、上層配線12に所定の電圧を印加して、アルミニウ
ム配線122でエレクトロマイグレーションを発生させ
た。これにより、空隙41により分離されていた上層配
線12とプラグ31とを接続するようにした。プラグ3
1は下層配線11と電気的に接続されているため、上層
配線12がプラグ31を介して下層配線11と電気的に
接続される。従って、上層配線12にエレクトロマイグ
レーションを発生させることにより、上層配線12と下
層配線11とをアンチヒューズ接続することができる。
よって、上層配線12に接続された負荷回路に、当該負
荷回路を動作させるのに十分な電圧が印加されることを
防止することができる。
【0039】また、本実施の形態1では、従来のアンチ
ヒューズ膜を絶縁破壊する場合に比べて、アルミニウム
配線122とプラグ31との接触面積(すなわち短絡部
の面積)を広くとることができる。さらに、短絡部分で
ある空隙41の大きさは、薬液によるウェットエッチン
グ量で容易に制御することができる。従って、確実にア
ンチヒューズ接続することができ、アンチヒューズ構造
の信頼性を大幅に向上させることができる。また、従来
発生していたようなプログラミング電圧のばらつきを抑
制することができる。
【0040】また、アルミニウム配線122の下層部分
および上層部分をウェットエッチングすることにより、
部分的に(プラグ上31で)アルミニウム配線122の
膜厚が薄くなる。また、これと同時に、アルミニウム配
線122の配線幅が細くなる。従って、当該膜厚が薄い
部分(並びに配線幅が細い部分)で優先的にエレクトロ
マイグレーションを発生させることができる。
【0041】また、アルミニウム配線122でエレクト
ロマイグレーションを発生させるために上層配線12に
印加する電圧の方が、従来のプログラミング電圧よりも
低い。印加パルス波形にもよるが、印加電圧を少なくと
も3V以下に抑えることができる。従って、過剰な電圧
を印加する必要がない。これにより、半導体装置の信頼
性を向上させることができる(後述の実施の形態2〜6
において同様)。
【0042】また、プラグ31の直上に空隙41が形成
されており、空隙41の直上にアルミニウム配線122
が形成されている。これにより、上記エレクトロマイグ
レーションを発生したアルミニウム配線122が、容易
にプラグ31と接触可能となる。従って、アンチヒュー
ズ接続をより確実に行うことができる。
【0043】また、本実施の形態1ではレーザーブロー
を用いて短絡させないため、半導体素子等にダメージを
与えることなく、アンチヒューズ回路を接続することが
できる(後述の実施の形態2〜6において同様)。
【0044】また、本実施の形態1による半導体装置に
おいて、アンチヒューズ接続は、上層配線12に所定の
電圧を印加するだけでよいため、ポストパッケージ後で
あってもアンチヒューズ接続することができる。従っ
て、半導体装置の歩留まりを向上させることができる。
【0045】なお、本実施の形態1では、プラグ31、
バリアメタル121およびアルミニウム配線122を除
去して空隙41を形成したが、プラグ31およびバリア
メタル121のみを除去することによって空隙を形成し
てもよい。すなわち、アルミニウム配線122の下層部
分はウェットエッチングしなくてもよい。この場合も、
上述した効果と同様の効果が得られる。
【0046】実施の形態2.上述の実施の形態1では、
プラグ31、バリアメタル121およびアルミニウム配
線122をウェットエッチングで除去することにより空
隙41を形成した。本実施の形態2においては、バリア
メタルのみをウェットエッチングで除去することにより
形成された空隙を有する半導体装置について説明する。
【0047】先ず、本実施の形態2による半導体装置に
ついて説明する。図10は、本発明の実施の形態2によ
る半導体装置を説明するための断面図である。図10に
おいて、図1又は図2と同一の参照符号は同様の部分を
示すため、その説明を簡略化ないし省略する。また、図
10中の参照符号42は、空隙を示している。
【0048】図10に示すように、基板(図示省略)上
に下層配線11が形成され、下層配線11を覆うように
絶縁膜21が形成されている。絶縁膜21内の開口部に
プラグ31が形成され、プラグ31上に上層配線12が
形成されている。ここで、プラグ31と上層配線12と
の間には、空隙42が形成されている。すなわち、上層
配線12が空隙42を介してプラグ31上に形成され
る。このため、空隙42により上層配線12とプラグ3
1が分離されており、上層配線12と下層配線11とが
電気的に絶縁されている。ここで、空隙42は、バリア
メタル121を除去して形成されたものである(後
述)。
【0049】半導体装置の動作については、前述の実施
の形態1と同様であるため、説明を省略する。
【0050】次に、上記半導体装置の製造方法について
説明する。図11〜図16は、本実施の形態2による半
導体装置の製造方法を説明するための図である。先ず、
図11〜図14で示された工程を行う。ここで、図11
〜図14は、実施の形態1で説明した図3〜図6の工程
と同一であるため、説明を省略する。次に、図15に示
すように、絶縁膜22の開口部22aから、例えば過酸
化水素を含む薬液を流し込んで、プラグ31上に形成さ
れたバリアメタル121をウェットエッチングする。こ
れにより、プラグ31上に空隙42が形成される。ま
た、このウェットエッチングにより、バリアメタル12
3が同時に除去されるが、デバイス動作上の問題はな
い。
【0051】最後に、図16に示すように、絶縁膜22
の開口部22aを塞ぐように、基板全面に絶縁膜(保護
絶縁膜)23をプラズマCVD法により形成する。
【0052】以上説明したように、本実施の形態2で
は、上層配線12に所定の電圧を印加して、アルミニウ
ム配線122でエレクトロマイグレーションを発生させ
た。これにより、空隙42により分離されていた上層配
線12とプラグ31とを接続するようにした。プラグ3
1は下層配線11と電気的に接続されているため、上層
配線12がプラグ31を介して下層配線11と電気的に
接続される。従って、本実施の形態2においても、実施
の形態1と同様の効果が得られる。
【0053】実施の形態3.上述の実施の形態1では、
プラグ31、バリアメタル121およびアルミニウム配
線122をウェットエッチングで除去することにより空
隙41を形成した。本実施の形態3においては、プラグ
の上層部分のみをウェットエッチングすることにより形
成された空隙を有する半導体装置について説明する。
【0054】先ず、本実施の形態3による半導体装置に
ついて説明する。図17は、本発明の実施の形態3によ
る半導体装置を説明するための断面図である。図17に
おいて、図1又は図2と同一の参照符号は同様の部分を
示すため,その説明を簡略化ないし省略する。また、図
17中の参照符号43は、空隙を示している。
【0055】図17に示すように、基板(図示省略)上
に下層配線11が形成され、下層配線11を覆うように
絶縁膜21が形成されている。絶縁膜21内の開口部に
プラグ31が形成され、プラグ31上に上層配線12が
形成されている。ここで、プラグ31と上層配線12と
の間には、空隙43が形成されている。すなわち、空隙
43を介して上層配線12がプラグ31上に形成されて
いる。このため、空隙43により上層配線12とプラグ
31とが分離されており、上層配線12と下層配線11
とが電気的に絶縁されている。ここで、空隙43は、プ
ラグ31上層部分が除去されて形成されたものである
(後述)。
【0056】半導体装置の動作については、前述の実施
の形態1と同様であるため、説明を省略する。
【0057】次に、上記半導体装置の製造方法について
説明する。図18〜図23は、本実施の形態3による半
導体装置の製造方法を説明するための図である。先ず、
図18〜図21で示された工程を行う。ここで、図18
〜図21は、実施の形態1で説明した図3〜図6の工程
と同一であるため、説明を省略する。次に、図22に示
すように、絶縁膜22の開口部22aから、例えばNH
4OH水溶液にAl防食剤を混合してなる薬液を流し込
んで、プラグ31の上層部分をウェットエッチングによ
り除去する。これにより、プラグ31上に空隙43が形
成される。なお、上記薬液に、バリアメタルの防食剤を
適宜混合してもよい。最後に、図23に示すように、絶
縁膜22の開口部22aを塞ぐように、基板全面に絶縁
膜(保護絶縁膜)23をプラズマCVD法により形成す
る。
【0058】以上説明したように、本実施の形態3で
は、上層配線12に所定の電圧を印加して、アルミニウ
ム配線122でエレクトロマイグレーションを発生させ
た。これにより、空隙43により分離されていた上層配
線12とプラグ31とを接続するようにした。プラグ3
1は下層配線11と電気的に接続されているため、上層
配線12がプラグ31を介して下層配線11と電気的に
接続される。従って、本実施の形態3においても、実施
の形態1と同様の効果が得られる。
【0059】実施の形態4.先ず、本実施の形態4によ
る半導体装置について説明する。図24は、本発明の実
施の形態4による半導体装置を説明するための断面図で
ある。図25は、本発明の実施の形態4による半導体装
置において、下層配線、プラグ、空隙および上層配線の
位置関係を示した上面図である。
【0060】図24および図25において、参照符号1
3は下層配線(第1配線)、14は上層配線(第2配
線)、24,25,26は絶縁膜、32はプラグ、44
は空隙を示している。ここで、下層配線13は、バリア
メタル131,133およびアルミニウム配線132を
備えている。また、上層配線14は、バリアメタル14
1,143およびアルミニウム配線142を備えてい
る。
【0061】上層配線14は、図示しない負荷回路に接
続されている。一方、下層配線13は、図示しない短絡
回路あるいはスペア回路に接続されている。
【0062】図24に示すように、基板(図示省略)上
に下層配線13が形成され、下層配線13を覆うように
絶縁膜24が形成されている。絶縁膜24内には、絶縁
膜24の表面から下層配線13の上面にまで達する開口
部が形成され、当該開口部内にプラグ32が形成されて
いる。ここで、プラグ32は、下層配線13と電気的に
接続されている。そして、絶縁膜24上に上層配線14
が形成されている。ここで、上層配線14は、底面がプ
ラグ32の上面と接触しないように形成されている。ま
た、上層配線14は、プラグ32の近傍で配線幅が細く
なるように形成されている(図25参照)。そして、上
層配線14を覆うように基板全面に絶縁膜25が形成さ
れている。そして、絶縁膜25内には、絶縁膜25の表
面からプラグ32の上面まで達する開口部(後述する開
口部25a)が形成されている。ここで、当該開口部に
より上層配線14の一部が露出している。さらに、当該
開口部を塞ぐように基板全面に絶縁膜(保護絶縁膜)2
6が形成されている。ここで、当該開口部は、絶縁膜2
6によって完全に埋め込まれず、底部に空隙44が残存
している。すなわち、上層配線14側方かつプラグ32
上に形成された空隙44により、上層配線14とプラグ
32が分離されている。
【0063】次に、上記半導体装置の動作、すなわちア
ンチヒューズ接続について説明する。図示しないが、上
層配線14に所定の電圧を印加すると、上層配線14の
アルミニウム配線142でエレクトロマイグレーション
が発生する。これにより、アルミニウム配線142は、
空隙44を経てプラグ32と接続する。プラグ32は、
下層配線13と電気的に接続されているため、上層配線
14と下層配線13とがプラグ32を介して電気的に接
続(アンチヒューズ接続)される。ここで、アルミニウ
ム配線142とプラグ32の接触面積(短絡部の面積)
は、従来の半導体装置でアンチヒューズ接続する場合よ
りも広く確保される。また、上層配線14は負荷回路に
接続され、下層配線13は短絡回路又はスペア回路に接
続されている。従って、負荷回路に、当該負荷回路を動
作させるのに十分な電圧が印加されなくなる。
【0064】次に、上記半導体装置の製造方法について
説明する。図26〜図30は、本発明の実施の形態4に
よる半導体装置の製造方法を説明するための図である。
先ず、図26に示すように、基板(図示省略)上に、バ
リアメタル131、アルミニウム配線132およびバリ
アメタル133を積層する。次に、積層したバリアメタ
ル131,133およびアルミニウム配線132をパタ
ーニングする。これにより、バリアメタル131,13
3およびアルミニウム配線132からなる下層配線13
が形成される。次に、下層配線13を覆うように基板全
面に絶縁膜(層間絶縁膜)24をプラズマCVD法によ
り形成する。そして、絶縁膜24の表面から下層配線1
3にまで達する開口部を、絶縁膜24内にドライエッチ
ングにより形成する。そして、開口部内にタングステン
等の金属を埋め込み、CMPにより不要な金属(タング
ステン)を除去する。これにより、開口部内にプラグ
(タングステンプラグ)32が形成される。次に、基板
全面(絶縁膜24およびプラグ32上)にバリアメタル
141を形成する。そして、バリアメタル141上にア
ルミニウム配線142を形成する。さらに、アルミニウ
ム配線142上にバリアメタル143を形成する。
【0065】次に、図27に示すように、バリアメタル
141,143およびアルミニウム配線142をパター
ニングする。これにより、バリアメタル141,143
およびアルミニウム配線142からなる上層配線14が
形成される。ここで、図28に示すような位置関係で、
下層配線13、上層配線14およびプラグ32が形成さ
れる。また、図28に示すように、上層配線14は、プ
ラグ32の近傍で配線幅が細くなるように形成されてい
る。これにより、プラグ32近傍の上層配線14で、優
先的にエレクトロマイグレーションが発生する。
【0066】次に、図29に示すように、上層配線14
を覆うように基板全面に絶縁膜25をプラズマCVD法
により形成する。そして、プラグ32の近傍に形成され
た絶縁膜25をエッチングにより除去する。これによ
り、絶縁膜25内に開口部25aが形成される。ここ
で、開口部25aは、底面にプラグ32の上面が露出す
るように形成されている。また、当該開口部25aによ
り上層配線14の一部が露出している。
【0067】最後に、図30に示すように、開口部25
aを塞ぐように基板全面に絶縁膜(保護絶縁膜)26を
プラズマCVD法により形成する。この時、開口部25
aを完全に埋め込むのではなく、開口部25aの底部、
すなわち上層配線14側方かつプラグ32上に空隙44
を残すように、絶縁膜26を形成する。
【0068】以上説明したように、本実施の形態4で
は、上層配線14に所定の電圧を印加して、アルミニウ
ム配線142でエレクトロマイグレーションを発生させ
た。これにより、空隙44により分離されていた上層配
線14とプラグ32とを接続するようにした。プラグ3
2は、下層配線13と電気的に接続されているため、上
層配線14がプラグ32を介して下層配線13と電気的
に接続される。従って、上層配線14にエレクトロマイ
グレーションを発生させることにより、上層配線14と
下層配線13とをアンチヒューズ接続することができ
る。よって、上層配線14に接続された負荷回路に、当
該負荷回路を動作させるのに十分な電圧が印加されるこ
とを防止することができる。
【0069】また、従来のアンチヒューズ膜を絶縁破壊
する場合に比べて、アルミニウム配線142とプラグ3
2との接触面積(すなわち短絡部の面積)を広くとるこ
とができる。従って、確実にアンチヒューズ接続するこ
とができ、アンチヒューズ構造の信頼性を大幅に向上さ
せることができる。
【0070】また、上層配線14の配線幅をプラグ32
近傍で細くすることにより、エレクトロマイグレーショ
ンをプラグ32近傍で優先的に発生させることができる
(後述の実施の形態6においても同様)。
【0071】また、本実施の形態4による半導体装置に
おいて、アンチヒューズ接続は、上層配線14に所定の
電圧を印加するだけでよいため、ポストパッケージ後で
あってもアンチヒューズ接続することができる。従っ
て、半導体装置の歩留まりを向上させることができる。
【0072】実施の形態5.先ず、本実施の形態5によ
る半導体装置について説明する。図31は、本発明の実
施の形態5による半導体装置を説明するための断面図で
ある。図32は、本発明の実施の形態5による半導体装
置において、第1配線、パッド、空隙および第2配線の
位置関係を説明するための上面図である。
【0073】図31および図32において、参照符号1
5aは第1配線、15bは第2配線、24,25,26
は絶縁膜、33はパッド、45は空隙を示している。こ
こで、第1配線15aは、バリアメタル151a,15
3a、アルミニウム配線152aを備えている。また、
第2配線15bは、バリアメタル151b,153b、
およびアルミニウム配線152bを備えている。
【0074】第1配線15aは、図示しない短絡回路あ
るいはスペア回路に接続されている。一方、第2配線1
5bは、図示しない負荷回路に接続されている。
【0075】図31に示すように、基板(図示省略)上
に、開口部を有する絶縁膜24が形成され、この開口部
内にパッド33が形成されている。そして、絶縁膜24
上に第1配線15aおよび第2配線15bが形成されて
いる。ここで、第1配線15aは、底面の一部がパッド
33上面と接触するように形成され、第2配線15b
は、底面がパッド33上面と接触しないように形成され
ている。また、図32に示すように、第2配線15b
は、パッド33近傍で配線幅が細くなるように形成され
ている。さらに、第1配線15aおよび第2配線15b
は、パッド33を挟むようにして形成されている。上記
第1配線15aおよび第2配線15bを覆うように絶縁
膜25が形成されている。絶縁膜25には、当該絶縁膜
25表面からパッド33上面に達する開口部(後述する
開口部25a)が形成されている。ここで、開口部によ
り第1配線15aおよび第2配線15bの一部が露出す
る。なお、当該開口部により第2配線15bの一部が露
出していれば、第1配線15aは露出していなくてもよ
い。そして、絶縁膜25の開口部を塞ぐように絶縁膜
(保護絶縁膜)26が形成されている。ここで、開口部
は、絶縁膜26によって完全に埋め込まれず、底部に空
隙45を残している。すなわち、第2配線15b側方か
つパッド33上に空隙45が形成される。
【0076】次に、上記半導体装置の動作、すなわちア
ンチヒューズ接続について説明する。図示しないが、第
2配線15bに所定の電圧を印加すると、第2配線15
bのアルミニウム配線152bでエレクトロマイグレー
ションが発生する。これにより、アルミニウム配線15
2bは、パッド33上に形成された空隙45を経てパッ
ド33と接続する。パッド33は、第1配線15aと電
気的に接続されているため、第1配線15aと第2配線
15bとがパッド33を介して電気的に接続(アンチヒ
ューズ接続)される。
【0077】次に、上記半導体装置の製造方法について
説明する。図33〜図37は、本発明の実施の形態5に
よる半導体装置の製造方法を説明するための図である。
先ず、図33に示すように、基板(図示省略)上に、絶
縁膜24をプラズマCVD法により形成する。次に、絶
縁膜24内に所定の深さの開口部をドライエッチングに
より形成する。そして、開口部内にタングステン等の金
属を埋め込み、CMPにより不要な金属(タングステ
ン)を除去する。これにより、開口部内に導電性のパッ
ド33が形成される。次に、基板全面にバリアメタル1
51を形成する。そして、バリアメタル151上にアル
ミニウム配線152を形成する。さらに、アルミニウム
配線152上にバリアメタル153を形成する。
【0078】次に、図34に示すように、バリアメタル
151,153およびアルミニウム配線152をパター
ニングする。これにより、絶縁膜24上の同一レイヤ
に、第1配線15aと第2配線15bとが同時に形成さ
れる。ここで、図35に示すような位置関係で、第1配
線15a、第2配線15b、およびパッド33が形成さ
れる。また、図35に示すように、第2配線15bは、
パッド33の近傍で配線幅が細くなるように形成され
る。このため、パッド33近傍の第2配線15bにおい
て、エレクトロマイグレーションが発生しやすくなる。
【0079】次に、図36に示すように、第1配線15
aおよび第2配線15bを覆うように基板全面に絶縁膜
25をプラズマCVD法により形成する。そして、パッ
ド33近傍に形成された絶縁膜25をドライエッチング
により除去する。これにより、絶縁膜25内に、絶縁膜
25の表面からパッド33の上面に達する開口部25a
が形成される。また、開口部25aにより第1配線15
aおよび第2配線15bの一部がそれぞれ露出してい
る。
【0080】最後に、図37に示すように、開口部25
aを塞ぐように基板全面に絶縁膜(保護絶縁膜)26を
プラズマCVD法により形成する。この時、開口部25
aを完全に埋め込むのではなく、開口部25aの底部に
空隙45を残すように、絶縁膜26を形成する。
【0081】以上説明したように、本実施の形態5で
は、第2配線15bに所定の電圧を印加して、アルミニ
ウム配線152bでエレクトロマイグレーションを発生
させた。これにより、空隙45により分離されていた第
2配線15bとパッド33とを接続するようにした。パ
ッド33は、第1配線15aと電気的に接続されている
ため、第2配線15bがパッド33を介して第1配線1
5aと電気的に接続される。従って、第2配線15bに
エレクトロマイグレーションを発生させることにより、
第2配線15bと第1配線15aとをアンチヒューズ接
続することができる。よって、第2配線15bに接続さ
れた負荷回路に、当該負荷回路を動作させるのに十分な
電圧が印加されることを防止することができる。
【0082】また、従来のアンチヒューズ膜を絶縁破壊
する場合に比べて、アルミニウム配線152bとパッド
33との接触面積(すなわち短絡部の面積)を広くとる
ことができる。従って、確実にアンチヒューズ接続する
ことができ、アンチヒューズ構造の信頼性を大幅に向上
させることができる。
【0083】また、第2配線15bの配線幅をパッド3
3近傍で細くすることにより、エレクトロマイグレーシ
ョンをパッド33近傍で優先的に発生させることができ
る。
【0084】また、本実施の形態5による半導体装置に
おいて、アンチヒューズ接続は、第2配線15bに所定
の電圧を印加するだけでよいため、ポストパッケージ後
であってもアンチヒューズ接続することができる。従っ
て、半導体装置の歩留まりを向上させることができる。
【0085】なお、第2配線15bは、上述のようにパ
ターニングする方法以外に、以下のような方法で形成し
てもよい。図38は、本実施の形態5による半導体装置
の製造方法において、第2配線の別の形成方法を説明す
るための断面図である。先ず、図38に示すように、絶
縁膜24内に溝を形成する。ここで、溝はパッド33の
近傍に形成する。そして、当該溝にバリアメタル151
b,アルミニウム配線152bおよびバリアメタル15
3bを埋め込む。これにより、絶縁膜24上および溝内
に第2配線15bが形成される。ここで、溝の側面に沿
って形成された第2配線15bは幅が細くなっており、
パターニングした場合と同様に、パッド33近傍で第2
配線15bの配線幅が細くなる。従って、第2配線15
bの高度な微細化技術が不要となる。この方法は、第2
配線15bの膜厚が厚い場合、すなわちアルミニウム配
線152bのエッチングが困難な場合に好適である。ま
た、この方法は、写真製版技術によるパターン転写時に
おいて、局所的に配線を細くするのが困難な場合にも好
適である。本実施の形態5のように、同一レイヤに隣接
する配線の太さ(又は配線間隔)を大きく変えるのは困
難であり、このような場合には特に好適である。また、
この方法は、実施の形態4,6で、上層配線14bを形
成する場合に、適用可能である。
【0086】実施の形態6.上述の実施の形態4では、
開口部25aを埋め戻すことにより上層配線14の側方
に空隙44を形成し、この空隙44を経て上層配線14
がプラグ32に接続することにより、アンチヒューズ接
続した。本実施の形態6は、空隙の形成に開口部の埋め
戻しを必要としない半導体装置およびその製造方法を提
供する。
【0087】先ず、本実施の形態6による半導体装置に
ついて説明する。図39は、本発明の実施の形態6によ
る半導体装置を説明するための断面図である。図39に
おいて、図24と同一の参照符号は同様の部分を示すた
め、その説明を簡略化ないし省略する。参照符号27,
28は絶縁膜、46は空隙を示している。
【0088】図39に示すように、基板(図示省略)上
に下層配線13が形成され、下層配線13を覆うように
絶縁膜24が形成されている。絶縁膜24内には開口部
が形成され、当該開口部内にプラグ32が形成されてい
る。プラグ32の上層(絶縁膜24上)に上層配線14
が形成されている。ここで、上層配線14は、底面がプ
ラグ32の上面と接触しないように形成される。そし
て、上層配線14を覆うように絶縁膜25が形成されて
いる。さらに、絶縁膜25上に絶縁膜27が形成されて
いる。直下にプラグ32が形成されていない絶縁膜27
内には、開口部(後述する開口部27a)が形成されて
いる。さらに、絶縁膜25内には、プラグ32の上面お
よび上層配線14の一部が露出する開口部(後述する開
口部25a)が形成されている。また、絶縁膜25と絶
縁膜27は、ウェットエッチングレートが異なる膜であ
る。そして、絶縁膜27の開口部を塞ぐように基板全面
に絶縁膜(保護絶縁膜)28が形成されている。絶縁膜
25の開口部は、絶縁膜28によって埋め込まれず、上
層配線14側方かつプラグ32上に空隙46が形成され
る。
【0089】次に、上記半導体装置におけるアンチヒュ
ーズ接続について説明する。図示しないが、上記配線1
4の所定の電圧を印加すると、アルミニウム配線142
でエレクトロマイグレーションが発生する。これによ
り、アルミニウム配線142は、側方に形成された空隙
46を経てプラグ32と接続する。プラグ32は、下層
配線13と電気的に接続されているため、上層配線14
と下層配線13とがプラグ32を介して電気的に接続
(アンチヒューズ接続)される。
【0090】次に、上記半導体装置の製造方法について
説明する。図40〜図45は、本発明の実施の形態6に
よる半導体装置の製造方法を説明するための図である。
【0091】先ず、図40〜図41で示された工程を行
う。ここで、図40〜図41は、実施の形態4で説明し
た図26〜図27の工程と同一であるため、説明を省略
する。ここで、図41に示す工程が終了した時、図42
に示すような位置関係で、下層配線13、上層配線14
およびプラグ32が形成される。また、図42に示すよ
うに、上層配線14は、プラグ32の近傍で配線幅が細
くなるように形成される。
【0092】次に、図43に示すように、上層配線14
を覆うように基板全面に絶縁膜25を形成する。そし
て、絶縁膜25上に、当該絶縁膜25とウェットエッチ
ングレートの異なる絶縁膜27を形成する。ここで、絶
縁膜25,27のウェットエッチングレートは、絶縁膜
25,27にドープされる不純物の有無、種類又は量に
より調整される。次に、プラグ32の直上ではない部分
に形成された絶縁膜27をドライエッチングにより除去
して、開口部(アンチヒューズ開口部)27aを形成す
る(図44参照)。そして、開口部27aから薬液を流
し込み、絶縁膜25をウェットエッチングする。これに
より、絶縁膜25内に開口部25aが形成される。ここ
で、ウェットエッチングに用いられる上記薬液は、絶縁
膜25のみを溶解させる薬液である。また、開口部25
aによってプラグ32の上面および上層配線14の一部
が露出している。また、図44に示すような位置関係
で、下層配線13、上層配線14、アンチヒューズ開口
部27aおよびプラグ32が形成される。
【0093】最後に、図45に示すように、基板全面に
絶縁膜28を形成する。これにより、プラグ32の近傍
に空隙46が形成される。ここで、開口部27aから開
口部25a内にも絶縁膜28が形成されるが、開口部2
7aはプラグ32の直上にないため、プラグ32上には
絶縁膜28は形成されない。
【0094】以上説明したように、本実施の形態6で
は、上層配線14に所定の電圧を印加して、アルミニウ
ム配線142でエレクトロマイグレーションを発生させ
た。これにより、空隙46により分離されていた上層配
線14とプラグ32とを接続するようにした。プラグ3
2は、下層配線13と電気的に接続されているため、上
層配線14がプラグ32を介して下層配線13と電気的
に接続される。従って、本実施の形態6において、実施
の形態4と同様の効果が得られる。
【0095】また、本実施の形態6では、ウェットエッ
チングレートの異なる2種類の絶縁膜25,27を形成
し、プラグ32上にない開口部27aから薬液を注いで
絶縁膜25のみをウェットエッチングすることにより空
隙46を形成した。従って、実施の形態4のように、空
隙を形成する際に開口部の埋め戻しを必要としない。こ
のため、実施の形態4よりも空隙を容易に形成すること
ができる。
【0096】
【発明の効果】本発明によれば、負荷回路に接続された
第2配線にエレクトロマイグレーションを発生させて、
第2配線近傍の空隙を経て第2配線と、プラグ又はパッ
ドとを接続する。プラグ又はパッドは第1配線と接続さ
れ、第1配線は短絡回路又はスペア回路に接続されてい
る。従って、短絡部の面積を大きくとることが可能であ
る。これにより、信頼性の高いアンチヒューズ回路を有
する半導体装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1による半導体装置を説
明するための断面図である。
【図2】 本発明の実施の形態1による半導体装置にお
いて、上層配線、プラグおよび下層配線の位置関係を説
明するための上面図である。
【図3】 本発明の実施の形態1による半導体装置の製
造方法を説明するための図である(その1)。
【図4】 本発明の実施の形態1による半導体装置の製
造方法を説明するための図である(その2)。
【図5】 本発明の実施の形態1による半導体装置の製
造方法を説明するための図である(その3)。
【図6】 本発明の実施の形態1による半導体装置の製
造方法を説明するための図である(その4)。
【図7】 本発明の実施の形態1による半導体装置の製
造方法を説明するための図である(その5)。
【図8】 本発明の実施の形態1による半導体装置の製
造方法を説明するための図である(その6)。
【図9】 本発明の実施の形態1による半導体装置の動
作を説明するための断面図である。
【図10】 本発明の実施の形態2による半導体装置を
説明するための断面図である。
【図11】 本発明の実施の形態2による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その1)。
【図12】 本発明の実施の形態2による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その2)。
【図13】 本発明の実施の形態2による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その3)。
【図14】 本発明の実施の形態2による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その4)。
【図15】 本発明の実施の形態2による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その5)。
【図16】 本発明の実施の形態2による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その6)。
【図17】 本発明の実施の形態3による半導体装置を
説明するための断面図である。
【図18】 本発明の実施の形態3による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その1)。
【図19】 本発明の実施の形態3による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その2)。
【図20】 本発明の実施の形態3による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その3)。
【図21】 本発明の実施の形態3による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その4)。
【図22】 本発明の実施の形態3による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その5)。
【図23】 本発明の実施の形態3による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その6)。
【図24】 本発明の実施の形態4による半導体装置を
説明するための断面図である。
【図25】 本発明の実施の形態4による半導体装置に
おいて、下層配線、プラグ、空隙および上層配線の位置
関係を示した上面図である。
【図26】 本発明の実施の形態4による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その1)。
【図27】 本発明の実施の形態4による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その2)。
【図28】 本発明の実施の形態4による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その3)。
【図29】 本発明の実施の形態4による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その4)。
【図30】 本発明の実施の形態4による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その5)。
【図31】 本発明の実施の形態5による半導体装置を
説明するための断面図である。
【図32】 本発明の実施の形態5による半導体装置に
おいて、第1配線、パッドおよび第2配線の位置関係を
説明するための上面図である。
【図33】 本発明の実施の形態5による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その1)。
【図34】 本発明の実施の形態5による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その2)。
【図35】 本発明の実施の形態5による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その3)。
【図36】 本発明の実施の形態5による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その4)。
【図37】 本発明の実施の形態5による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その5)。
【図38】 本発明の実施の形態5による半導体装置の
製造方法において、第2配線の別の形成方法を説明する
ための断面図である。
【図39】 本発明の実施の形態6による半導体装置を
説明するための断面図である。
【図40】 本発明の実施の形態6による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その1)。
【図41】 本発明の実施の形態6による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その2)。
【図42】 本発明の実施の形態6による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その3)。
【図43】 本発明の実施の形態6による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その4)。
【図44】 本発明の実施の形態6による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その5)。
【図45】 本発明の実施の形態6による半導体装置の
製造方法を説明するための図である(その6)。
【図46】 従来の半導体装置を説明するための断面図
である。
【符号の説明】
11 下層配線(第1配線)、 12 上層配線(第2
配線)、 13 下層配線(第1配線)、 14 上層
配線(第2配線)、 15a 第1配線、 15b 第
2配線、 21,22,23,24,25,26,2
7,28 絶縁膜、 25a,27a 開口部、 3
1,32 プラグ、 33 パッド、 41,42,4
3,44,45,46 空隙、 111,113,12
1,123,131,133,141,151a,15
3a,151b,153b バリアメタル、 112,
122,132,142,152a,152b アルミ
ニウム配線。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F033 HH08 JJ19 KK08 KK09 KK18 KK21 KK32 KK33 MM08 MM13 NN12 QQ08 QQ10 QQ11 QQ19 QQ37 QQ48 RR30 SS15 VV11 XX00 5F064 FF02 FF28 FF46 GG05

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負荷回路に高電圧が印加されるのを防ぐ
    ための短絡回路又はスペア回路を有する半導体装置であ
    って、 基板と、 前記基板上に形成され、前記短絡回路又はスペア回路に
    接続された第1配線と、 前記第1配線を覆う第1絶縁膜と、 前記第1絶縁膜の表面から前記第1配線まで達し、前記
    第1絶縁膜内に形成された開口部と、 前記開口部内に形成され、前記第1配線と電気的に接続
    されたプラグと、 前記プラグ上に所定の空隙を介して形成され、前記負荷
    回路に接続された第2配線と、 前記第2配線を覆う第2絶縁膜と、 を備えたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の半導体装置において、 前記第2配線は、バリアメタルと、当該バリアメタル上
    に形成されたアルミニウム配線とを有し、 前記空隙は、前記プラグの上層部分と、当該上層部分の
    上に形成された前記バリアメタルと、が除去されて形成
    されたものであることを特徴とする半導体装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の半導体装置において、 前記空隙は、前記プラグ上に形成された前記アルミニウ
    ム配線の下層部分が更に除去されて形成されたものであ
    ることを特徴とする半導体装置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の半導体装置において、 前記第2配線は、バリアメタルと、当該バリアメタル上
    に形成されたアルミニウム配線とを有し、 前記空隙は、前記プラグ上に形成された前記バリアメタ
    ルが除去されて形成されたものであることを特徴とする
    半導体装置。
  5. 【請求項5】 請求項1に記載の半導体装置において、 前記第2配線は、バリアメタルと、当該バリアメタル上
    に形成されたアルミニウム配線とを有し、 前記空隙は、前記プラグの上層部分が除去されて形成さ
    れたものであることを特徴とする半導体装置。
  6. 【請求項6】 負荷回路に高電圧が印加されるのを防ぐ
    ための短絡回路又はスペア回路を有する半導体装置であ
    って、 基板と、 前記基板上に形成され、前記短絡回路又はスペア回路に
    接続された第1配線と、 前記第1配線を覆う第1絶縁膜と、 前記第1絶縁膜の表面から前記第1配線まで達し、前記
    第1絶縁膜内に形成された第1開口部と、 前記第1開口部内に形成され、前記第1配線と電気的に
    接続されたプラグと、 前記プラグ近傍の前記第1絶縁膜上に形成され、前記負
    荷回路に接続された第2配線と、 前記第2配線の側方かつ前記プラグ上に所定の空隙を保
    持して、前記第2配線を覆う第2絶縁膜と、 を備えたことを特徴とする半導体装置。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の半導体装置において、 前記第2配線は、前記プラグの近傍で配線幅が細く形成
    されたことを特徴とする半導体装置。
  8. 【請求項8】 請求項1から7の何れかに記載の半導体
    装置において、 前記第2配線は、所定の電圧が印加されると、エレクト
    ロマイグレーションを発生して前記プラグと接続するこ
    とを特徴とする半導体装置。
  9. 【請求項9】 負荷回路に高電圧が印加されるのを防ぐ
    ための短絡回路又はスペア回路を有する半導体装置であ
    って、 基板と、 前記基板上に形成され、開口部を有する第1絶縁膜と、 前記開口部内に形成され、導電性を有するパッドと、 前記第1絶縁膜上に、底面の一部が前記パッド上面と接
    触するように形成され、前記短絡回路又は前記スペア回
    路に接続された第1配線と、 前記第1絶縁膜上で前記第1配線との間に前記パッドを
    介した位置に、底面が前記パッド上面と接触しないよう
    に形成され、前記負荷回路に接続された第2配線と、 前記パッド上に所定の空隙を保持して、前記第1配線お
    よび前記第2配線を覆う第2絶縁膜と、 を備えたことを特徴とする半導体装置。
  10. 【請求項10】 請求項9に記載の半導体装置におい
    て、 前記第2配線は、前記パッドの近傍で配線幅が細く形成
    されたことを特徴とする半導体装置。
  11. 【請求項11】 請求項9又は10に記載の半導体装置
    において、 前記第2配線は、所定の電圧が印加されると、エレクト
    ロマイグレーションを発生して前記パッドと接続するこ
    とを特徴とする半導体装置。
  12. 【請求項12】 負荷回路に高電圧が印加されるのを防
    ぐための短絡回路又はスペア回路を有する半導体装置の
    製造方法であって、 基板上に、前記短絡回路又はスペア回路に接続された第
    1配線を形成する工程と、 前記第1配線を覆うように前記基板の全面に第1絶縁膜
    を形成する工程と、 前記第1絶縁膜の表面から前記第1配線まで達する第1
    開口部を前記第1絶縁膜内に形成する工程と、 前記第1開口部内にプラグを形成する工程と、 前記プラグ上に、前記負荷回路に接続された第2配線を
    形成する工程と、 前記第2配線と前記プラグとの間に空隙を形成する工程
    と、 前記空隙を形成した後、前記基板の全面を覆う第2絶縁
    膜を形成する工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  13. 【請求項13】 請求項12に記載の製造方法におい
    て、 前記第2配線は、バリアメタルと、当該バリアメタル上
    に形成されたアルミニウム配線とを有し、 前記空隙は、前記プラグ上に形成された前記バリアメタ
    ルと、前記プラグの上層部分とを除去して形成すること
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
  14. 【請求項14】 請求項13に記載の製造方法におい
    て、 前記空隙は、前記プラグ上に形成された前記アルミニウ
    ム配線の下層部分を更に除去して形成することを特徴と
    する半導体装置の製造方法。
  15. 【請求項15】 請求項12に記載の製造方法におい
    て、 前記第2配線は、バリアメタルと、当該バリアメタル上
    に形成されたアルミニウム配線とを有し、 前記空隙は、前記プラグ上に形成された前記バリアメタ
    ルを除去して形成することを特徴とする半導体装置の製
    造方法。
  16. 【請求項16】 請求項12に記載の製造方法におい
    て、 前記第2配線は、バリアメタルと、当該バリアメタル上
    に形成されたアルミニウム配線とを有し、 前記プラグの上層部分を除去して、前記空隙を形成する
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  17. 【請求項17】 請求項12から16の何れかに記載の
    製造方法において、 前記空隙をウェットエッチングにより形成することを特
    徴とする半導体装置の製造方法。
  18. 【請求項18】 負荷回路に高電圧が印加されるのを防
    ぐための短絡回路又はスペア回路を有する半導体装置の
    製造方法であって、 基板上に、前記短絡回路又はスペア回路に接続された第
    1配線を形成する工程と、 前記第1配線を覆うように前記基板の全面に第1絶縁膜
    を形成する工程と、 前記第1絶縁膜内に第1開口部を形成する工程と、 前記第1開口部内にプラグを形成する工程と、 底面が前記プラグの上面と重ならないように、第2配線
    を前記第1絶縁膜上に形成する工程と、 前記第2配線を覆うように前記基板の全面に、第2絶縁
    膜を形成する工程と、 前記第2絶縁膜の表面から前記プラグの上面にまで達
    し、前記第2配線を露出させる第2開口部を前記第2絶
    縁膜内に形成する工程と、 前記第2開口部の底部に空隙を残すように、前記基板の
    全面に第3絶縁膜を形成する工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  19. 【請求項19】 負荷回路に高電圧が印加されるのを防
    ぐための短絡回路又はスペア回路を有する半導体装置の
    製造方法であって、 基板上に第1絶縁膜を形成する工程と、 前記第1絶縁膜内に第1開口部を形成する工程と、 前記第1開口部内にパッドを形成する工程と、 底面の一部が前記パッドの上面と重なるように、前記第
    1絶縁膜上に前記短絡回路又はスペア回路に接続された
    第1配線を形成する工程と、 底面が前記パッドの上面と重ならないように、前記第1
    絶縁膜上に前記負荷回路に接続された第2配線を形成す
    る工程と、 前記第1配線および前記第2配線を覆うように前記基板
    の全面に第2絶縁膜を形成する工程と、 前記第2絶縁膜の表面から前記パッドの上面にまで達
    し、前記第2配線の一部を露出させる第2開口部を前記
    第2絶縁膜内に形成する工程と、 前記第2開口部の底部に空隙を残すように、前記基板の
    全面に第3絶縁膜を形成する工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  20. 【請求項20】 負荷回路に高電圧が印加されるのを防
    ぐための短絡回路又はスペア回路を有する半導体装置の
    製造方法であって、 基板上に、前記短絡回路又はスペア回路に接続された第
    1配線を形成する工程と、 前記第1配線を覆うように前記基板の全面に第1絶縁膜
    を形成する工程と、 前記第1絶縁膜内に第1開口部を形成する工程と、 前記第1開口部内にプラグを形成する工程と、 底面が前記プラグの上面と重ならないように、第2配線
    を前記第1絶縁膜上に形成する工程と、 前記第2配線を覆うように前記基板の全面に、第2絶縁
    膜を形成する工程と、 前記第2絶縁膜上に第3絶縁膜を形成する工程と、 前記プラグの直上に形成されていない前記第3絶縁膜内
    に第2開口部を形成する工程と、 前記第2開口部の底部に露出する前記第2絶縁膜を除去
    して、前記プラグ上かつ前記第2配線の側方に空隙を形
    成する工程と、 前記第2開口部を塞ぐように、前記基板の全面に第4絶
    縁膜を形成する工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100909755B1 (ko) 2007-10-31 2009-07-29 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 퓨즈 및 그 형성방법
US20100207239A1 (en) * 2009-02-18 2010-08-19 Nec Electronics Corporation Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR20140071745A (ko) * 2012-12-04 2014-06-12 삼성전자주식회사 반도체 장치
US10319667B2 (en) 2016-08-24 2019-06-11 Fujitsu Limited Electronic device and method of fabricating the same
CN113874215A (zh) * 2019-05-21 2021-12-31 费森尤斯卡比德国有限公司 用于制造医疗包装的设备和方法
CN113874214A (zh) * 2019-05-21 2021-12-31 费森尤斯卡比德国有限公司 用于制造医疗包装的设备和方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10319273B4 (de) 2003-04-29 2008-11-06 Infineon Technologies Ag Verfahren und Vorrichtung zum Bewerten und Nachprogrammieren von einmal programmierbaren Zellen
US20050246218A1 (en) * 2004-04-29 2005-11-03 Todd Benson Method and system for tracking participant interest in trade fair vendors
CN102830338A (zh) * 2012-09-10 2012-12-19 西安电子科技大学 大规模集成互连电迁移失效测试方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100909755B1 (ko) 2007-10-31 2009-07-29 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의 퓨즈 및 그 형성방법
US20100207239A1 (en) * 2009-02-18 2010-08-19 Nec Electronics Corporation Semiconductor device and manufacturing method thereof
US8159041B2 (en) * 2009-02-18 2012-04-17 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and manufacturing method thereof
KR20140071745A (ko) * 2012-12-04 2014-06-12 삼성전자주식회사 반도체 장치
KR101976039B1 (ko) * 2012-12-04 2019-08-28 삼성전자 주식회사 반도체 장치
US10319667B2 (en) 2016-08-24 2019-06-11 Fujitsu Limited Electronic device and method of fabricating the same
CN113874215A (zh) * 2019-05-21 2021-12-31 费森尤斯卡比德国有限公司 用于制造医疗包装的设备和方法
CN113874214A (zh) * 2019-05-21 2021-12-31 费森尤斯卡比德国有限公司 用于制造医疗包装的设备和方法

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