JP2008153473A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】キャパシタの信頼性や品質を確保しつつ、ウェハ工程完了後にキャパシタの容量を調整できる半導体装置を提供する。
【解決手段】容量調整用キャパシタを、同一の半導体基板に対して複数備え、容量調整用キャパシタがパッシベーション膜によって被覆された半導体装置であって、複数の容量調整用キャパシタは、同一層の電極間がそれぞれ層内繋ぎ配線によって連結されて１つのキャパシタブロックを構成しており、層内繋ぎ配線によって連結された各層の電極のうち、少なくとも１層の電極と当該電極間を繋ぐ層内繋ぎ配線とが、同一の導電材料からなる薄膜抵抗体として構成され、薄膜抵抗体のうち、層内繋ぎ配線に相当する部位の少なくとも１箇所に光を選択的に照射して部位を断線させることにより、キャパシタブロックの容量が調整可能である。
【選択図】図４

Description

本発明は、キャパシタを含む半導体装置に関するものである。

半導体基板に構成されるキャパシタは、一般的に、不純物拡散層、多結晶半導体膜、アルミニウム等の金属を電極とし、電極間に絶縁膜を挟んで構成されている。キャパシタの容量は、電極を形成する際のマスクパターン（電極の対向面積）と絶縁膜の厚さ及び比誘電率で決定されるため、ウェハ工程完了後に容量値を調整することができず、従来はＥＣＵなどに組み込んだ後に容量調整のために回路基板にキャパシタを追加実装していた。

これに対し、特許文献１には、ヒューズ構造として、複数の接続用メタル配線膜が切断用メタル配線膜によって連結され、テストによって不具合箇所が発見された場合には、レーザ光を照射することで切断用メタル配線膜を切断し、不具合箇所を電気的に切り離すことが可能な構成が示されている。また、キャパシタなどの回路素子をこのヒューズ構造と接続して、電気的規格に合わせこみを行うことも可能である旨が記載されている。

また、特許文献２には、半導体基板上に絶縁膜を介して多結晶半導体膜が形成され、半導体基板とともにキャパシタの電極を構成する多結晶半導体膜に、光を選択的に照射して非晶質への相転移を起こさせることにより、キャパシタの容量が調整可能な構成が示されている。
特許第３１１５１５１号 特許第３１５４１３３号

しかしながら、特許文献１においては、レーザ光のエネルギーによって切断用メタル配線膜を構成するアルミニウムを昇華させ、切断用メタル配線膜上部のパッシベーション膜を飛散させることで、レーザ光の照射領域においてヒューズをほぼ断線状態とさせるようにしている。このように、パッシベーション破壊を利用して切断用メタル配線膜を断線させるので、破壊にともなってキャパシタの電極がパッシベーション膜から露出されたり、キャパシタ自体（キャパシタを構成する絶縁膜）が損傷を受ける恐れがある。特に膜厚が厚いメタル配線を断線させるため、レーザ光のエネルギーも大きく、上述の不具合が生じやすい。

また、特許文献２に示される構成においては、レーザ光のエネルギーによって、多結晶半導体膜下部の絶縁膜や半導体基板がダメージを受け、リークなどが生じる恐れがある。

本発明は上記問題点に鑑み、キャパシタの信頼性や品質を確保しつつ、ウェハ工程完了後にキャパシタの容量を調整できる半導体装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する為に、請求項１に記載の発明は、半導体基板上、または、半導体基板内及び半導体基板上に、電極が多層に設けられ、電極間に絶縁膜が配置されてなる容量調整用キャパシタを、同一の半導体基板に対して複数備え、容量調整用キャパシタがパッシベーション膜によって被覆された半導体装置であって、複数の容量調整用キャパシタは、同一層の電極間がそれぞれ層内繋ぎ配線によって連結されて１つのキャパシタブロックを構成しており、層内繋ぎ配線によって連結された各層の電極のうち、少なくとも１層の電極と当該電極間を繋ぐ層内繋ぎ配線とが、同一の導電材料からなる薄膜抵抗体として構成され、薄膜抵抗体のうち、層内繋ぎ配線に相当する部位の少なくとも１箇所に光を選択的に照射して部位を断線させることにより、キャパシタブロックの容量が調整可能であることを特徴とする。

このように本発明によれば、複数の容量調整用キャパシタが層内繋ぎ配線によって連結されて１つのキャパシタブロックとされ、多層の電極のうち、少なくとも１層の電極が当該電極間を電気的に接続する層内繋ぎ配線とともに薄膜抵抗体として構成されている。したがって、薄膜抵抗体のうち、層内繋ぎ配線に相当する部位を任意箇所で断線させることが可能であり、その結果キャパシタ全体（キャパシタブロック）の容量を所望の容量値とすることが可能である。

また、レーザ光が照射される繋ぎ配線は、通常の配線と比べて膜厚が非常に薄く、レーザトリミング可能な薄膜抵抗体とされているので、光の強度は通常の配線の切断に比べて十分に小さくて済む。また、薄膜抵抗体の構成材料の溶融量も、通常の配線と比べて少なくて済む。したがって、従来よりもパッシベーション膜の破壊が生じにくく、容量調整用キャパシタの構成要素や半導体基板が受けるダメージを抑制することができる。すなわち、キャパシタの信頼性や品質を確保することができる。また、半導体基板の平面方向において体格を小型化することも可能である。

なお、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、薄膜抵抗体のうち、層内繋ぎ配線に相当する部位の少なくとも１箇所が、光の選択的な照射によって断線され、キャパシタブロックの容量が所望の値に設定されていることを特徴とする。その作用効果は、請求項１に記載の発明と同様であるので、その記載を省略する。

請求項１又は請求項２に記載の発明においては、請求項３に記載のように、異なる層の電極間を繋ぐ層内繋ぎ配線が、半導体基板の平面方向において、互いに重ならないように配置された構成とすることが好ましい。このような構成とすると、他の層の層内繋ぎ配線にダメージを与えることなく、薄膜抵抗体のうち、層内繋ぎ配線に相当する部位の任意箇所を選択的に断線させることができる。

次に、請求項４に記載の発明は、半導体基板上、または、半導体基板内及び半導体基板上に、電極が多層に設けられ、電極間に絶縁膜が配置されてなる容量調整用キャパシタを、同一の半導体基板に対して複数備え、容量調整用キャパシタがパッシベーション膜によって被覆された半導体装置であって、複数の容量調整用キャパシタは、同一層の電極間をそれぞれ電気的に接続する層内繋ぎ配線と、異なる層の電極間をそれぞれ電気的に接続する層間繋ぎ配線とにより連結されて、１つのキャパシタブロックを構成しており、層内繋ぎ配線及び層間繋ぎ配線は、半導体基板の平面方向において、互いに重ならないように配置され、各層の電極のうち、少なくとも１層の電極、層内繋ぎ配線のうち電極と同層の部位、及び層間繋ぎ配線のうち電極と同層の部位とが、同一の導電材料からなる薄膜抵抗体として構成され、薄膜抵抗体のうち、層内繋ぎ配線及び層間繋ぎ配線の少なくとも一方に相当する部位の少なくとも１箇所に光を選択的に照射して部位を断線させることにより、キャパシタブロックの容量が調整可能であることを特徴とする。

このように本発明によれば、複数の容量調整用キャパシタが層内繋ぎ配線及び層間繋ぎ配線によって連結されて１つのキャパシタブロックとされ、多層の電極のうち、少なくとも１層の電極が、層内繋ぎ配線のうち電極と同層の部位及び層間繋ぎ配線のうち電極と同層の部位とともに、薄膜抵抗体として構成されている。したがって、薄膜抵抗体のうち、層内繋ぎ配線及び層間繋ぎ配線に相当する部位を任意箇所で断線させることが可能であり、その結果キャパシタ全体（キャパシタブロック）の容量を所望の容量値とすることが可能である。

また、レーザ光が照射される繋ぎ配線（層内繋ぎ配線，層間繋ぎ配線）は、通常の配線と比べて膜厚が非常に薄く、レーザトリミング可能な薄膜抵抗体とされているので、光の強度は通常の配線の切断に比べて十分に小さくて済む。また、薄膜抵抗体の構成材料の溶融量も、通常の配線と比べて少なくて済む。したがって、従来よりもパッシベーション膜の破壊が生じにくく、キャパシタや半導体基板が受けるダメージを抑制することができる。すなわち、キャパシタの信頼性や品質を確保することができる。また、半導体基板の平面方向において体格を小型化することも可能である。

また、繋ぎ配線として、層内繋ぎ配線と層間繋ぎ配線とを含んでいるので、断線させた状態で複数の容量調整用キャパシタを並列接続及び直列接続のいずれの接続状態ともすることが可能である。したがって、請求項１に記載の発明よりも、容量値をより細かく調整することができる。

なお、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、薄膜抵抗体のうち、層内繋ぎ配線及び層間繋ぎ配線の少なくとも一方に相当する部位の少なくとも１箇所が、光の選択的な照射によって断線され、キャパシタブロックの容量が所望の値に設定されていることを特徴とする。その作用効果は、請求項３に記載の発明と同様であるので、その記載を省略する。

請求項４又は請求項５に記載の発明においては、請求項６に記載のように、層内繋ぎ配線及び層間繋ぎ配線が、半導体基板の平面方向において、互いに重ならないように配置された構成とすることが好ましい。このような構成とすると、他の層の繋ぎ配線（層内繋ぎ配線及び／又は層間繋ぎ配線にダメージを与えることなく、薄膜抵抗体のうち、層内繋ぎ配線及び層間繋ぎ配線に相当する部位を選択的に断線させることができる。

請求項１〜６いずれか１項に記載の発明においては、請求項７に記載のように、薄膜抵抗体の上下に酸化膜が隣接配置され、薄膜抵抗体に隣接する絶縁膜が少なくとも酸化膜を含む構成とすることが好ましい。このような構成とすると、光を受けて薄膜抵抗体が溶融する際に酸化膜と混合溶融して絶縁体となるので、パッシベーション膜の破壊や容量調整用キャパシタの構成要素の損傷をより生じにくくすることができる。

請求項７に記載の発明においては、特に請求項８に記載のように、薄膜抵抗体がＣｒＳｉからなる構成とすることが好ましい。このような構成とすると、ＣｒＳｉが溶融時に酸化膜と効果的に混合溶融して絶縁体となるので、薄膜抵抗体として他の導電材料を採用する構成よりも効果的にパッシベーション膜の破壊や容量調整用キャパシタの構成要素の損傷を抑制することができる。

請求項１〜８いずれか１項に記載の発明においては、請求項９に記載のように、多層の電極のうち、最下層の電極が、半導体基板内に設けられた不純物拡散層として構成されても良い。また、請求項１０に記載のように、多層の電極のうち、薄膜抵抗体として構成された層を除く少なくとも１層の電極が、半導体基板上に設けられた多結晶半導体膜によって構成されても良い。それ以外にも、多層の電極のうち、薄膜抵抗体として構成された層を除く少なくとも１層の電極が、半導体基板上に設けられた通常の厚膜配線によって構成されても良い。

請求項１〜１０いずれか１項に記載の発明においては、請求項１１に記載のように、複数の容量調整用キャパシタのうち、少なくとも１つの容量調整用キャパシタの容量値が、残りの容量調整用キャパシタの容量値と異なる構成としても良い。このような構成とすると、キャパシタ全体（キャパシタブロック）の容量をより細かく調整することが可能となる。なお、複数の容量調整用キャパシタが全て略等しい容量値を有する構成としても良い。

以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体装置を、素子形成面側から見た平面図である。図２は、図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図３は、図１の等価回路図である。図１においては、便宜上、容量調整用キャパシタよりも上方にあるパッシベーション膜などを省略して図示するとともに、容量絶縁膜の下層である薄膜抵抗体を破線で示している。なお、以下に示す半導体装置は、公知の半導体プロセスを用いて形成することができる。

図２に示すように、半導体基板としてのシリコン基板１０の主面上に、絶縁膜２０を介して薄膜抵抗体３０が配置されている。絶縁膜２０としては、特に限定されるものではないが、好ましくは薄膜抵抗体３０と隣接する酸化膜を少なくとも含む構成を採用すると良い。本実施形態においては、シリコン基板１０側から、ＢＰＳＧ膜、シリコン窒化膜、ＴＥＯＳ膜（シリコン酸化膜）の順で積層されて、絶縁膜２０が構成されている。

薄膜抵抗体３０は、その厚さが数十ｎｍ（０．０１μｍ〜０．０２μｍ）程度と、一般的な配線（例えばＡｌ配線）の厚さ（数百ｎｍ〜１μｍ程度）よりも非常に薄いものであり、構成材料としてはレーザトリミングによって抵抗値の調整が可能な公知の導電材料であれば採用することができる。本実施形態においては、温度特性が微小であり、レーザ光の照射時に他の導電材料よりもパッシベーション膜７０の破壊を起こしにくいＣｒＳｉを薄膜抵抗体３０の構成材料として採用している。

また、薄膜抵抗体３０は、図１及び図２に示すように、容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４の各下部電極としての電極部３１と、各電極部３１（同層に設けられた各下部電極）間を電気的に接続する層内繋ぎ配線としての繋ぎ配線部３２とを含んでいる。より詳しくは、図２に示すように、平面矩形状に形成された薄膜抵抗体３０のうち、後述する上部電極としての４つの金属電極５０との各対向部位が電極部３１であり、互いに離間して構成された４つの電極部３１間をそれぞれ電気的に接続する部位が繋ぎ配線部３２である。このようなＣｒＳｉからなる薄膜抵抗体３０は、例えばスパッタ法によって成膜し、エッチングすることで、所定厚さ及びパターンをもって絶縁膜２０上に形成することができる。

薄膜抵抗体３０上には、図１及び図２に示すように、薄膜抵抗体３０を覆うように容量絶縁膜４０が設けられている。この容量絶縁膜４０が、各容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４において、多層に配置された電極間（本実施形態においては、電極部３１と金属電極５０との間）の誘電体としての機能を果たすものである。このような絶縁膜としては、好ましくは薄膜抵抗体３０と隣接する酸化膜を少なくとも含む構成を採用すると良い。本実施形態においては、容量絶縁膜４０としてＴＥＯＳ（シリコン酸化膜）を採用している。なお、容量を稼ぎつつ薄膜抵抗体３０と隣接する酸化膜を含む構成としては、所謂ＯＮＯ膜などを採用することもできる。

容量絶縁膜４０上には、図１及び図２に示すように、容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４の各上部電極としての４つの金属電極５０と、各金属電極５０（同層に設けられた上部電極）間を電気的に接続する層内繋ぎ配線５１とが設けられている。金属電極５０の構成材料としては金属であれば特に限定されるものではない。また、層内繋ぎ配線５１は、シリコン基板１０の平面方向において、薄膜抵抗体３０の繋ぎ配線部３２と互いに重ならないようにパターニングされている。

なお、本実施形態において、４つの金属電極５０は、図１及び図２に示すように、電極部３１との対向面積が互いに異なるように構成（各金属電極５０のシリコン基板１０の平面方向の大きさが互いに異なるように構成）されている。すなわち、４つの容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４は、それぞれの容量値が互いに異なる容量値とされている。このような金属電極５０と層内繋ぎ配線５１は、例えばスパッタ法によってＡｌを成膜し、エッチングすることで、所定厚さ（数百ｎｍ程度）及びパターンをもって容量絶縁膜４０上に構成することができる。

金属電極５０及び層内繋ぎ配線５１上には、金属電極５０及び層内繋ぎ配線５１を被覆するように層間絶縁膜６０が設けられ、層間絶縁膜６０上に保護膜としてのパッシベーション膜７０が設けられている。本実施形態においては、層間絶縁膜６０としてシリコン酸化膜を採用することで、パッシベーション膜７０の破壊がより生じにくい構成とされている。しかしながら、本実施形態に示すように、薄膜抵抗体３０の厚さが薄く（レーザ光の照射時に溶融する構成材料が少量であり）、薄膜抵抗体３０の上下に酸化膜（絶縁膜２０及び容量絶縁膜４０）が隣接配置される構成においては、層間絶縁膜６０のない構成とすることも可能である。ただし、溶融した薄膜抵抗体３０の構成材料全量を隣接する酸化膜と混合溶融させるために、容量絶縁膜４０の厚さを調整すると、容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４（及びキャパシタブロックＣＢ）の容量値が変化することとなる。したがって、容量値の制約によって容量絶縁膜４０の厚さを確保できない場合には、本実施形態に示すように、少なくとも金属電極５０と隣接する酸化膜を含む層間絶縁膜６０を採用することが好ましい。なお、パッシベーション膜７０は、シリコン基板１０に構成された素子としての容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４を被覆保護するものであり、本実施形態においてはプラズマ窒化膜（ｐ−ＳｉＮ膜）を採用している。

このように、ウェハ工程が終了した時点で構成される半導体装置１は、シリコン基板１０上に、薄膜抵抗体３０の電極部３１、容量絶縁膜４０、及び金属電極５０の順で積層してなる４つの容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４を有している。そして、薄膜抵抗体３０の繋ぎ配線部３２と層内繋ぎ配線５１とにより、図１及び図３に示すように各容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４が並列接続されて、１つのキャパシタブロックＣＢが構成されている。すなわち、容量調整される前の状態で、キャパシタブロックＣＢの容量は、各容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４の容量値の和となっている。

なお、図１及び図２に示す符号８０は、例えばＡｌからなるコンタクトプラグであり、図２に示す符号９０は、例えばＴｉＷからなるコンタクトプラグ８０のバリア層である。

次に、図４〜図６を用いて、上記構成の半導体装置１におけるキャパシタブロックＣＢの容量調整について説明する。図４は、薄膜抵抗体３０の繋ぎ配線部３２にレーザ光を照射した状態を示す断面図であり、図２に対応している。図５は、レーザ光の照射後（容量調整後）の状態を示す平面図であり、図１に対応している。図６は、図５の等価回路図である。図５においても、図１同様、容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４よりも上方にあるパッシベーション膜７０などを省略して図示するとともに、容量絶縁膜４０の下層である薄膜抵抗体３０を破線で示している。

図１〜図３に示した半導体装置１の形成後（ウェハ工程の完了後）、薄膜抵抗体３０の繋ぎ配線部３２のうち、所定箇所にレーザ光を照射し、これによってキャパシタブロックＣＢの容量を所望の容量値に調整する。本実施形態においては、キャパシタブロックＣＢの容量を、容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ３の容量値の和に調整する例を示す
レーザ光としては、薄膜抵抗体３０への入射光とシリコン基板１０の表面での反射光とにより、効率よく繋ぎ配線部３２を断線させることのできる波長のレーザ光を適宜選択することが好ましい。本実施形態においては、ＹＡＧレーザ又はその高調波によるパルス光を、図４に示すように容量調整用キャパシタＣ３と容量調整用キャパシタＣ４の電極部３１間を電気的に接続する繋ぎ配線部３２に選択的に照射する。本実施形態においては、上述したように、シリコン基板１０の平面方向において、薄膜抵抗体３０の繋ぎ配線部３２を、層内繋ぎ配線５１と重ならないように設けているので、層内繋ぎ配線５１にダメージを与えることなく、繋ぎ配線部３２の所定箇所に選択的にレーザ光を照射することができる。

レーザ光の照射された繋ぎ配線部３２のＣｒＳｉは、レーザ光を吸収し、溶融する。このとき、ＣｒＳｉからの熱伝導によって、薄膜抵抗体３０の上下に隣接する容量絶縁膜４０及び絶縁膜２０中のシリコン酸化物も溶融し、溶融したＣｒＳｉ全量とシリコン酸化物とが混合溶融して図４に示す混合絶縁体１００となる。すなわち、繋ぎ配線部３２のＣｒＳｉが混合絶縁体１００に置き換わって繋ぎ配線部３２が断線される。この結果、図４及び図５に示すように、容量調整用キャパシタＣ４の電極部３１を含む薄膜抵抗体３０の一部分と、残りの容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ３の電極部３１を含む薄膜抵抗体３０の部分とが、電気的に分離される。したがって、図６に示すように、キャパシタブロックＣＢの容量は、容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ３の容量値の和となる。

このように、本実施形態に係る半導体装置１は以下の特徴点を有している。先ず、複数の容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４が繋ぎ配線部３２及び層内繋ぎ配線５１によって連結されて１つのキャパシタブロックＣＢとされ、多層の電極（上部電極及び下部電極）のうち、少なくとも１層の電極（下部電極である電極部３１）が当該電極間を電気的に接続する層内繋ぎ配線（繋ぎ配線部３２）とともに、薄膜抵抗体３０（本例においては１つの薄膜抵抗体３０）として構成されている。したがって、薄膜抵抗体３０のうち、層内繋ぎ配線に相当する繋ぎ配線部３２をレーザ光の照射によって任意箇所で断線させることが可能であり、その結果キャパシタブロックＣＢの容量を所望の容量値とすることが可能である。また、レーザ光の選択的な照射によって、所定箇所の繋ぎ配線部３２が断線された半導体装置１は、キャパシタブロックＣＢの容量が所望の容量値に設定されている。なお、本実施形態においては、薄膜抵抗体３０の繋ぎ配線部３２と層内繋ぎ配線５１とにより、各容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４が並列接続されて、キャパシタブロックＣＢが構成されている。したがって、繋ぎ配線部３２を断線させることにより、キャパシタブロックＣＢの容量値を断線前よりも小さい容量値に調整することが可能である。

また、本実施形態においては、複数の容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４の容量値が、それぞれ異なる容量値とされている。したがって、繋ぎ配線部３２の断線箇所の選択によって、キャパシタブロックＣＢの容量をより細かく調整することが可能である。このように、複数の容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４のうち、少なくとも１つの容量値が他の容量値とは異なる構成とすると、複数の容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４の容量値が全て略等しい構成よりも、キャパシタブロックＣＢの容量をより細かく調整することが可能である。なお、複数の容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４の容量値が全て略等しい構成としても良い。

また、容量値を調整する際に、レーザ光が照射される層内繋ぎ配線が、繋ぎ配線部３２として、容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４の下部電極である電極部３１とともに薄膜抵抗体３０として構成されている。薄膜抵抗体３０の厚さは、一般的なＡｌ配線の厚さと比べて非常に薄いので、レーザ光を照射して繋ぎ配線部３２を断線させる際に溶融する薄膜抵抗体３０（繋ぎ配線部３２）の量が少なくて済む。したがって、溶融した薄膜抵抗体３０の構成材料の昇華によるパッシベーション膜７０の破壊を従来よりも抑制することができる。なお、溶融した構成材料の昇華によるパッシベーション膜７０の破壊にともなって、容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４の一部（例えば金属電極５０）がパッシベーション膜７０から露出されたり、容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４自体（例えば容量絶縁膜４０）が損傷を受ける恐れがある。また、薄膜抵抗体３０の厚さが薄いので、繋ぎ配線部３２を断線させる際のエネルギーが、Ａｌ配線などを繋ぎ配線とする場合よりも低くて済む（例えば０．３μＪ／ｐｕｌｓｅ）。したがって、これによっても、パッシベーション膜７０の破壊を従来よりも抑制することができ、容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４を構成する容量絶縁膜４０や容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４の下方に存在する絶縁膜２０，シリコン基板１０へのダメージを従来よりも抑制することができる。すなわち、容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４の信頼性や品質を確保することができる。

なお、本実施形態においては、薄膜抵抗体３０の上下にシリコン酸化膜（絶縁膜２０及び容量絶縁膜４０）が隣接配置されており、シリコン酸化物が溶融した構成材料と混合溶融する。したがって、シリコン酸化物と混合溶融しない場合よりも、薄膜抵抗体３０の構成材料の昇華によるパッシベーション膜７０の破壊や容量絶縁膜４０などの損傷を効果的に抑制することができる。特に本実施形態においては、パッシベーション膜７０と金属電極５０との間に層間絶縁膜６０としてシリコン酸化膜を設けているので、溶融した高温の薄膜抵抗体３０の構成材料（構成材料の酸化物）が、パッシベーション膜７０まで到達されにくい構成となっている。したがって、パッシベーション膜７０の破壊をより効果的に抑制することができる。

また、本実施形態においては、薄膜抵抗体３０がＣｒＳｉによって構成されている。ＣｒＳｉは、シリコン酸化物と混合溶融しやすいので、パッシベーション膜７０の破壊や容量絶縁膜４０などの損傷を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態においては、繋ぎ配線部３２と層内繋ぎ配線５１とが、シリコン基板１０の平面方向において、互いに重ならないように設けてられている。したがって、繋ぎ配線部３２とは異なる層の電極（金属電極５０）を電気的に接続する層内繋ぎ配線５１にダメージを与えることなく、繋ぎ配線部３２の所定箇所に選択的にレーザ光を照射することができる。すなわち、容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４の信頼性や品質を向上することができる。

また、本実施形態においては、１つの薄膜抵抗体３０として、容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４の下部電極としての電極部３１と、下部電極を電気的に接続する層内繋ぎ配線としての繋ぎ配線部３２が一体的に構成されている。したがって、複数の容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４からなるキャパシタブロックＣＢの構成を簡素化することができる。

なお、本実施形態においては、容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４が、上部電極としての金属電極５０と下部電極としての薄膜抵抗体３０の電極部３１とにより構成される例を示した。しかしながら、容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４の電極の構成は、上記例に限定されるものではない。多層に設けられた電極のうち、少なくとも１層の電極と当該電極間を繋ぐ層内繋ぎ配線とが、同一の導電材料からなる薄膜抵抗体３０として構成されれば良い。

例えば、図７に示すように、上述した薄膜抵抗体３０の電極部３１を上部電極とし、金属電極５０を下部電極としても良い。また、図８に示すように、シリコン基板１０の表層に不純物を高濃度に添加してなる不純物拡散層１１０を設け、当該不純物拡散層１１０を下部電極（最下層の電極）とし、不純物拡散層１１０の上部に上部電極としての電極部３１を含む薄膜抵抗体３０を設けた構成としても良い。また、図９に示すように、上述した薄膜抵抗体３０の電極部３１を上部電極とし、多結晶シリコン膜１２０を下部電極としても良い。なお、図９とは逆に、多結晶シリコン膜１２０を上部電極とし、薄膜抵抗体３０の電極部３１を下部電極としても良い。図７〜図９は、変形例を示す断面図であり、図２に対応している。

さらには、図１０に示すように、上部電極としての電極部１３１と繋ぎ配線部１３２が薄膜抵抗体１３０として構成され、下部電極としての電極部３１と繋ぎ配線部３２が薄膜抵抗体３０として構成されても良い。このように、薄膜抵抗体３０，１３０が多層に配置された構成においては、シリコン基板１０の表面からの高さ（反射光の光路長）が異なるので、薄膜抵抗体３０，１３０に応じて、レーザ光の波長を切り替えることで、薄膜抵抗体３０，１３０のそれぞれの繋ぎ配線部３２，１３２の任意箇所を効率よく断線させて、キャパシタブロックＣＢの容量を所望の容量値とすることができる。図１０は、変形例を示す断面図であり、図２に対応している。

また、本実施形態においては、容量調整用キャパシタＣ３と容量調整用キャパシタＣ４の電極部３１間を電気的に接続する繋ぎ配線部３２を断線させる例を示したが、断線箇所は上記例に限定されるものではない。また、断線箇所も１箇所に限定されるものではなく、薄膜抵抗体３０において複数箇所の繋ぎ配線部３２にレーザ光を照射し、それぞれを断線させることで、キャパシタブロックＣＢの容量を所望の容量値としても良い。

また、本実施形態においては、４つの容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４によって１つのキャパシタブロックＣＢが構成される例を示したが、容量調整用キャパシタの個数は上記例に限定されるものではない。

また、本実施形態においては、電極部３１間を電気的に接続する層内繋ぎ配線が、繋ぎ配線部３２として電極部３１とともに１つの薄膜抵抗体３０の一部とされる例を示した。しかしながら、電極部３１間を電気的に接続する層内繋ぎ配線は、少なくとも一部に薄膜抵抗体からなる部位を有していれば良い。例えば、層内繋ぎ配線として、電極部３１と同一層に設けられた薄膜抵抗体の繋ぎ配線部と電極部３１とは異なる層に設けられたＡｌ配線とを接続ビアを介して電気的に接続してなる構成を採用することもできる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態を、図１１〜図１３に基づいて説明する。図１１は、第２実施形態に係る半導体装置１の概略構成を示す平面図である。図１１は、第１実施形態に示した図１に対応している。図１２は、図１１の等価回路図である。図１３は、レーザ光照射後の等価回路図であり、（ａ）は点Ｘ，Ｙで断線させたもの、（ｂ）点Ｚで断線させたものを示している。なお、図１１においては、便宜上、容量調整用キャパシタよりも上方にあるパッシベーション膜などを省略して図示するとともに、容量絶縁膜の下層である薄膜抵抗体を破線で示している。

第２実施形態に係る半導体装置１は、第１実施形態に示した半導体装置１と共通するところが多いので、以下、共通部分については詳しい説明は省略し、異なる部分を重点的に説明する。また、本実施形態においては、本実施形態の特徴部分以外、第１実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付与するものとする。

第１実施形態においては、複数の容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４において、同層の電極同士（上部電極同士、下部電極同士）が層内繋ぎ配線（薄膜抵抗体３０の繋ぎ配線部３２と層内繋ぎ配線５１）とにより接続される例を示した。すなわち、各容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４が並列接続されて、キャパシタブロックＣＢが構成される例を示した。これに対し、本実施形態においては、レーザ光が照射される前の状態で、複数の容量調整用キャパシタが並列接続及び直列接続され、キャパシタブロックＣＢが、レーザ光の照射箇所によって、並列接続及び直列接続のいずれの接続状態も取り得ることが可能である点を特徴とする。

図１１に示すように、本実施形態に係る半導体装置１において、キャパシタブロックＣＢが２つの容量調整用キャパシタＣ５，Ｃ６によって構成される点と、繋ぎ配線の構成が異なる点以外については、第１実施形態に示した構成（図１及び図２参照）と基本的に同じである。容量調整用キャパシタＣ５，Ｃ６は、第１実施形態示した容量調整用キャパシタＣ１〜Ｃ４同様に、上部電極として金属電極５０、下部電極として薄膜抵抗体である薄膜抵抗体電極１４０（第１実施形態に示す電極部３１に相当）、及び金属電極５０と薄膜抵抗体電極１４０との間に配置された容量絶縁膜４０とにより構成されている。

電極間を電気的に接続する繋ぎ配線のうち、上部電極である金属電極５０間を電気的に接続する層内繋ぎ配線１５０は、薄膜抵抗体電極１４０とは異層であって金属電極５０と同一材料を用いて同層に設けられた異層部１５１と、薄膜抵抗体電極１４０と同層に、同一材料を用いて設けられた薄膜抵抗体である薄膜抵抗体部１５２とにより構成されている。したがって、後述する容量の調整において、薄膜抵抗体部１５２（図１１に示す点Ｘ）にレーザ光を照射することで、当該箇所を断線させることが可能である。

また、下部電極である薄膜抵抗体電極１４０間を電気的に接続する層内繋ぎ配線１６０は、薄膜抵抗体電極１４０と同層に、同一材料を用いて設けられた薄膜抵抗体である薄膜抵抗体部１６１と、薄膜抵抗体電極１４０とは異層であって金属電極５０と同層に、金属電極５０と同一材料を用いて設けられた異層部１６２とにより構成されている。したがって、後述する容量の調整において、薄膜抵抗体部１６１（図１１に示す点Ｙ）にレーザ光を照射することで、当該箇所を断線させることが可能である。

また、上部電極である金属電極５０と下部電極である薄膜抵抗体電極１４０とを電気的に接続する層間繋ぎ配線１７０は、薄膜抵抗体電極１４０とは異層であって金属電極５０と同一材料を用いて同層に設けられた異層部１７１と、薄膜抵抗体電極１４０と同層に、同一材料を用いて設けられた薄膜抵抗体である薄膜抵抗体部１７２とにより構成されている。したがって、後述する容量の調整において、薄膜抵抗体部１７２（図１１に示す点Ｚ）にレーザ光を照射することで、当該箇所を断線させることが可能である。なお、異層部１５１と薄膜抵抗体部１５２、薄膜抵抗体部１６１と異層部１６２、及び異層部１７１と薄膜抵抗体部１７２は、それぞれ図１１において点線で示す接続ビアによって電気的に接続されている。

このようにウェハ工程が終了した時点で構成される半導体装置１は、シリコン基板１０上に、薄膜抵抗体電極１４０、容量絶縁膜４０、及び金属電極５０の順で積層してなる２つの容量調整用キャパシタＣ５，Ｃ６を有している。そして、例えば図１及び図１２に示す点Ｘ，Ｙ，Ｚの切断箇所によっては、断線させた状態で容量調整用キャパシタＣ５，Ｃ６を並列接続及び直列接続のいずれの接続状態ともすることが可能に構成されている。

例えばレーザ光を点Ｘ，Ｙに照射して、当該部位の薄膜抵抗体部１５２，１６１を断線させた場合、図１３（ａ）に示すように、２つの容量調整用キャパシタＣ５，Ｃ６が直列接続された状態となる。したがって、キャパシタブロックＣＢの容量の逆数は、各容量調整用キャパシタＣ５，Ｃ６の容量の逆数の和となる。また、レーザ光を点Ｚに照射して、当該部位の薄膜抵抗体部１７２を断線させた場合、図１３（ｂ）に示すように、２つの容量調整用キャパシタＣ５，Ｃ６が並列接続された状態となる。したがって、キャパシタブロックＣＢの容量は、各容量調整用キャパシタＣ５，Ｃ６の容量の和となる。

このように構成される本実施形態の半導体装置１は、第１実施形態に示した半導体装置１と同様の効果乃至それに準ずる効果を有している。例えば、容量調整用キャパシタＣ５，Ｃ６を構成する多層の電極（金属電極５０及び薄膜抵抗体電極１４０）のうち、少なくとも１層の電極（薄膜抵抗体電極１４０）が、層内繋ぎ配線１５０，１６０のうち、電極（薄膜抵抗体電極１４０）と同層の部位（薄膜抵抗体部１５２，１６１）及び層間繋ぎ配線１７０のうち電極（薄膜抵抗体電極１４０）と同層の部位（薄膜抵抗体部１７２）とともに、薄膜抵抗体として構成されている。したがって、薄膜抵抗体のうち、層内繋ぎ配線及び層間繋ぎ配線に相当する部位（薄膜抵抗体部１５２，１６１，１７２）を任意箇所で断線させることが可能であり、その結果キャパシタブロックＣＢの容量を所望の容量値とすることが可能である。また、レーザ光の選択的な照射によって、所定箇所の薄膜抵抗体部１５２，１６１，１７２が断線された半導体装置１は、キャパシタブロックＣＢの容量が所望の容量値に設定されている。

また、容量値を調整する際に、薄膜抵抗体部１５２，１６１，１７２にレーザ光が照射されるので、第１実施形態に示したように、パッシベーション膜の破壊を従来よりも抑制することができ、容量調整用キャパシタＣ５，Ｃ６自体（例えば容量絶縁膜４０）や容量調整用キャパシタＣ５，Ｃ６の下方に存在する絶縁膜，シリコン基板（第１実施形態参照）へのダメージを従来よりも抑制することができる。なお、本実施形態においても、レーザ光が照射される薄膜抵抗体部１５２，１６１，１７２の上下にシリコン酸化膜（容量絶縁膜４０と第１実施形態に示した絶縁膜２０）が隣接配置されている。また、パッシベーション膜と金属電極５０との間に層間絶縁膜としてシリコン酸化膜を設けている。さらには、薄膜抵抗体（薄膜抵抗体電極１４０及び薄膜抵抗体部１５２，１６１，１７２）がＣｒＳｉによって構成されている。したがって、第１実施形態に示したように、パッシベーション膜の破壊や容量絶縁膜４０などの損傷を効果的に抑制することができる。

また、本実施形態においては、層内繋ぎ配線１５０，１６０及び層間繋ぎ配線１７０が、シリコン基板の平面方向において、互いに重ならないように設けられている。したがって、異層部１５１，１６２，１７１にダメージを与えることなく、薄膜抵抗体部１５２，１６１，１７２の所定箇所に選択的にレーザ光を照射することができる。すなわち、容量調整用キャパシタＣ１，Ｃ２の信頼性や品質を向上することができる。

また、本実施形態に係る半導体装置１は、以下に示すように、第１実施形態に示した半導体装置１にはない効果を有している。本実施形態においては、電極間を電気的に接続する繋ぎ配線として、層内繋ぎ配線１５０，１６０と層間繋ぎ配線１７０とを含んでいるので、薄膜抵抗体部１５２，１６１，１７２の所定箇所を断線させることによって、複数の容量調整用キャパシタＣ５，Ｃ６を並列接続及び直列接続のいずれの接続状態ともすることが可能である。並列接続状態と直列接続状態とではキャパシタブロックの容量が異なるので、第１実施形態に示した半導体装置１よりも、容量値をより細かく調整することができる。なお、本実施形態においては、点Ｘ，Ｙを断線させることで、容量調整用キャパシタＣ５，Ｃ６を直列接続とし、点Ｚを断線させることで、容量調整用キャパシタＣ５，Ｃ６を並列接続とする例を示した。しかしながら、断線箇所は上記例に限定されるものではない。例えば、点Ｚを断線させるとともに、点Ｘ，Ｙのいずれか一方を断線させても良い。すなわち、並列接続状態と直列接続状態とに分けるとともに、第１実施形態に示したように、並列接続された複数の容量調整用キャパシタにおいて、レーザ光の照射によって容量を調整する構成を本実施形態においても適用することができる。

なお、本実施形態においては、キャパシタブロックＣＢが２つの容量調整用キャパシタＣ５，Ｃ６からなる例を示した。しかしながら、容量調整用キャパシタの個数は複数であれば特に限定されるものではない。

また、本実施形態においては、各容量調整用キャパシタＣ５，Ｃ６が、上部電極として金属電極５０を有し、下部電極として薄膜抵抗体電極１４０を有する例を示した。しかしながら、電極の構成及び配置は上記例に限定されるものではない。多層に設けられた電極のうち、少なくとも１層が薄膜抵抗体電極１４０であれば良い。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

本実施形態においては、容量調整用キャパシタを構成する電極が２層の例を示した。しかしながら、電極の層数は上記例に限定されるものではない。複数層であれば良い。例えば図１４に示すように、３層の電極構造を採用することもできる。図１４においては、上部電極として金属電極５０、中間電極として薄膜抵抗体３０の電極部３１、下部電極として不純物拡散層１１０を採用している。そして、絶縁膜２０と容量絶縁膜４０が電極間の誘電体とされている。

本発明の第１実施形態に係る半導体装置を、素子形成面側から見た平面図である。 図１に示すＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図１の等価回路図である。 薄膜抵抗体の繋ぎ配線部にレーザ光を照射した状態を示す断面図である。 レーザ光の照射後（容量調整後）の状態を示す平面図である。 図５の等価回路図である。 変形例を示す断面図である。 変形例を示す断面図である。 変形例を示す断面図である。 変形例を示す断面図である。 第２実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す平面図である 図１１の等価回路図である。 レーザ光照射後の等価回路図であり、（ａ）は点Ｘ，Ｙで断線させたもの、（ｂ）点Ｚで断線させたものを示している。 その他変形例を示す断面図である。

符号の説明

１・・・半導体装置
１０・・・シリコン基板（半導体基板）
３０・・・薄膜抵抗体
３１・・・電極部
３２・・・繋ぎ配線部（層内繋ぎ配線）
４０・・・容量絶縁膜（絶縁膜）
５０・・・金属電極
５１・・・層内繋ぎ配線
７０・・・パッシベーション膜
１４０・・・薄膜抵抗体電極（薄膜抵抗体）
１５０，１６０・・・層内繋ぎ配線
１５１，１６２・・・異層部
１５２，１６１・・・薄膜抵抗体部
１７０・・・層間繋ぎ配線
１７１・・・異層部
１７２・・・薄膜抵抗体部
ＣＢ・・・キャパシタブロック
Ｃ１〜Ｃ６・・・容量調整用キャパシタ

Claims (11)

1. 半導体基板上、または、前記半導体基板内及び前記半導体基板上に、電極が多層に設けられ、前記電極間に絶縁膜が配置されてなる容量調整用キャパシタを、同一の前記半導体基板に対して複数備え、前記容量調整用キャパシタがパッシベーション膜によって被覆された半導体装置であって、
   前記複数の容量調整用キャパシタは、同一層の電極間がそれぞれ層内繋ぎ配線によって連結されて１つのキャパシタブロックを構成しており、
   異なる層の前記電極間を繋ぐ前記層内繋ぎ配線は、前記半導体基板の平面方向において、互いに重ならないように配置され、
   前記層内繋ぎ配線によって連結された各層の電極のうち、少なくとも１層の前記電極と当該電極間を繋ぐ前記層内繋ぎ配線とが、同一材料からなる薄膜抵抗体として構成され、
   前記薄膜抵抗体のうち、前記層内繋ぎ配線に相当する部位の少なくとも１箇所に光を選択的に照射して前記部位を断線させることにより、前記キャパシタブロックの容量が調整可能であることを特徴とする半導体装置。
2. 半導体基板上、または、前記半導体基板内及び前記半導体基板上に、電極が多層に設けられ、前記電極間に絶縁膜が配置されてなる容量調整用キャパシタを、同一の前記半導体基板に対して複数備え、前記容量調整用キャパシタがパッシベーション膜によって被覆された半導体装置であって、
   前記複数の容量調整用キャパシタは、同一層の電極間がそれぞれ層内繋ぎ配線によって連結されて１つのキャパシタブロックを構成しており、
   前記層内繋ぎ配線によって連結された各層の電極のうち、少なくとも１層の前記電極と当該電極間を繋ぐ前記層内繋ぎ配線とが、同一の導電材料からなる薄膜抵抗体として構成され、
   前記薄膜抵抗体のうち、前記層内繋ぎ配線に相当する部位の少なくとも１箇所が、光の選択的な照射によって断線され、前記キャパシタブロックの容量が所望の値に設定されていることを特徴とする半導体装置。
3. 異なる層の前記電極間を繋ぐ前記層内繋ぎ配線は、前記半導体基板の平面方向において、互いに重ならないように配置されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。
4. 半導体基板上、または、前記半導体基板内及び前記半導体基板上に、電極が多層に設けられ、前記電極間に絶縁膜が配置されてなる容量調整用キャパシタを、同一の前記半導体基板に対して複数備え、前記容量調整用キャパシタがパッシベーション膜によって被覆された半導体装置であって、
   前記複数の容量調整用キャパシタは、同一層の電極間をそれぞれ電気的に接続する層内繋ぎ配線と、異なる層の電極間をそれぞれ電気的に接続する層間繋ぎ配線とにより連結されて、１つのキャパシタブロックを構成しており、
   各層の前記電極のうち、少なくとも１層の前記電極、前記層内繋ぎ配線のうち前記電極と同層の部位、及び前記層間繋ぎ配線のうち前記電極と同層の部位とが、同一の導電材料からなる薄膜抵抗体として構成され、
   前記薄膜抵抗体のうち、前記層内繋ぎ配線及び前記層間繋ぎ配線の少なくとも一方に相当する部位の少なくとも１箇所に光を選択的に照射して前記部位を断線させることにより、前記キャパシタブロックの容量が調整可能であることを特徴とする半導体装置。
5. 半導体基板上、または、前記半導体基板内及び前記半導体基板上に、電極が多層に設けられ、前記電極間に絶縁膜が配置されてなる容量調整用キャパシタを、同一の前記半導体基板に対して複数備え、前記容量調整用キャパシタがパッシベーション膜によって被覆された半導体装置であって、
   前記複数の容量調整用キャパシタは、同一層の電極間をそれぞれ電気的に接続する層内繋ぎ配線と、異なる層の電極間をそれぞれ電気的に接続する層間繋ぎ配線とにより連結されて、１つのキャパシタブロックを構成しており、
   各層の前記電極のうち、少なくとも１層の前記電極、前記層内繋ぎ配線のうち前記電極と同層の部位、及び前記層間繋ぎ配線のうち前記電極と同層の部位とが、同一の導電材料からなる薄膜抵抗体として構成され、
   前記薄膜抵抗体のうち、前記層内繋ぎ配線及び前記層間繋ぎ配線の少なくとも一方に相当する部位の少なくとも１箇所が、光の選択的な照射によって断線され、前記キャパシタブロックの容量が所望の値に設定されていることを特徴とする半導体装置。
6. 前記層内繋ぎ配線及び前記層間繋ぎ配線は、前記半導体基板の平面方向において、互いに重ならないように配置されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の半導体装置。
7. 前記薄膜抵抗体は、その上下に酸化膜が隣接配置され、
   前記薄膜抵抗体に隣接する前記絶縁膜は、少なくとも前記酸化膜を含むことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の半導体装置。
8. 前記薄膜抵抗体は、ＣｒＳｉからなることを特徴とする請求項７に記載の半導体装置。
9. 前記多層の電極のうち、最下層の前記電極が、前記半導体基板内に設けられた不純物拡散層として構成されていることを特徴とする請求項１〜８いずれか１項に記載の半導体装置。
10. 前記多層の電極のうち、前記薄膜抵抗体として構成された層を除く少なくとも１層の前記電極が、前記半導体基板上に設けられた多結晶半導体膜によって構成されていることを特徴とする請求項１〜９いずれか１項に記載の半導体装置。
11. 前記複数の容量調整用キャパシタのうち、少なくとも１つの前記容量調整用キャパシタの容量値が、残りの前記容量調整用キャパシタの容量値と異なることを特徴とする請求項１〜１０いずれか１項に記載の半導体装置。

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