JP3115151B2 - 半導体装置のトリミング用ヒューズ構造 - Google Patents
半導体装置のトリミング用ヒューズ構造Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置に関するも
のであり、特に、半導体装置の歩留りを向上させるため
に設けるヒューズ構造とその切断方法に関するものであ
る。
のであり、特に、半導体装置の歩留りを向上させるため
に設けるヒューズ構造とその切断方法に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置を一定の電気的条件下で作動
させるため、半導体装置には電気的容量等に関して所定
の規格が設けられている。製造される半導体装置がこの
ような規格を満たすものであるか否かを判定するため、
製造工程が終了に近づいた時点で装置の機能や性能がテ
ストされる。
させるため、半導体装置には電気的容量等に関して所定
の規格が設けられている。製造される半導体装置がこの
ような規格を満たすものであるか否かを判定するため、
製造工程が終了に近づいた時点で装置の機能や性能がテ
ストされる。
【０００３】ところで、一般的には半導体装置が高度に
集積されるにしたがって、所定の規格を外れるものが多
くなり、歩留りが悪化する。しかしながら、一部の限ら
れた箇所に不良が存在するからといって、高度に集積さ
れた半導体装置を全て排斥していたのでは、膨大な無駄
が発生し半導体装置の製造コストが極端に上昇する。そ
こで、このような問題を解決するため、規格に満たない
不良な箇所が出現することを予め見込んで、仮に不良箇
所が出現した場合にはその部分だけを削除する方法が提
案されている。
集積されるにしたがって、所定の規格を外れるものが多
くなり、歩留りが悪化する。しかしながら、一部の限ら
れた箇所に不良が存在するからといって、高度に集積さ
れた半導体装置を全て排斥していたのでは、膨大な無駄
が発生し半導体装置の製造コストが極端に上昇する。そ
こで、このような問題を解決するため、規格に満たない
不良な箇所が出現することを予め見込んで、仮に不良箇
所が出現した場合にはその部分だけを削除する方法が提
案されている。
【０００４】特開昭58-60560公報においては、装置のテ
ストで不良箇所が発見された場合に、当該箇所をヒュー
ズ構造で切り離しできる半導体メモリが開示されてい
る。この半導体メモリでは、複数個の冗長（Redundanc
y）回路がヒューズ構造を介して接続されており、不良
箇所はヒューズ構造で切り離されて除去される。ヒュー
ズ構造はポリシリコン膜をモリブデン膜で覆った積層膜
構造を有しており、適正レベルにエネルギー調整された
レーザー光線を照射した後、ケミカルドライエッチング
等によってエッチングすると切断されるようになってい
る。
ストで不良箇所が発見された場合に、当該箇所をヒュー
ズ構造で切り離しできる半導体メモリが開示されてい
る。この半導体メモリでは、複数個の冗長（Redundanc
y）回路がヒューズ構造を介して接続されており、不良
箇所はヒューズ構造で切り離されて除去される。ヒュー
ズ構造はポリシリコン膜をモリブデン膜で覆った積層膜
構造を有しており、適正レベルにエネルギー調整された
レーザー光線を照射した後、ケミカルドライエッチング
等によってエッチングすると切断されるようになってい
る。
【０００５】また、キャパシタや抵抗のような回路素子
の場合には、素子を所定容量に調整することが重要にな
る。このため、微調整用の小容量の素子をいくつか設け
ておき、テストの結果に応じてこれらの微調整用素子を
切断する方法が採用されている。
の場合には、素子を所定容量に調整することが重要にな
る。このため、微調整用の小容量の素子をいくつか設け
ておき、テストの結果に応じてこれらの微調整用素子を
切断する方法が採用されている。
【０００６】キャパシタの容量を調整する方法を具体的
に示す。図７に示すように、キャパシタA1と並列に、キ
ャパシタA1よりも容量が小さいキャパシタB1〜F1が形成
されている。キャパシタB1〜F1にはそれぞれヒューズ構
造B2〜F2が設けられている。キャパシタA1は所定の容量
を満たすように製造されるが、若干量だけ容量が不足し
ている場合、不足容量に応じてキャパシタB1〜F1が回路
に追加される。余分なキャパシタはヒューズ構造で切断
される。
に示す。図７に示すように、キャパシタA1と並列に、キ
ャパシタA1よりも容量が小さいキャパシタB1〜F1が形成
されている。キャパシタB1〜F1にはそれぞれヒューズ構
造B2〜F2が設けられている。キャパシタA1は所定の容量
を満たすように製造されるが、若干量だけ容量が不足し
ている場合、不足容量に応じてキャパシタB1〜F1が回路
に追加される。余分なキャパシタはヒューズ構造で切断
される。
【０００７】ヒューズ構造B2はポリシリコン膜で形成さ
れており、適正レベルにエネルギー調整されたレーザー
光線を照射すると切断することができる。他のヒューズ
構造C2〜F2も同様な構造を有する。
れており、適正レベルにエネルギー調整されたレーザー
光線を照射すると切断することができる。他のヒューズ
構造C2〜F2も同様な構造を有する。
【０００８】以上に述べたように、半導体装置において
は、切り離し可能な冗長回路や微調整用素子を設けるこ
とにより、半導体装置の高度集積化に伴う歩留りの低下
を補っている。
は、切り離し可能な冗長回路や微調整用素子を設けるこ
とにより、半導体装置の高度集積化に伴う歩留りの低下
を補っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の半導体装置の製造においては、次のような
問題があった。
ような従来の半導体装置の製造においては、次のような
問題があった。
【００１０】特開昭58-60560公報に示された不良箇所の
削除方法は、ポリシリコン膜をモリブデン膜で覆った積
層膜構造のヒューズ構造をレーザー光線の照射とそれに
続くエッチングによって切断するものである。この方法
は、レーザー光線の出力を抑えることができる点でメリ
ットがあるが、エッチングを併用しなければならないた
めヒューズの切断工程が煩雑になる。
削除方法は、ポリシリコン膜をモリブデン膜で覆った積
層膜構造のヒューズ構造をレーザー光線の照射とそれに
続くエッチングによって切断するものである。この方法
は、レーザー光線の出力を抑えることができる点でメリ
ットがあるが、エッチングを併用しなければならないた
めヒューズの切断工程が煩雑になる。
【００１１】また、キャパシタの容量調整例で示したヒ
ューズ構造の切断方法は、エッチングを行う必要がな
く、ポリシリコン膜で形成されたヒューズ構造をレーザ
ー光線の照射のみによって切断する。このため、ヒュー
ズ構造の切断自体は容易に行うことができる。
ューズ構造の切断方法は、エッチングを行う必要がな
く、ポリシリコン膜で形成されたヒューズ構造をレーザ
ー光線の照射のみによって切断する。このため、ヒュー
ズ構造の切断自体は容易に行うことができる。
【００１２】しかしながらこの場合には、ヒューズ構造
を形成するために、レーザー光線による切断特性が優れ
たポリシリコン膜をわざわざ配線する必要がある。ポリ
シリコン膜を使用するＭＯＳ形トランジスタ等では、ヒ
ューズ構造の形成にポリシリコン膜の成膜工程を導入す
るのは容易であるが、ポリシリコン膜を構造体として用
いない半導体装置では、ヒューズ構造を形成するためだ
けにポリシリコン膜を成膜する必要がある。
を形成するために、レーザー光線による切断特性が優れ
たポリシリコン膜をわざわざ配線する必要がある。ポリ
シリコン膜を使用するＭＯＳ形トランジスタ等では、ヒ
ューズ構造の形成にポリシリコン膜の成膜工程を導入す
るのは容易であるが、ポリシリコン膜を構造体として用
いない半導体装置では、ヒューズ構造を形成するためだ
けにポリシリコン膜を成膜する必要がある。
【００１３】この発明は、上記のような問題を解決し
て、半導体装置と共通した材料で構成され、しかも、容
易かつ確実に切断することができる半導体装置のトリミ
ング用ヒューズ構造を提供することを目的とする。
て、半導体装置と共通した材料で構成され、しかも、容
易かつ確実に切断することができる半導体装置のトリミ
ング用ヒューズ構造を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１のヒューズ構造
は、シリコン基板、前記シリコン基板上に形成された切
断用メタル配線膜、前記切断用メタル配線膜の一端側に
所定距離の間隔をおいて設けられた第１の接続用メタル
配線膜、前記シリコン基板内に設けられ、前記切断用メ
タル配線膜と前記第１の接続用メタル配線膜とを電気的
に接続する第１の不純物拡散層、前記切断用メタル配線
膜の他端側に所定距離の間隔をおいて設けられた第２の
接続用メタル配線膜、前記シリコン基板内に設けられ、
前記切断用メタル配線膜と前記第２の接続用メタル配線
膜とを電気的に接続する第２の不純物拡散層、少なくと
も切断用メタル配線膜を被覆する被覆膜、を備え、前記
切断用メタル配線膜の下方のシリコン基板内で、かつ前
記第１および第２の不純物拡散層間に、前記第１および
第２の不純物拡散層と同じ導電型の不純物領域を前記第
１および第２の不純物拡散層と離して設けたこと、を特
徴とする。
は、シリコン基板、前記シリコン基板上に形成された切
断用メタル配線膜、前記切断用メタル配線膜の一端側に
所定距離の間隔をおいて設けられた第１の接続用メタル
配線膜、前記シリコン基板内に設けられ、前記切断用メ
タル配線膜と前記第１の接続用メタル配線膜とを電気的
に接続する第１の不純物拡散層、前記切断用メタル配線
膜の他端側に所定距離の間隔をおいて設けられた第２の
接続用メタル配線膜、前記シリコン基板内に設けられ、
前記切断用メタル配線膜と前記第２の接続用メタル配線
膜とを電気的に接続する第２の不純物拡散層、少なくと
も切断用メタル配線膜を被覆する被覆膜、を備え、前記
切断用メタル配線膜の下方のシリコン基板内で、かつ前
記第１および第２の不純物拡散層間に、前記第１および
第２の不純物拡散層と同じ導電型の不純物領域を前記第
１および第２の不純物拡散層と離して設けたこと、を特
徴とする。
【００１５】請求項２のトリミング用ヒューズ構造にお
いては、前記第１および第２の不純物拡散層間に設けら
れた不純物領域は、２つの領域に分裂されており、か
つ、この２つの領域間には、逆の導電型の不純物領域が
設けられていることを特徴とする。
いては、前記第１および第２の不純物拡散層間に設けら
れた不純物領域は、２つの領域に分裂されており、か
つ、この２つの領域間には、逆の導電型の不純物領域が
設けられていることを特徴とする。
【００１６】請求項３の回路切断方法においては、請求
項１または２のトリミング用ヒューズ構造を、前記切断
用メタル配線膜の全幅若しくは全幅の大部分に渡って切
断するようにレーザー光線を照射する第一照射ステッ
プ、前記第一照射ステップにおいて残留した切断用メタ
ル配線膜を除去するため、切断用メタル配線膜の幅方向
の少なくとも一方の端部近傍にレーザー光線を照射する
第二照射ステップ、によって切断することにより、トリ
ミング用ヒューズ構造に接続された回路を切断すること
を特徴とする。
項１または２のトリミング用ヒューズ構造を、前記切断
用メタル配線膜の全幅若しくは全幅の大部分に渡って切
断するようにレーザー光線を照射する第一照射ステッ
プ、前記第一照射ステップにおいて残留した切断用メタ
ル配線膜を除去するため、切断用メタル配線膜の幅方向
の少なくとも一方の端部近傍にレーザー光線を照射する
第二照射ステップ、によって切断することにより、トリ
ミング用ヒューズ構造に接続された回路を切断すること
を特徴とする。
【００１７】
【作用】請求項１のヒューズ構造では、被覆膜によって
切断用メタル配線膜を被覆する。このため、ヒューズ構
造にレーザー光線を照射した際に、被覆膜が存在しない
場合に比べて切断用メタル配線膜が効率良く昇華し、ヒ
ューズの断線が促進される。また、シリコン基板内に
は、切断用メタル配線膜と第１、第２の接続用メタル配
線膜とを電気的にそれぞれ接続する第１および第２の不
純物拡散層が設けられている。したがって、レーザー光
線によってメタル配線膜を切断した後は、切断面から進
行するメタル配線膜の腐食を停止させることができる。
これにより、メタル配線膜の腐食が、半導体素子の配線
膜である接続用メタル配線膜に及ぶのを防止することが
できる。また、前記切断用メタル配線膜の下方のシリコ
ン基板内で、かつ前記第１および第２の不純物拡散層間
には、前記第１および第２の不純物拡散層と同じ導電型
の不純物領域が前記第１および第２の不純物拡散層と離
して設けられている。したがって、前記第１および第２
の不純物拡散層間の漏れ電流を確実に阻止することがで
きる。
切断用メタル配線膜を被覆する。このため、ヒューズ構
造にレーザー光線を照射した際に、被覆膜が存在しない
場合に比べて切断用メタル配線膜が効率良く昇華し、ヒ
ューズの断線が促進される。また、シリコン基板内に
は、切断用メタル配線膜と第１、第２の接続用メタル配
線膜とを電気的にそれぞれ接続する第１および第２の不
純物拡散層が設けられている。したがって、レーザー光
線によってメタル配線膜を切断した後は、切断面から進
行するメタル配線膜の腐食を停止させることができる。
これにより、メタル配線膜の腐食が、半導体素子の配線
膜である接続用メタル配線膜に及ぶのを防止することが
できる。また、前記切断用メタル配線膜の下方のシリコ
ン基板内で、かつ前記第１および第２の不純物拡散層間
には、前記第１および第２の不純物拡散層と同じ導電型
の不純物領域が前記第１および第２の不純物拡散層と離
して設けられている。したがって、前記第１および第２
の不純物拡散層間の漏れ電流を確実に阻止することがで
きる。
【００１８】請求項２のトリミング用ヒューズ構造にお
いては、前記第１および第２の不純物拡散層間に設けら
れた前記不純物領域は、２つの領域に分裂されており、
かつ、この２つの領域間には、逆の導電型の不純物領域
が設けられている。したがって前記第１および第２の不
純物拡散層間の漏れ電流をより確実に阻止することがで
きる。
いては、前記第１および第２の不純物拡散層間に設けら
れた前記不純物領域は、２つの領域に分裂されており、
かつ、この２つの領域間には、逆の導電型の不純物領域
が設けられている。したがって前記第１および第２の不
純物拡散層間の漏れ電流をより確実に阻止することがで
きる。
【００１９】請求項３の回路切断方法では、第一照射ス
テップにおいて、被覆膜によって被覆された切断用メタ
ル配線膜にレーザー光線を照射して切断用メタル配線膜
を昇華させ、ヒューズを全幅若しくは全幅の大部分に渡
ってほぼ断線状態にする。昇華した切断用メタル配線膜
の一部は冷却され切断用メタル配線膜の幅方向の端部近
傍で再度固化するが、第二照射ステップにおいて固化・
残留した切断用メタル配線膜の金属片を除去するため、
ヒューズを完全に断線することができる。
テップにおいて、被覆膜によって被覆された切断用メタ
ル配線膜にレーザー光線を照射して切断用メタル配線膜
を昇華させ、ヒューズを全幅若しくは全幅の大部分に渡
ってほぼ断線状態にする。昇華した切断用メタル配線膜
の一部は冷却され切断用メタル配線膜の幅方向の端部近
傍で再度固化するが、第二照射ステップにおいて固化・
残留した切断用メタル配線膜の金属片を除去するため、
ヒューズを完全に断線することができる。
【００２０】
【実施例】この発明の一実施例によるトリミング用のヒ
ューズ構造について、図面に基づいて説明する。ヒュー
ズ構造は、図１に示すように、切断領域A1およびその両
側に設けられた腐食防止領域B1からなる。
ューズ構造について、図面に基づいて説明する。ヒュー
ズ構造は、図１に示すように、切断領域A1およびその両
側に設けられた腐食防止領域B1からなる。
【００２１】切断領域A1は、レーザー光線を照射してＡ
ｌ配線膜を切断するための領域である。切断領域A1の下
部構造として、ｎ-形エピタキシャル成長層７がｐ+形拡
散層４に取り囲まれて設けられている。さらに、切断領
域A1には、絶縁膜６を介して切断用メタル配線膜である
切断用Ａｌ配線膜８と被覆膜であるパッシベーション膜
10が順次形成されている。パッシベーション膜10はシリ
コン窒化膜により形成されている。
ｌ配線膜を切断するための領域である。切断領域A1の下
部構造として、ｎ-形エピタキシャル成長層７がｐ+形拡
散層４に取り囲まれて設けられている。さらに、切断領
域A1には、絶縁膜６を介して切断用メタル配線膜である
切断用Ａｌ配線膜８と被覆膜であるパッシベーション膜
10が順次形成されている。パッシベーション膜10はシリ
コン窒化膜により形成されている。
【００２２】腐食防止領域B1は、レーザー光線の照射に
よって切断されたＡｌ配線膜８の切断面からアルミニウ
ムの腐食が半導体装置に向かって進行するのを防止する
ための領域である。Ａｌ配線膜８の切断面が空気に晒さ
れると、アルミニウムが酸化されて腐食する。腐食は切
断面の近辺のみに止まらず、時間の経過とともにＡｌ配
線膜８に沿って半導体装置にも進行し装置を損傷させる
恐れがある。そこで、腐食防止領域B1を設けてアルミニ
ウムの腐食がここで停止するようにしている。腐食防止
領域B1のアイソレーション領域18内には不純物拡散層で
あるｎ+形拡散層16が設けられており、切断用Ａｌ配線
膜８および接続用Ａｌ配線膜12が接続している。切断用
Ａｌ配線膜８と接続用Ａｌ配線膜12は直接に接触しない
ように所定の間隔が設けられており、ｎ+形拡散層16を
介して電気的に接続している。接続用メタル配線膜であ
る接続用Ａｌ配線膜12は半導体装置に直接接続してい
る。切断用Ａｌ配線膜８の切断面から始まった腐食は、
コンタクト14を経てｎ+形拡散層16まで進行するが、ｎ+
形拡散層16内では腐食は起こらず、ここでストップす
る。
よって切断されたＡｌ配線膜８の切断面からアルミニウ
ムの腐食が半導体装置に向かって進行するのを防止する
ための領域である。Ａｌ配線膜８の切断面が空気に晒さ
れると、アルミニウムが酸化されて腐食する。腐食は切
断面の近辺のみに止まらず、時間の経過とともにＡｌ配
線膜８に沿って半導体装置にも進行し装置を損傷させる
恐れがある。そこで、腐食防止領域B1を設けてアルミニ
ウムの腐食がここで停止するようにしている。腐食防止
領域B1のアイソレーション領域18内には不純物拡散層で
あるｎ+形拡散層16が設けられており、切断用Ａｌ配線
膜８および接続用Ａｌ配線膜12が接続している。切断用
Ａｌ配線膜８と接続用Ａｌ配線膜12は直接に接触しない
ように所定の間隔が設けられており、ｎ+形拡散層16を
介して電気的に接続している。接続用メタル配線膜であ
る接続用Ａｌ配線膜12は半導体装置に直接接続してい
る。切断用Ａｌ配線膜８の切断面から始まった腐食は、
コンタクト14を経てｎ+形拡散層16まで進行するが、ｎ+
形拡散層16内では腐食は起こらず、ここでストップす
る。
【００２３】なお、ヒューズ構造はその両側の半導体装
置（図示せず）とともに製造され、製造工程が終了に近
づいた時点で機能や性能がテストされる。テストによっ
て不良箇所が発見された場合には、切断用Ａｌ配線膜８
を切断し、不良箇所を電気的に切り離す。
置（図示せず）とともに製造され、製造工程が終了に近
づいた時点で機能や性能がテストされる。テストによっ
て不良箇所が発見された場合には、切断用Ａｌ配線膜８
を切断し、不良箇所を電気的に切り離す。
【００２４】このヒューズ構造の切断方法について図
２、３に基づいて説明する。図２Ａはヒューズ構造にお
けるレーザー光線の照射部位を示した上面図である。図
２Ｂ、図３および図４は図２Ａの線A-Aの方向（以下
「幅方向」とする）に沿ったヒューズ構造の断面図（絶
縁膜６、切断用Ａｌ配線膜８、パッシベーション膜10）
である。なお、図２Ａの線B-Bの方向に沿ったヒューズ
構造の断面図が図１Ａである。
２、３に基づいて説明する。図２Ａはヒューズ構造にお
けるレーザー光線の照射部位を示した上面図である。図
２Ｂ、図３および図４は図２Ａの線A-Aの方向（以下
「幅方向」とする）に沿ったヒューズ構造の断面図（絶
縁膜６、切断用Ａｌ配線膜８、パッシベーション膜10）
である。なお、図２Ａの線B-Bの方向に沿ったヒューズ
構造の断面図が図１Ａである。
【００２５】切断用Ａｌ配線膜８を幅方向に切断するた
めに、レーザー光線を３回照射する。１回目は、幅方向
の中央部に照射の座標P1を定める。また、座標P1を中心
に切断用Ａｌ配線膜８が全幅（幅L1）に渡って損傷し
（損傷エリアS1）、かつ、絶縁膜６やその下部に損傷が
及ばないように、レーザー光線のエネルギー、ビームサ
イズおよびビームパルスを調整する。
めに、レーザー光線を３回照射する。１回目は、幅方向
の中央部に照射の座標P1を定める。また、座標P1を中心
に切断用Ａｌ配線膜８が全幅（幅L1）に渡って損傷し
（損傷エリアS1）、かつ、絶縁膜６やその下部に損傷が
及ばないように、レーザー光線のエネルギー、ビームサ
イズおよびビームパルスを調整する。
【００２６】このようにして、図３Ａのヒューズ構造に
レーザー光線を上方向から照射し、図３Ｂに示す切断面
を得る。レーザー光線のエネルギーによってアルミニウ
ムが昇華し、上部のパッシベーション膜10を飛散させる
ため、レーザー光線の照射領域ではヒューズがほぼ断線
状態になる。
レーザー光線を上方向から照射し、図３Ｂに示す切断面
を得る。レーザー光線のエネルギーによってアルミニウ
ムが昇華し、上部のパッシベーション膜10を飛散させる
ため、レーザー光線の照射領域ではヒューズがほぼ断線
状態になる。
【００２７】しかしながら、昇華したアルミニウムの一
部が冷却され、切断箇所の近辺で固化してアルミニウム
片20となることがある。この場合はヒューズが導通した
ままになるので、このような事態を想定して、引続き
２、３回目のレーザー照射を行う。
部が冷却され、切断箇所の近辺で固化してアルミニウム
片20となることがある。この場合はヒューズが導通した
ままになるので、このような事態を想定して、引続き
２、３回目のレーザー照射を行う。
【００２８】２回目は、切断用Ａｌ配線膜８の少し外側
のパッシベーション膜10に照射の座標P2を定める。座標
P2を中心に切断用Ａｌ配線膜８の端部のみが損傷（損傷
エリアS2）するように、レーザー光線のビームサイズを
調整する。
のパッシベーション膜10に照射の座標P2を定める。座標
P2を中心に切断用Ａｌ配線膜８の端部のみが損傷（損傷
エリアS2）するように、レーザー光線のビームサイズを
調整する。
【００２９】このようにして、図３Ｂのヒューズ構造に
レーザー光線を上方向から照射し、図４Ａに示す切断面
を得る。レーザー光線の照射側では、残留していたアル
ミニウム片20が昇華する。
レーザー光線を上方向から照射し、図４Ａに示す切断面
を得る。レーザー光線の照射側では、残留していたアル
ミニウム片20が昇華する。
【００３０】３回目は、２回目とは反対側に照射の座標
P3を定める。レーザー光線のビームサイズは、座標P3を
中心に損傷エリアS3が損傷するように調整する。このよ
うに、２回目および３回目には、１回目と同じレーザー
エネルギーでビームサイズを調整して、レーザー照射を
行なう。
P3を定める。レーザー光線のビームサイズは、座標P3を
中心に損傷エリアS3が損傷するように調整する。このよ
うに、２回目および３回目には、１回目と同じレーザー
エネルギーでビームサイズを調整して、レーザー照射を
行なう。
【００３１】このようなビームサイズの変更により、単
位面積当りの熱量を多くすることができる為、Ａｌ配線
22の幅L1が広い場合に、つながりやすい部分を集中して
切断することができる。
位面積当りの熱量を多くすることができる為、Ａｌ配線
22の幅L1が広い場合に、つながりやすい部分を集中して
切断することができる。
【００３２】このようにして、図４Ａのヒューズ構造に
レーザー光線を上方向から照射し、図４Ｂに示す切断面
を得る。レーザー光線の照射側では、残留していたアル
ミニウム片20が昇華する。以上の３回のレーザー照射に
よって、ヒューズが完全に断線する。
レーザー光線を上方向から照射し、図４Ｂに示す切断面
を得る。レーザー光線の照射側では、残留していたアル
ミニウム片20が昇華する。以上の３回のレーザー照射に
よって、ヒューズが完全に断線する。
【００３３】また、レーザー照射の際、ｎ形シリコン層
６と酸化絶縁膜12に損傷が及ばないように、レーザー光
線のエネルギー、ビームサイズおよびビームパルスを調
整して３回のレーザー照射を行なっている。したがっ
て、ｎ形シリコン層６と酸化絶縁膜12に損傷を与えるこ
となく、ヒューズを完全に断線させることができる。
６と酸化絶縁膜12に損傷が及ばないように、レーザー光
線のエネルギー、ビームサイズおよびビームパルスを調
整して３回のレーザー照射を行なっている。したがっ
て、ｎ形シリコン層６と酸化絶縁膜12に損傷を与えるこ
となく、ヒューズを完全に断線させることができる。
【００３４】なお、本実施例においては、図３Ａに示す
ように、２回目および３回目は１回目と同じレーザーエ
ネルギーでビームサイズを調整して、レーザー照射を行
なった。しかし、Ａｌ配線22の幅L1が狭い場合には、損
傷エリアS2およびS3の面積を損傷エリアS１と同じとし
てもよい。なぜなら、Ａｌ配線22の幅L1が狭い場合に
は、単位面積当りの熱量が少なくとも完全に切断するこ
とができるからである。
ように、２回目および３回目は１回目と同じレーザーエ
ネルギーでビームサイズを調整して、レーザー照射を行
なった。しかし、Ａｌ配線22の幅L1が狭い場合には、損
傷エリアS2およびS3の面積を損傷エリアS１と同じとし
てもよい。なぜなら、Ａｌ配線22の幅L1が狭い場合に
は、単位面積当りの熱量が少なくとも完全に切断するこ
とができるからである。
【００３５】また、ビームサイズだけでなく、カットす
るＡｌ配線および被覆膜の膜厚等により、ビームパルス
またはレーザーエネルギーの一方又は双方を調整するよ
うにしてもよい。
るＡｌ配線および被覆膜の膜厚等により、ビームパルス
またはレーザーエネルギーの一方又は双方を調整するよ
うにしてもよい。
【００３６】上記の実施例では、ｐ形シリコン基板２上
にエピタキシャル成長層４を設け、ここにｎ+形拡散層1
6を形成したが、ｐ形シリコン基板２内に拡散層を設け
た構造にしても良い。図５は、ｐ形シリコン基板２内に
ｎ-形拡散層22、ｎ+形拡散層24を設けた例である。
にエピタキシャル成長層４を設け、ここにｎ+形拡散層1
6を形成したが、ｐ形シリコン基板２内に拡散層を設け
た構造にしても良い。図５は、ｐ形シリコン基板２内に
ｎ-形拡散層22、ｎ+形拡散層24を設けた例である。
【００３７】また、図６に示すように、Ａｌ配線を２層
構造にしても良い。このヒューズ構造の切断領域A1で
は、絶縁膜６上に層間絶縁膜26を介して切断用Ａｌ配線
膜８とパッシベーション膜10が順次形成されている。切
断用Ａｌ配線膜８は下層部のコンタクト用Ａｌ配線28に
接続されている。レーザー光線によって上層部の切断用
Ａｌ配線膜８を切断すると、アルミニウムの腐食は切断
用Ａｌ配線膜８の切断面からコンタクト用Ａｌ配線28に
進行するが、ｎ+形拡散層16でストップする。
構造にしても良い。このヒューズ構造の切断領域A1で
は、絶縁膜６上に層間絶縁膜26を介して切断用Ａｌ配線
膜８とパッシベーション膜10が順次形成されている。切
断用Ａｌ配線膜８は下層部のコンタクト用Ａｌ配線28に
接続されている。レーザー光線によって上層部の切断用
Ａｌ配線膜８を切断すると、アルミニウムの腐食は切断
用Ａｌ配線膜８の切断面からコンタクト用Ａｌ配線28に
進行するが、ｎ+形拡散層16でストップする。
【００３８】以上の他にも、腐食防止領域B1をＮＰＮ形
トランジスタにより形成した構造（図示せず）であって
も良い。
トランジスタにより形成した構造（図示せず）であって
も良い。
【００３９】なお、上記の実施例では、ヒューズ構造を
半導体装置とともに形成したが、キャパシタや抵抗等の
回路素子をヒューズ構造と接続して、電気的規格に合せ
込みを行う際にこの発明を利用しても良い。
半導体装置とともに形成したが、キャパシタや抵抗等の
回路素子をヒューズ構造と接続して、電気的規格に合せ
込みを行う際にこの発明を利用しても良い。
【００４０】また、上記の実施例では、接続用Ａｌ配線
膜12を切断領域A1の両側に設けたが、接続用Ａｌ配線膜
12を切断領域A1の片側のみに設けて半導体装置等に接続
し、他端には別の構造を形成しても良い。
膜12を切断領域A1の両側に設けたが、接続用Ａｌ配線膜
12を切断領域A1の片側のみに設けて半導体装置等に接続
し、他端には別の構造を形成しても良い。
【００４１】さらに、上記の実施例ではメタル配線膜と
してアルミニウムによる配線膜を用いたが、アルミニウ
ム合金やタングステン等による配線膜を用いても良い。
してアルミニウムによる配線膜を用いたが、アルミニウ
ム合金やタングステン等による配線膜を用いても良い。
【００４２】なお、上記の実施例ではメタル配線膜を被
覆する被覆膜としてシリコン窒化膜を用いたが、シリコ
ン酸化膜等を用いても良い。
覆する被覆膜としてシリコン窒化膜を用いたが、シリコ
ン酸化膜等を用いても良い。
【００４３】また、メタル配線膜および被覆膜の膜厚、
レーザー光線による損傷エリアS1〜S3は上記実施例のみ
に限定されない。
レーザー光線による損傷エリアS1〜S3は上記実施例のみ
に限定されない。
【００４４】さらに、レーザー光線は３回照射したが、
照射回数は２回または４回以上であっても良い。
照射回数は２回または４回以上であっても良い。
【００４５】なお、本実施例においては、１回目のトリ
ミングにおいて、Ａｌ配線22の全幅（幅L1）に渡って切
断するようにしたが、Ａｌ配線22の全幅の大部分を一回
目で切断し、二回目以降のトリミングにて残留分を除去
するようにしてもよい。
ミングにおいて、Ａｌ配線22の全幅（幅L1）に渡って切
断するようにしたが、Ａｌ配線22の全幅の大部分を一回
目で切断し、二回目以降のトリミングにて残留分を除去
するようにしてもよい。
【００４６】また、本実施例においては、切断領域A1の
下部構造として、ｎ-形エピタキシャル成長層７がｐ+形
拡散層４に取り囲まれて設けられている（図１参照）。
したがって、もし、絶縁膜６が損傷を受けてＡｌ配線膜
12がシリコン基板と短絡した場合であってもＡｌ配線膜
12の電位が安定する。
下部構造として、ｎ-形エピタキシャル成長層７がｐ+形
拡散層４に取り囲まれて設けられている（図１参照）。
したがって、もし、絶縁膜６が損傷を受けてＡｌ配線膜
12がシリコン基板と短絡した場合であってもＡｌ配線膜
12の電位が安定する。
【００４７】なぜなら、Ａｌ配線膜12はプラスバイアス
に接続されているので、切断されたＡｌ配線膜12とｎ-
形エピタキシャル成長層７が短絡した場合、ｎ-形エピ
タキシャル成長層７はプラスになる。一方、ｐ形シリコ
ン基板２やｐ+形拡散層４はグラウンドバイアスに接続
されているため、ｎ-形エピタキシャル成長層７とｐ+形
拡散層４は逆バイアスになるようなｐｎ接合を形成する
ことになる。したがって、ｎ-形エピタキシャル成長層
７とｐ+形拡散層６の間に電流は流れず、切断されたＡ
ｌ配線膜12は基板電位の影響を受けないからである。
に接続されているので、切断されたＡｌ配線膜12とｎ-
形エピタキシャル成長層７が短絡した場合、ｎ-形エピ
タキシャル成長層７はプラスになる。一方、ｐ形シリコ
ン基板２やｐ+形拡散層４はグラウンドバイアスに接続
されているため、ｎ-形エピタキシャル成長層７とｐ+形
拡散層４は逆バイアスになるようなｐｎ接合を形成する
ことになる。したがって、ｎ-形エピタキシャル成長層
７とｐ+形拡散層６の間に電流は流れず、切断されたＡ
ｌ配線膜12は基板電位の影響を受けないからである。
【００４８】
【発明の効果】請求項１のヒューズ構造では、被覆膜で
切断用メタル配線膜を被覆するため、レーザー光線の照
射によって切断用メタル配線膜が効率良く昇華し、前記
ヒューズの断線が促進される。また、前記第１、第２の
不純物拡散層によって、切断面から進行するメタル配線
膜の腐食を停止させるため、メタル配線膜の腐食が半導
体素子に及ばない。すなわち、半導体装置の劣化を招く
ことなく、半導体装置の不良部分を断線することができ
る。したがって、半導体装置の製造時の歩留りを向上さ
せることができる。また、メタル配線膜にアルミニウム
等を使用し、被覆膜にパッシベーション膜等を使用でき
るため、半導体装置やキャパシタ、抵抗等の回路素子と
共通の材料でヒューズ構造を形成することができる。し
たがって、容易にヒューズ構造を形成することができ
る。また、前記第１および第２の不純物拡散層間には、
前記第１および第２の不純物拡散層と同じ導電型の不純
物領域が前記第１および第２の不純物拡散層と離して設
けられている。したがって、前記第１および第２の不純
物拡散層間の漏れ電流を阻止することができる。
切断用メタル配線膜を被覆するため、レーザー光線の照
射によって切断用メタル配線膜が効率良く昇華し、前記
ヒューズの断線が促進される。また、前記第１、第２の
不純物拡散層によって、切断面から進行するメタル配線
膜の腐食を停止させるため、メタル配線膜の腐食が半導
体素子に及ばない。すなわち、半導体装置の劣化を招く
ことなく、半導体装置の不良部分を断線することができ
る。したがって、半導体装置の製造時の歩留りを向上さ
せることができる。また、メタル配線膜にアルミニウム
等を使用し、被覆膜にパッシベーション膜等を使用でき
るため、半導体装置やキャパシタ、抵抗等の回路素子と
共通の材料でヒューズ構造を形成することができる。し
たがって、容易にヒューズ構造を形成することができ
る。また、前記第１および第２の不純物拡散層間には、
前記第１および第２の不純物拡散層と同じ導電型の不純
物領域が前記第１および第２の不純物拡散層と離して設
けられている。したがって、前記第１および第２の不純
物拡散層間の漏れ電流を阻止することができる。
【００４９】請求項２のトリミング用ヒューズ構造にお
いては、前記第１および第２の不純物拡散層間に設けら
れた前記不純物領域は、２つの領域に分裂されており、
かつ、この２つの領域間には、逆の導電型の不純物領域
が設けられている。したがって前記第１および第２の不
純物拡散層間の漏れ電流をより確実に阻止することがで
きる。
いては、前記第１および第２の不純物拡散層間に設けら
れた前記不純物領域は、２つの領域に分裂されており、
かつ、この２つの領域間には、逆の導電型の不純物領域
が設けられている。したがって前記第１および第２の不
純物拡散層間の漏れ電流をより確実に阻止することがで
きる。
【００５０】請求項３の回路切断方法では、第一照射ス
テップにおいて、被覆膜で被覆した切断用メタル配線膜
をレーザー光線の照射によって昇華させ全幅若しくは全
幅の大部分に渡ってほぼ断線状態にした後、第二照射ス
テップにおいて固化・残留した金属片を除去するため、
ヒューズを完全に断線することができる。すなわち、エ
ッチング処理等を行わず、レーザー光線の照射のみによ
って完全にヒューズを断線することができる。したがっ
て、ヒューズ構造を容易かつ確実に断線することができ
る。
テップにおいて、被覆膜で被覆した切断用メタル配線膜
をレーザー光線の照射によって昇華させ全幅若しくは全
幅の大部分に渡ってほぼ断線状態にした後、第二照射ス
テップにおいて固化・残留した金属片を除去するため、
ヒューズを完全に断線することができる。すなわち、エ
ッチング処理等を行わず、レーザー光線の照射のみによ
って完全にヒューズを断線することができる。したがっ
て、ヒューズ構造を容易かつ確実に断線することができ
る。
【図１】この発明の一実施例によるヒューズ構造を示す
図である。図Ａは側面図、図Ｂは上面図である。
図である。図Ａは側面図、図Ｂは上面図である。
【図２】ヒューズ構造に対するレーザー光線の照射部位
を説明するための図である。図Ａは上面図、図Ｂは図Ａ
の線A-Aに沿った断面図である。
を説明するための図である。図Ａは上面図、図Ｂは図Ａ
の線A-Aに沿った断面図である。
【図３】レーザー光線によるヒューズ構造の切断方法を
説明するための断面図である。
説明するための断面図である。
【図４】レーザー光線によるヒューズ構造の切断方法を
説明するための別の断面図である。
説明するための別の断面図である。
【図５】この発明の別の実施例によるヒューズ構造を示
す断面図である。
す断面図である。
【図６】この発明のさらに別の実施例によるヒューズ構
造を示す断面図である。
造を示す断面図である。
【図７】ヒューズ構造の使用方法を説明するための図で
ある。
ある。
２・・・・・ｐ形シリコン基板 ８・・・・・切断用Ａｌ配線膜 10・・・・・パッシベーション膜 12・・・・・接続用Ａｌ配線膜 16・・・・・ｎ+形拡散層
Claims (3)
- 【請求項１】シリコン基板、前記 シリコン基板上に形成された切断用メタル配線膜、前記 切断用メタル配線膜の一端側に所定距離の間隔をお
いて設けられた第１の接続用メタル配線膜、前記 シリコン基板内に設けられ、前記切断用メタル配線
膜と前記第１の接続用メタル配線膜とを電気的に接続す
る第１の不純物拡散層、前記切断用メタル配線膜の他端側に所定距離の間隔をお
いて設けられた第２の接続用メタル配線膜、 前記シリコン基板内に設けられ、前記切断用メタル配線
膜と前記第２の接続用メタル配線膜とを電気的に接続す
る第２の不純物拡散層 、 少なくとも切断用メタル配線膜を被覆する被覆膜、 を備え、 前記切断用メタル配線膜の下方のシリコン基板内で、か
つ前記第１および第２の不純物拡散層間に、前記第１お
よび第２の不純物拡散層と同じ導電型の不純物領域を前
記第１および第２の不純物拡散層と離して設けたこと、 を特 徴とするトリミング用のヒューズ構造。 - 【請求項２】請求項１のトリミング用ヒューズ構造にお
いて、 前記第１および第２の不純物拡散層間に設けられた不純
物領域は、２つの領域に分裂されており、かつ、この２
つの領域間には、逆の導電型の不純物領域が設けられて
いること、 を特徴とするトリミング用のヒューズ構造。 - 【請求項３】請求項１または２のトリミング用ヒューズ
構造を、前記 切断用メタル配線膜の全幅若しくは全幅の大部分に
渡って切断するようにレーザー光線を照射する第一照射
ステップ、前記第 一照射ステップにおいて残留した切断用メタル配
線膜を除去するため、切断用メタル配線膜の幅方向の少
なくとも一方の端部近傍にレーザー光線を照射する第二
照射ステップ、 によって切断することにより、トリミング用ヒューズ構
造に接続された回路を切断することを特徴とする回路切
断方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11179293A JP3115151B2 (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 半導体装置のトリミング用ヒューズ構造 |
| US08/547,278 US5675174A (en) | 1993-01-06 | 1995-10-24 | Method for using fuse structure in semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11179293A JP3115151B2 (ja) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | 半導体装置のトリミング用ヒューズ構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06326196A JPH06326196A (ja) | 1994-11-25 |
| JP3115151B2 true JP3115151B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
ID=14570274
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11179293A Expired - Fee Related JP3115151B2 (ja) | 1993-01-06 | 1993-05-13 | 半導体装置のトリミング用ヒューズ構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3115151B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113600720B (zh) * | 2021-08-10 | 2023-07-18 | 珠海锐翔智能科技有限公司 | 柔性扁平线加工方法及冲切设备 |
-
1993
- 1993-05-13 JP JP11179293A patent/JP3115151B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06326196A (ja) | 1994-11-25 |
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