JP2006253438A - Semiconductor device - Google Patents

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Mikiji Hayashi
幹司 林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which is capable of obtaining many kinds of identification information effectively using a small number of resistive elements. <P>SOLUTION: The semiconductor device 1 is equipped with a semiconductor substrate 10, n (n is an integer of two or above) resistive elements 20, interconnect lines 30, and terminals 40a and 40b. The resistive elements 20 are set different from each other in resistance value and constitute a circuit element group. Concretely, provided that the resistive element having the smallest resistance value of all the other n resistive elements has a resistance value of R, the resistance values of the residual (n-1) resistive elements 20 are represented by 2<SP>j</SP>×R (j=1, 2, ..., n-1), respectively. The k (k is an integer of 1 to n) resistive elements 20 out of the n resistive element 20 are electrically interconnected with each other by the interconnect lines 30. By this setup, the sum of the resistance values of the k resistive elements 20 appears between the terminals 40a and 40b. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、半導体装置およびその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof.

一般に、半導体装置の製造においては、1枚のウェハから複数の半導体装置が得られる。それらの半導体装置は、各々パッケージングされた上で出荷される。その際、何らの手段も講じなければ、各半導体装置の製造ロット番号、ウェハ番号あるいはウェハ内での位置等の情報は判らなくなってしまう。   In general, in the manufacture of a semiconductor device, a plurality of semiconductor devices are obtained from a single wafer. These semiconductor devices are shipped after being packaged. At that time, if no means are taken, information such as the manufacturing lot number, wafer number, or position in the wafer of each semiconductor device will not be known.

そこで、各半導体装置を識別するための識別情報をパッケージ上に捺印する手法も提案されている。しかし、その捺印は、不良解析等のためにパッケージを開封した後では消えてしまう。また、パッケージングせずに半導体装置を出荷する場合には、その捺印すら不可能である。   In view of this, a method for marking identification information for identifying each semiconductor device on a package has also been proposed. However, the seal disappears after the package is opened for failure analysis or the like. Further, when a semiconductor device is shipped without packaging, it is impossible even to seal it.

これに対して、識別情報を半導体装置自体に記憶させる手法も提案されている(特許文献1〜4)。例えば、特許文献1に記載の半導体装置においては、相異なる抵抗値を有する複数の抵抗素子が設けられており、それらの接続関係と抵抗値の比との組み合わせが識別情報として用いられている。   On the other hand, methods for storing identification information in the semiconductor device itself have also been proposed (Patent Documents 1 to 4). For example, in the semiconductor device described in Patent Document 1, a plurality of resistance elements having different resistance values are provided, and a combination of their connection relation and resistance value ratio is used as identification information.

また、特許文献2に記載の半導体装置においては、線上の抵抗素子と、その抵抗素子上に等間隔で設けられた複数のコンタクトと、3つの測定端子とが設けられている。それらの3つの測定端子のうち第1および第2の端子はそれぞれ、抵抗素子の一端に設けられたコンタクトおよびその隣りのコンタクトに接続されている。そして、残りの第3の端子が接続されるコンタクトを半導体装置毎に異ならしめることにより、第1および第2の端子間に現れる抵抗値と第1および第3の端子間に現れる抵抗値との比を識別情報として用いている。
特開平5−102263号公報 特開平5−218207号公報 特開平5−315207号公報 特開2000−21694号公報
Moreover, in the semiconductor device described in Patent Document 2, a resistive element on a line, a plurality of contacts provided at equal intervals on the resistive element, and three measurement terminals are provided. Of these three measurement terminals, the first and second terminals are respectively connected to a contact provided at one end of the resistance element and a contact adjacent thereto. Then, by making the contact to which the remaining third terminal is connected different for each semiconductor device, the resistance value appearing between the first and second terminals and the resistance value appearing between the first and third terminals are The ratio is used as identification information.
Japanese Patent Laid-Open No. 5-102263 JP-A-5-218207 JP-A-5-315207 JP 2000-21694 A

ところで、これらの半導体装置においては、装置全体の小型化の観点からも、数少ない抵抗素子を用いて効率良く多種類の識別情報を得られることが好ましい。しかしながら、特許文献1,2に記載の手法には、かかる効率の面で向上の余地がある。   By the way, in these semiconductor devices, it is preferable that various types of identification information can be efficiently obtained by using a small number of resistance elements from the viewpoint of miniaturization of the entire device. However, the methods described in Patent Documents 1 and 2 have room for improvement in terms of efficiency.

本発明による半導体装置は、特性値が相異なるn個(nは2以上の整数)の回路素子により構成される回路素子群と、上記n個の回路素子のうちk個(kは1以上n以下の整数)を互いに電気的に接続する配線と、上記配線の相異なる2箇所にそれぞれ接続された第1および第2の特性値測定用端子と、を備え、上記n個の回路素子の上記特性値のうち最小のものをXとしたとき、他のn−1個の回路素子の上記特性値は、それぞれ2・X(j=1,2,…,n−1)と表され、上記配線は、上記k個の回路素子の上記特性値の和が上記第1および第2の特性値測定用端子間に現れるように、上記k個の回路素子を互いに接続していることを特徴とする。 The semiconductor device according to the present invention includes a circuit element group composed of n (n is an integer of 2 or more) circuit elements having different characteristic values, and k (k is 1 or more and n) among the n circuit elements. (The following integer) are electrically connected to each other, and first and second characteristic value measuring terminals respectively connected to two different locations of the wiring, and the n circuit elements are connected to each other. When the minimum characteristic value is X, the characteristic values of the other n−1 circuit elements are expressed as 2 j · X (j = 1, 2,..., N−1), respectively. The wiring connects the k circuit elements to each other so that a sum of the characteristic values of the k circuit elements appears between the first and second characteristic value measuring terminals. And

この半導体装置においては、それぞれX,2X,2X,…,2n−1Xと表される特性値をもつn個の回路素子が設けられている。そして、これらの回路素子の一部または全部は配線によって電気的に接続され、接続された回路素子の特性値の和が第1および第2の特性値測定用端子間に現れるように構成されている。ここで、1から2−1までの2−1個の全ての整数は、1,2,2,…,2n−1のn個の整数の中から選ばれたk個の整数の和として得られる。したがって、第1および第2の特性値測定用端子間に現れる上記特性値の和を識別情報として用いることにより、n個の回路素子から2−1種類の識別情報を得ることができる。 In this semiconductor device, n circuit elements having characteristic values represented by X, 2X, 2 2 X,..., 2 n−1 X are provided. Some or all of these circuit elements are electrically connected by wiring, and the sum of the characteristic values of the connected circuit elements appears between the first and second characteristic value measuring terminals. Yes. Here, all 2 n −1 integers from 1 to 2 n −1 are k integers selected from n integers 1 , 2, 2 2 ,..., 2 n−1. Is obtained as the sum of Therefore, by using the sum of the characteristic values appearing between the first and second characteristic value measuring terminals as identification information, 2 n −1 types of identification information can be obtained from n circuit elements.

また、本発明による半導体装置の製造方法は、半導体基板上に特性値が相異なるn個(nは2以上の整数)の回路素子を形成する回路素子形成工程と、上記n個の回路素子のうちk個(kは1以上n以下の整数)を互いに電気的に接続する配線を形成する配線形成工程と、上記配線の相異なる2箇所にそれぞれ接続されるように第1および第2の特性値測定用端子を形成する端子形成工程と、を含み、上記回路素子形成工程においては、上記n個の回路素子の上記特性値のうち最小のものをXとしたとき、他のn−1個の回路素子の上記特性値がそれぞれ2・X(j=1,2,…,n−1)と表されるように、上記回路素子を形成し、上記配線形成工程においては、上記配線によって互いに接続される上記k個の回路素子の上記特性値の和が上記第1および第2の特性値測定用端子間に現れるように、上記配線を形成することを特徴とする。 In addition, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes a circuit element forming step of forming n (n is an integer of 2 or more) circuit elements having different characteristic values on a semiconductor substrate, and the n circuit elements. Of these, k (k is an integer of 1 or more and n or less) wiring forming step for forming wirings that are electrically connected to each other, and the first and second characteristics are connected to two different locations of the wirings, respectively. A terminal forming step of forming a value measuring terminal, and in the circuit element forming step, when the minimum characteristic value of the n circuit elements is X, another n-1 The circuit elements are formed such that the characteristic values of the circuit elements are expressed as 2 j · X (j = 1, 2,..., N−1), respectively. Sum of the characteristic values of the k circuit elements connected to each other The wiring is formed in such a manner that appears between the first and second characteristic value measuring terminals.

この製造方法によれば、それぞれX,2X,2X,…,2n−1Xと表される特性値をもつn個の回路素子が設けられた半導体装置が製造される。そして、その半導体装置においては、これらの回路素子の一部または全部は配線によって電気的に接続され、接続された回路素子の特性値の和が第1および第2の特性値測定用端子間に現れるように構成されている。したがって、第1および第2の特性値測定用端子間に現れる上記特性値の和を識別情報として用いることにより、n個の回路素子から2−1種類の識別情報を得ることができる半導体装置が得られる。 According to this manufacturing method, a semiconductor device provided with n circuit elements having characteristic values represented as X, 2X, 2 2 X,..., 2 n−1 X, respectively, is manufactured. In the semiconductor device, some or all of these circuit elements are electrically connected by wiring, and the sum of the characteristic values of the connected circuit elements is between the first and second characteristic value measuring terminals. It is configured to appear. Therefore, by using the sum of the characteristic values appearing between the first and second characteristic value measuring terminals as identification information, a semiconductor device capable of obtaining 2 n −1 types of identification information from n circuit elements. Is obtained.

本発明によれば、効率良く多種類の識別情報を得ることが可能な半導体装置およびその製造方法が実現される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the semiconductor device which can obtain many types of identification information efficiently, and its manufacturing method are implement | achieved.

以下、図面を参照しつつ、本発明による半導体装置およびその製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。   Hereinafter, preferred embodiments of a semiconductor device and a method for manufacturing the same according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same reference numerals are assigned to the same elements, and duplicate descriptions are omitted.

図1は、本発明による半導体装置の一実施形態を示す断面図である。半導体装置1は、半導体基板10、抵抗素子20(回路素子)、配線30、および端子40a,40bを備えている。半導体基板10は、例えばシリコン基板である。   FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a semiconductor device according to the present invention. The semiconductor device 1 includes a semiconductor substrate 10, a resistance element 20 (circuit element), a wiring 30, and terminals 40a and 40b. The semiconductor substrate 10 is a silicon substrate, for example.

半導体基板10上には、n個(nは2以上の整数)の抵抗素子20が形成されている。これら抵抗素子20は、相異なる抵抗値(特性値)を有しており、回路素子群を構成している。具体的には、n個の抵抗素子20のうち最小の抵抗値をもつ抵抗素子(基準抵抗)の抵抗値(基準抵抗値)をRとしたとき、他のn−1個の抵抗素子20の抵抗値は、それぞれ2・R(j=1,2,…,n−1)と表される。すなわち、n個の抵抗値は、小さい順に、R,2R,2R,…,2n−1Rである。なお、nの値は、8以上であることが好ましい。 On the semiconductor substrate 10, n (n is an integer of 2 or more) resistance elements 20 are formed. These resistance elements 20 have different resistance values (characteristic values) and constitute a circuit element group. Specifically, when the resistance value (reference resistance value) of the resistance element (reference resistance) having the minimum resistance value among the n resistance elements 20 is R, other n−1 resistance elements 20 The resistance values are expressed as 2 j · R (j = 1, 2,..., N−1), respectively. That is, the n resistance values are R, 2R, 2 2 R,..., 2 n−1 R in ascending order. In addition, it is preferable that the value of n is 8 or more.

抵抗素子20は、コンタクトプラグ52によって配線30と接続されている。配線30は、n個の抵抗素子20のうちk個(kは1以上n以下の整数)を互いに電気的に接続している。これらk個の抵抗素子20は、互いに直列に接続されている。これにより、後述する端子40a,40b間には、それらk個の抵抗素子20の抵抗値の和が現れる。また、本実施形態において配線30は、多層に渡って形成されている。相異なる層の配線同士は、ビアプラグ54によって互いに接続されている。   The resistance element 20 is connected to the wiring 30 by a contact plug 52. The wiring 30 electrically connects k (k is an integer of 1 to n) of the n resistive elements 20 to each other. These k resistance elements 20 are connected in series with each other. Thereby, the sum of the resistance values of the k resistance elements 20 appears between terminals 40a and 40b, which will be described later. In the present embodiment, the wiring 30 is formed in multiple layers. The wirings of different layers are connected to each other by via plugs 54.

最上層の配線30には、端子40a(第1の特性値測定用端子)および端子40b(第2の特性値測定用端子)が接続されている。これら端子40a,40bは、配線30によって接続された抵抗素子20の抵抗値の和を半導体装置1の外部から測定するためのパッドであり、配線30の相異なる2箇所にそれぞれ接続されている。具体的には、端子40a,40bは、上記k個の抵抗素子20が直列に接続されてなる合成抵抗の両端それぞれに接続されている。これら抵抗値の和を測定するための端子40a,40bは、半導体装置の信号の入出力に用いられる通常のパッドと同一の形状であり、半導体装置をパッケージングする際には、端子40a,40bも外部から測定できるよう、外部端子に接続するものとする。   A terminal 40a (first characteristic value measuring terminal) and a terminal 40b (second characteristic value measuring terminal) are connected to the uppermost wiring 30. These terminals 40 a and 40 b are pads for measuring the sum of resistance values of the resistance element 20 connected by the wiring 30 from the outside of the semiconductor device 1, and are connected to two different locations of the wiring 30, respectively. Specifically, the terminals 40a and 40b are respectively connected to both ends of a combined resistor formed by connecting the k resistance elements 20 in series. The terminals 40a and 40b for measuring the sum of the resistance values have the same shape as normal pads used for signal input / output of the semiconductor device. When the semiconductor device is packaged, the terminals 40a and 40b are used. Shall be connected to an external terminal so that measurement can be performed from the outside.

図2を参照しつつ、抵抗素子20、配線30および端子相互の接続関係の一例を説明する。同図においては、それぞれR、2R、4Rおよび8Rの抵抗値をもつ4個の抵抗素子201,202,203,204が設けられている。本例では、抵抗素子204の一端が端子40aと接続されている。また、基準抵抗である抵抗素子201の両端にはそれぞれ2つずつの端子が接続されている。これらの端子421〜424(基準抵抗測定用端子)は、基準抵抗の抵抗値を測定するための端子である。具体的には、抵抗素子201の一端には、端子421,422が接続され、他端には、端子423,424が接続されている。上述の端子40bは、端子421と共有されている。   With reference to FIG. 2, an example of the connection relationship among the resistance element 20, the wiring 30, and the terminals will be described. In the figure, four resistance elements 201, 202, 203, and 204 having resistance values of R, 2R, 4R, and 8R are provided. In this example, one end of the resistance element 204 is connected to the terminal 40a. In addition, two terminals are connected to both ends of the resistance element 201 which is a reference resistance. These terminals 421 to 424 (reference resistance measurement terminals) are terminals for measuring the resistance value of the reference resistance. Specifically, terminals 421 and 422 are connected to one end of the resistance element 201, and terminals 423 and 424 are connected to the other end. The terminal 40b described above is shared with the terminal 421.

また、抵抗素子201,203,204は、配線30によって互いに直列に接続されている。すなわち、本例では、k=3である。これにより、端子40a,40b間には、これらの3つの抵抗素子201,203,204の合成抵抗として13Rの抵抗値が現れる。   Further, the resistance elements 201, 203, and 204 are connected to each other in series by the wiring 30. That is, in this example, k = 3. As a result, a resistance value of 13R appears as a combined resistance of these three resistance elements 201, 203, and 204 between the terminals 40a and 40b.

なお、端子421〜424を全て設けることは必須ではなく、両端それぞれに1つずつ設ける構成としてもよい。また、基準抵抗の抵抗値が既知であれば、基準抵抗測定用端子を設けなくてもよい。ただし、本例においては、端子421が端子40bと共有されているので、基準抵抗測定用端子を設けない場合であっても端子421は設けられることになる。   Note that it is not essential to provide all the terminals 421 to 424, and one terminal may be provided at each of both ends. Further, if the resistance value of the reference resistor is known, the reference resistance measurement terminal may not be provided. However, in this example, since the terminal 421 is shared with the terminal 40b, the terminal 421 is provided even when the reference resistance measurement terminal is not provided.

図3は、回路素子群の構成の一例を示す回路図である。ただし、同図は、抵抗素子相互間が接続されていない状態を示している。本例においては、それぞれ2j−1・R(j=1,2,…,8)の抵抗値をもつ8個の抵抗素子211〜218が設けられている。また、これらの抵抗素子211〜218を任意に接続するため、各抵抗素子の両端それぞれにコンタクトがとれるように構成されている。 FIG. 3 is a circuit diagram showing an example of the configuration of the circuit element group. However, this figure shows a state in which the resistance elements are not connected to each other. In this example, eight resistance elements 211 to 218 each having a resistance value of 2 j−1 · R (j = 1, 2,..., 8) are provided. Moreover, in order to connect these resistance elements 211-218 arbitrarily, it is comprised so that a contact can be taken at each both ends of each resistance element.

上述の配線30、コンタクトプラグ52およびビアプラグ54それぞれの抵抗値は、好ましくは上記Rの1%以下、より好ましくは上記Rの0.1%以下である。また、端子40a,40bにプローブ等の測定用器具を接触させたときの接触抵抗値は、好ましくは上記Rの1%以下、より好ましくは上記Rの0.1%以下である。また、半導体装置をパッケージングした場合、端子40a,40bから外部端子までの抵抗値は、好ましくは上記Rの1%以下、より好ましくは上記Rの0.1%以下である。   The resistance values of the wiring 30, contact plug 52, and via plug 54 are preferably 1% or less of R, more preferably 0.1% or less of R. The contact resistance value when a measuring instrument such as a probe is brought into contact with the terminals 40a and 40b is preferably 1% or less of the above R, more preferably 0.1% or less of the above R. Further, when the semiconductor device is packaged, the resistance value from the terminals 40a and 40b to the external terminal is preferably 1% or less of the R, and more preferably 0.1% or less of the R.

次に、半導体装置1の製造方法と併せて、本発明による半導体装置の製造方法の一実施形態を説明する。本実施形態に係る製造方法は、半導体基板10上に抵抗値が相異なるn個の抵抗素子20を形成する回路素子形成工程と、n個の抵抗素子20のうちk個を互いに電気的に接続する配線30を形成する配線形成工程と、配線30の相異なる2箇所にそれぞれ接続されるように端子40a,40bを形成する端子形成工程と、を含む。ここで、回路素子形成工程においては、n個の抵抗素子20の抵抗値のうち最小のものをRとしたとき、他のn−1個の抵抗素子20の抵抗値がそれぞれ2・Rと表されるように、抵抗素子20を形成する。また、配線形成工程においては、配線30によって互いに接続されるk個の抵抗素子20の抵抗値の和が端子40a,40b間に現れるように、配線30を形成する。 Next, an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described together with a method for manufacturing the semiconductor device 1. In the manufacturing method according to the present embodiment, a circuit element forming step of forming n resistance elements 20 having different resistance values on the semiconductor substrate 10 and k of the n resistance elements 20 are electrically connected to each other. A wiring forming process for forming the wiring 30 to be performed, and a terminal forming process for forming the terminals 40a and 40b so as to be connected to two different locations of the wiring 30, respectively. Here, in the circuit element formation step, when the minimum resistance value of the n resistance elements 20 is R, the resistance values of the other n−1 resistance elements 20 are 2 j · R and As shown, the resistance element 20 is formed. Further, in the wiring formation step, the wiring 30 is formed so that the sum of the resistance values of the k resistance elements 20 connected to each other by the wiring 30 appears between the terminals 40a and 40b.

半導体装置1の製造方法の具体例としては、例えば以下のものが挙げられる。本例では、半導体基板10としてシリコン基板を用いる。まず、シリコン基板上に拡散層領域と素子分離領域とを形成する。次に、トランジスタを形成するためのイオン注入を行う。続いて、ゲート酸化膜となるシリコン酸化膜を形成する。   Specific examples of the method for manufacturing the semiconductor device 1 include the following. In this example, a silicon substrate is used as the semiconductor substrate 10. First, a diffusion layer region and an element isolation region are formed on a silicon substrate. Next, ion implantation for forming a transistor is performed. Subsequently, a silicon oxide film to be a gate oxide film is formed.

その後、ゲート電極となる多結晶シリコンを成膜する。この多結晶シリコンは、ゲルマニウムを含んでいてもよい。続いて、フォトリソグラフィー等を用いて多結晶シリコンをパターニングし、ゲート電極とする。このとき、素子分離領域上にある多結晶シリコンを、所望の抵抗値となるように長さおよび幅を設計した上でパターニングし、回路素子群を形成する(回路素子形成工程)。   Thereafter, a polycrystalline silicon film to be a gate electrode is formed. This polycrystalline silicon may contain germanium. Subsequently, the polycrystalline silicon is patterned using photolithography or the like to form a gate electrode. At this time, the polycrystalline silicon on the element isolation region is patterned and designed to have a desired resistance value, and a circuit element group is formed (circuit element forming step).

次に、トランジスタを形成するためのイオン注入を行う。続いて、拡散層およびゲート電極の上部をシリサイド化する。このとき、本例では、所望の抵抗値を得るため、回路素子群の上部はシリサイド化しない。シリサイド化を阻止するために、シリコン酸化膜をウェハ全面に成膜する。その後、フォトリソグラフィーまたはエッチング等の方法によって、シリサイド化する部分のみのシリコン酸化膜を除去する。このとき、回路素子群上のシリコン酸化膜は、除去しない。   Next, ion implantation for forming a transistor is performed. Subsequently, the diffusion layer and the upper part of the gate electrode are silicided. At this time, in this example, in order to obtain a desired resistance value, the upper part of the circuit element group is not silicided. In order to prevent silicidation, a silicon oxide film is formed on the entire surface of the wafer. Thereafter, only the silicon oxide film to be silicided is removed by a method such as photolithography or etching. At this time, the silicon oxide film on the circuit element group is not removed.

次に、Ti、Co、Ni等の金属をウェハ全面に成膜し、それをシリサイド化した後、余剰な金属を除去する。続いて、層間絶縁膜として、シリコン酸化膜、またはシリコン窒化膜とシリコン酸化膜との積層構造からなる絶縁膜をウェハ全面に形成する。その後、回路素子群の各抵抗素子20の両端部分にそれぞれ接続されるように、コンタクトプラグ52を形成する。   Next, a metal such as Ti, Co, or Ni is formed on the entire surface of the wafer, silicidized, and then the excess metal is removed. Subsequently, as an interlayer insulating film, an insulating film having a silicon oxide film or a laminated structure of a silicon nitride film and a silicon oxide film is formed on the entire surface of the wafer. Thereafter, contact plugs 52 are formed so as to be connected to both ends of each resistance element 20 of the circuit element group.

次に、コンタクトプラグ52の上部に配線層を形成する。続いて、配線30に接続されるように、その配線層にビアプラグ54を形成する。以下、同様にして、任意の数の配線層を形成し、回路素子群の各抵抗素子20と電気的な接続が取れるようにする。さらに、EB(電子線)描画を用いて、ウェハ上に製造されている複数の半導体装置間で相異なる抵抗の値となるように、回路素子群の各抵抗素子20を接続する(配線形成工程)。その後、端子40a,40bを形成する(端子形成工程)。以上により、図1の半導体装置1が得られる。   Next, a wiring layer is formed on the contact plug 52. Subsequently, a via plug 54 is formed in the wiring layer so as to be connected to the wiring 30. In the same manner, an arbitrary number of wiring layers are formed so as to be electrically connected to each resistance element 20 of the circuit element group. Furthermore, each resistance element 20 of the circuit element group is connected using EB (electron beam) drawing so as to have different resistance values among a plurality of semiconductor devices manufactured on the wafer (wiring forming step). ). Thereafter, terminals 40a and 40b are formed (terminal forming step). Thus, the semiconductor device 1 of FIG. 1 is obtained.

配線形成工程においては、例えば、第1の半導体装置については、抵抗値Rの抵抗素子のみを接続し、抵抗値Rが端子40a,40b間に現れるようにする。また、第2の半導体装置については、抵抗値2Rの抵抗素子のみを接続し、抵抗値2Rが端子40a,40b間に現れるようにする。さらに、第3の半導体装置については、抵抗値Rと抵抗値2Rとを直列接続することにより、抵抗値3Rが端子40a,40b間に現れるようにする。   In the wiring formation step, for example, for the first semiconductor device, only the resistance element having the resistance value R is connected so that the resistance value R appears between the terminals 40a and 40b. For the second semiconductor device, only the resistance element having the resistance value 2R is connected so that the resistance value 2R appears between the terminals 40a and 40b. Further, for the third semiconductor device, the resistance value R and the resistance value 2R are connected in series so that the resistance value 3R appears between the terminals 40a and 40b.

なお、半導体装置1における回路素子群以外の配線については、フォトリソグラフィー技術によってパターニングしてもよい。このとき、回路素子群の各抵抗素子20を接続する領域はパターニングしない。続いて、回路素子群の各抵抗素子20を接続するため、その領域だけをEB直描によりパターニングし、配線30を形成する。   Note that wirings other than the circuit element group in the semiconductor device 1 may be patterned by a photolithography technique. At this time, the region to which each resistance element 20 of the circuit element group is connected is not patterned. Subsequently, in order to connect each resistance element 20 of the circuit element group, only the region is patterned by EB direct drawing to form a wiring 30.

本実施形態の効果を説明する。半導体装置1においては、それぞれR,2R,2R,…,2n−1Rと表される抵抗値をもつn個の抵抗素子20が設けられている。そして、これらの抵抗素子20の一部または全部は配線30によって接続され、接続された抵抗素子20の抵抗値の和が端子40a,40b間に現れるように構成されている。ここで、1から2−1までの2n−1個の全ての整数は、1,2,2,…,2n−1のn個の整数の中から選ばれたk個の整数の和として得られる。したがって、端子40a,40b間に現れる上記抵抗値の和を識別情報として用いることにより、n個の抵抗素子から2−1種類の識別情報を得ることができる。このため、半導体装置1においては、数少ない抵抗素子を用いても、効率良く多種類の識別情報を得ることが可能である。 The effect of this embodiment will be described. In the semiconductor device 1, n resistive elements 20 having resistance values represented as R, 2R, 2 2 R,..., 2 n−1 R are provided. And some or all of these resistance elements 20 are connected by the wiring 30, and the sum of the resistance values of the connected resistance elements 20 appears between the terminals 40a and 40b. Here, all 2 n−1 integers from 1 to 2 n −1 are k integers selected from n integers 1 , 2, 2 2 ,..., 2 n−1. Is obtained as the sum of Therefore, by using the sum of the resistance values appearing between the terminals 40a and 40b as identification information, 2 n −1 types of identification information can be obtained from n resistance elements. For this reason, in the semiconductor device 1, it is possible to efficiently obtain various types of identification information even if a few resistance elements are used.

ところで、n個の整数の中からk個を選ぶときの組み合わせは、+…+=2−1通りである。この式が成り立つことは、2項定理:(1+1)+…+から明らかである。ここで、半導体装置1においては、上述のように、n個の抵抗素子を用いて、2−1通りの識別情報が得られる。つまり、n個の抵抗素子からk個を選ぶときの組み合わせと、それにより得られる識別情報(ここでは抵抗値の和)とが一対一に対応している。換言すれば、相異なる組み合わせ間で、識別情報が全く重複していない。このことからも、半導体装置1においては、n個の抵抗素子から多種類の識別情報が効率良く得られていることがわかる。 By the way, there are n C 1 + n C 2 +... + N C n = 2 n −1 combinations when k are selected from n integers. It is clear from the binomial theorem: (1 + 1) n = n C 0 + n C 1 + n C 2 +... + N C n that this equation holds. Here, in the semiconductor device 1, as described above, 2 n −1 types of identification information are obtained using n resistance elements. That is, there is a one-to-one correspondence between the combination when selecting k elements from n resistance elements and the identification information (the sum of resistance values here) obtained thereby. In other words, there is no duplication of identification information between different combinations. This also shows that in the semiconductor device 1, various types of identification information are efficiently obtained from the n resistance elements.

かかる構成の半導体装置1に対して、特許文献3には、レーザーマーカーによりドットマトリクスを形成する手法が開示されている。また、特許文献4には、文字情報を2進法に変換し、予め用意してあるヒューズをレーザーで切断することにより、その文字情報を書き込むという手法が開示されている。   For the semiconductor device 1 having such a configuration, Patent Document 3 discloses a method of forming a dot matrix using a laser marker. Patent Document 4 discloses a method of writing character information by converting character information into a binary system and cutting a prepared fuse with a laser.

しかしながら、これらの文献に記載の手法のように、視覚的に読み取れるように情報を書き込む手法では、パッケージ化された半導体装置の場合、それを開封しない限り、その情報を読み取ることができない。パッケージにも同様の情報を記入しておくことも考えられる。しかし、その場合、半導体装置に、パッケージにと、2回も情報を書き込まなければならない。この点、半導体装置1によれば、半導体装置に書き込まれた識別情報を電気的に読み出すことができるため、パッケージを開封することなしに識別情報を読み取ることが可能である。   However, in the method of writing information so that it can be read visually like the methods described in these documents, in the case of a packaged semiconductor device, the information cannot be read unless it is opened. It is also possible to write similar information on the package. However, in that case, information must be written twice in the semiconductor device and in the package. In this respect, according to the semiconductor device 1, the identification information written in the semiconductor device can be read out electrically, so that the identification information can be read out without opening the package.

また、半導体装置に識別情報を記憶させるための別の手法として、半導体装置に不揮発性メモリを搭載することも考えられる。しかし、それでは、製造工程数の増大を招いてしまう。この点、本実施形態によれば、製造工程数の増大を招くことなく、半導体装置1に識別情報を記憶させることが可能である。   In addition, as another method for storing identification information in a semiconductor device, it may be possible to mount a nonvolatile memory in the semiconductor device. However, this increases the number of manufacturing steps. In this regard, according to the present embodiment, it is possible to store identification information in the semiconductor device 1 without increasing the number of manufacturing steps.

本実施形態において、回路素子は抵抗素子であり、特性値はその抵抗値である。このため、相異なる特性値をもつn個の回路素子を簡略な構成で実現することができる。   In the present embodiment, the circuit element is a resistance element, and the characteristic value is the resistance value. Therefore, n circuit elements having different characteristic values can be realized with a simple configuration.

nの値が8以上である場合、数少ない抵抗素子から効率良く多種類の識別情報が得られるという半導体装置1の効果が顕著となる。例えば、n=8の場合、僅か8個の抵抗素子から2−1=255通りもの識別情報が得られる。 When the value of n is 8 or more, the effect of the semiconductor device 1 that various types of identification information can be efficiently obtained from a few resistor elements becomes remarkable. For example, when n = 8, 2 8 −1 = 255 kinds of identification information can be obtained from only 8 resistance elements.

図2に示すように基準抵抗の両端に2つずつ端子を設けた場合、基準抵抗の抵抗値をケルビンパターンとして測定することが可能となる。   As shown in FIG. 2, when two terminals are provided at both ends of the reference resistor, the resistance value of the reference resistor can be measured as a Kelvin pattern.

また、端子40a,40bのうち少なくとも一方を基準抵抗測定用端子と共有する場合、共有しない場合に比して端子の数を少なくすることができるため、半導体装置1の構成が簡略となる。   In addition, when at least one of the terminals 40a and 40b is shared with the reference resistance measurement terminal, the number of terminals can be reduced as compared with the case where the terminals are not shared, so that the configuration of the semiconductor device 1 is simplified.

配線30の形成をEB直描により行うことにより、複数の半導体装置間で相異なるパターンの配線30を容易に形成することができる。   By forming the wiring 30 by EB direct drawing, it is possible to easily form the wiring 30 having a different pattern between a plurality of semiconductor devices.

ところで、EB直描はフォトリソグラフィーと比較するとスループットに劣る。この点、配線30の形成をEB直描により行う一方で、半導体装置1における回路素子群以外の配線をフォトリソグラフィー技術によって形成することにより、スループットの低下を抑えつつ各半導体装置に異なる抵抗値を有する合成抵抗を形成することができる。ただし、フォトリソグラフィーの代わりにEBステッパーを用いてもよく、その場合にも上記同様の効果が得られる。   By the way, EB direct drawing is inferior in throughput as compared with photolithography. In this regard, while the wiring 30 is formed by EB direct drawing, wiring other than the circuit element group in the semiconductor device 1 is formed by a photolithography technique, so that each semiconductor device has a different resistance value while suppressing a decrease in throughput. A combined resistor can be formed. However, an EB stepper may be used instead of photolithography, and in this case, the same effect as described above can be obtained.

本発明による半導体装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、上記実施形態においては回路素子として抵抗素子を用いたが、回路素子として容量素子を用いてもよい。その場合、特性値はその容量値である。また、配線30は、n個の容量素子のうちk個を互いに並列に接続する。それにより、容量値の和として2−1種類の識別情報を得ることができる。 The semiconductor device according to the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, although the resistance element is used as the circuit element in the above embodiment, a capacitive element may be used as the circuit element. In that case, the characteristic value is the capacitance value. The wiring 30 connects k of the n capacitive elements in parallel with each other. Thereby, 2 n −1 types of identification information can be obtained as the sum of the capacitance values.

また、n個の回路素子により構成される回路素子群は複数設けられていてもよい。回路素子群をm個(mは2以上の整数)設けた場合、(2−1)種類もの識別情報を得ることができる。これにより、一層多くの種類の識別情報を得ることができる。なお、mの値は4以上であることが好ましい。例えば、n=8、m=4の場合、(2−1)=約42億通りもの識別情報が得られる。 In addition, a plurality of circuit element groups including n circuit elements may be provided. When m circuit element groups are provided (m is an integer of 2 or more), (2 n −1) m types of identification information can be obtained. As a result, more types of identification information can be obtained. The value of m is preferably 4 or more. For example, when n = 8 and m = 4, (2 8 −1) 4 = about 4.2 billion identification information is obtained.

また、回路素子群を複数設ける場合において、端子40a,40bのうち何れか一方を複数の回路素子間で共有してもよい。その場合、半導体装置1の構成が簡略となる。さらに、基準抵抗測定用端子を設ける場合、基準抵抗の一端に接続される基準抵抗測定用端子を複数の回路素子間で共有してもよい。その場合も、半導体装置1の構成を簡略化することができる。   Further, when a plurality of circuit element groups are provided, any one of the terminals 40a and 40b may be shared between the plurality of circuit elements. In that case, the configuration of the semiconductor device 1 is simplified. Further, when a reference resistance measurement terminal is provided, a reference resistance measurement terminal connected to one end of the reference resistor may be shared among a plurality of circuit elements. Even in that case, the configuration of the semiconductor device 1 can be simplified.

本発明による半導体装置の第1実施形態を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of a semiconductor device according to the present invention. 図1の半導体装置における抵抗素子、配線および端子相互の接続関係の一例を説明するための平面図である。FIG. 2 is a plan view for explaining an example of a connection relationship among resistance elements, wirings, and terminals in the semiconductor device of FIG. 1. 回路素子群の構成の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of a structure of a circuit element group.

符号の説明Explanation of symbols

1 半導体装置
10 半導体基板
20 抵抗素子
30 配線
40a,40b 特性値測定用端子
52 コンタクトプラグ
54 ビアプラグ
201,202,203,204 抵抗素子
421,422,423,424 基準抵抗測定用端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Semiconductor device 10 Semiconductor substrate 20 Resistance element 30 Wiring 40a, 40b Characteristic value measurement terminal 52 Contact plug 54 Via plug 201,202,203,204 Resistance element 421,422,423,424 Reference resistance measurement terminal

Claims (7)

特性値が相異なるn個(nは2以上の整数)の回路素子により構成される回路素子群と、
前記n個の回路素子のうちk個(kは1以上n以下の整数)を互いに電気的に接続する配線と、
前記配線の相異なる2箇所にそれぞれ接続された第1および第2の特性値測定用端子と、を備え、
前記n個の回路素子の前記特性値のうち最小のものをXとしたとき、他のn−1個の回路素子の前記特性値は、それぞれ2・X(j=1,2,…,n−1)と表され、
前記配線は、前記k個の回路素子の前記特性値の和が前記第1および第2の特性値測定用端子間に現れるように、前記k個の回路素子を互いに接続していることを特徴とする半導体装置。
A circuit element group composed of n (n is an integer of 2 or more) circuit elements having different characteristic values;
A wiring for electrically connecting k (k is an integer of 1 to n) among the n circuit elements;
First and second characteristic value measuring terminals respectively connected to two different locations of the wiring,
When the minimum characteristic value among the n circuit elements is X, the characteristic values of the other n−1 circuit elements are 2 j · X (j = 1, 2,..., Respectively). n-1),
The wiring connects the k circuit elements to each other so that a sum of the characteristic values of the k circuit elements appears between the first and second characteristic value measuring terminals. A semiconductor device.
請求項1に記載の半導体装置において、
前記回路素子は抵抗素子であり、前記特性値は当該抵抗素子の抵抗値である半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device, wherein the circuit element is a resistance element, and the characteristic value is a resistance value of the resistance element.
請求項2に記載の半導体装置において、
前記n個の前記抵抗素子のうち最小の抵抗値をもつ抵抗素子の両端には、当該抵抗素子の抵抗値を測定するための基準抵抗測定用端子が2つずつ接続されている半導体装置。
The semiconductor device according to claim 2,
A semiconductor device in which two reference resistance measurement terminals for measuring the resistance value of the resistance element are connected to both ends of the resistance element having the minimum resistance value among the n resistance elements.
請求項3に記載の半導体装置において、
前記第1および第2の特性値測定用端子のうち少なくとも一方は、前記基準抵抗測定用端子と共有されている半導体装置。
The semiconductor device according to claim 3.
A semiconductor device in which at least one of the first and second characteristic value measuring terminals is shared with the reference resistance measuring terminal.
請求項1乃至4いずれかに記載の半導体装置において、
前記回路素子群は、複数設けられている半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
A semiconductor device in which a plurality of the circuit element groups are provided.
半導体基板上に特性値が相異なるn個(nは2以上の整数)の回路素子を形成する回路素子形成工程と、
前記n個の回路素子のうちk個(kは1以上n以下の整数)を互いに電気的に接続する配線を形成する配線形成工程と、
前記配線の相異なる2箇所にそれぞれ接続されるように第1および第2の特性値測定用端子を形成する端子形成工程と、を含み、
前記回路素子形成工程においては、前記n個の回路素子の前記特性値のうち最小のものをXとしたとき、他のn−1個の回路素子の前記特性値がそれぞれ2・X(j=1,2,…,n−1)と表されるように、前記回路素子を形成し、
前記配線形成工程においては、前記配線によって互いに接続される前記k個の回路素子の前記特性値の和が前記第1および第2の特性値測定用端子間に現れるように、前記配線を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
A circuit element forming step of forming n (n is an integer of 2 or more) circuit elements having different characteristic values on a semiconductor substrate;
A wiring forming step of forming wirings that electrically connect k (k is an integer of 1 to n) among the n circuit elements;
Forming a first and second characteristic value measurement terminal so as to be connected to two different locations of the wiring, respectively,
In the circuit element forming step, when the minimum characteristic value of the n circuit elements is X, the characteristic values of the other n−1 circuit elements are 2 j · X (j = 1, 2,..., N−1), forming the circuit element,
In the wiring forming step, the wiring is formed so that a sum of the characteristic values of the k circuit elements connected to each other by the wiring appears between the first and second characteristic value measuring terminals. A method for manufacturing a semiconductor device.
請求項6に記載の半導体装置の製造方法において、
前記配線形成工程においては、電子線直描により前記配線を形成する半導体装置の製造方法。
In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 6,
In the wiring formation step, a method for manufacturing a semiconductor device, wherein the wiring is formed by direct drawing of an electron beam.
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