JPH01295439A

JPH01295439A - 半導体装置

Info

Publication number: JPH01295439A
Application number: JP12508288A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Tominaga; 冨永　保
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1988-05-24
Filing date: 1988-05-24
Publication date: 1989-11-29

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕〈産業上の利用分野）本発明は、半導体装置に係り、特に配線の１部に外部か
らの電流によって溶断可能なように配線幅を小さくした
くびれ領域を備えた半導体装置に関する。

（従来の技術）従来、例えば第５図（ａ）および第５図（ｂ）に示すよ
うに、所定の素子領域の形成された半導体基板１表面の
酸化シリコン層からなる絶縁層２の上層に形成されたポ
リシリコンパターンからなる配線層３の１部に過電流が
流れた場合に溶断する程度に配線幅の狭いくびれ領域４
を設け、このくびれ領域４がヒユーズの役割を果たすよ
うにしたものがある。

この半導体装置では、くびれ領域の下部は絶縁層２、上
部は層間絶縁膜５としてのＰＳＧ膜およびパッシベーシ
ョン膜６としてのＰＳＧｌｌｉによって封じ込められ、
この外側を樹脂を用いて封止するような構造になってい
る。　　　　゛このような配線層３に溶断電流が流れる
と、第５図（ｃ）に示すように、上部の層間絶縁膜５お
よびパッシベーション膜６と共にクラックが生じ、配線
幅の狭いくびれ領域４で断線する。

（発明が解決しようとする課題）しかしながらこのような半導体装置では、くびれ領域の
上部および下部はそれぞれ層間絶縁Ｉ８！５、パッシベ
ーション膜６および絶縁層２によって絶縁や保護の為取
り囲まれ封じ込まれた構造になっているため、上部の膜
が破断しない限り、溶けても断線しない、これは特に配
線層にアルミニウムのような低融点金属を使用して溶解
温度を下げたような場合、くびれ領域では溶けているに
もかかわらず、上部の膜が破断しないという現象を生じ
、ヒユーズとして有効に作用しないという問題があった
。

また、外部環境からの保護の為外側を樹脂で囲んだ樹脂
封止形半導体装置では、封止樹脂がチップ表面に密着し
ていることが多いがこのような場合は、上部の膜が破断
しに＜＜、上述の場合と同様にくびれ領域では溶けてい
るにもかかわらず断線しないという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的とし
ては、信頼性の高いヒユーズの機能を具備する半導体装
置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）そこで本発明では、配線層の１部に設けられたくびれ領
域の少なくとも上部または下部に空洞を形成するように
している。

（作用）このようにして空洞の形成された配線パターンに溶ＩＩ
Ｒ電流を流すと、配線幅が狭くなるように形成されたく
びれ領域で配線金属が溶け、表面張力によって空洞に広
がって丸くなり、容易に断線が起こる。空洞の存在によ
り、上部の絶縁膜や封止樹脂を破壊することなく、容易
に断線が起こるため、ヒユーズとして有効に作用する。

（実施例）以下、本発明の実施例について、図面を参照しつつ詳細
に説明する。

この半導体装置は、第１図に示すように、第１のトラン
ジスタＴｒ１、第２のトランジスタＴｒ２、抵抗Ｒ等の
所定の素子領域の形成されたｎ形のシリコン基板１１と
、このシリコン基板１１の表面を覆う酸化シリコン膜か
らなる絶縁膜１２を介して形成されたアルミニウムパタ
ーンからなり、幅がくびれなくびれ領域１３Ａを有する
配線層１３と、くびれ領域１３Ａ上で空洞１４を有する
ようにこの配線層を覆うｐｓｃｇからなるパッシベーシ
ョン膜１５とを備えた半導体チップの外側を、樹脂（図
示せず）によって封止してなるものである。

この半導体装置は、第２図に要部の等価回路図を示すよ
うに、第１のトランジスタＴｒ　１、第２のトランジス
タＴｒ２のゲートに接続するように形成されたアルミニ
ウムパターンからなる配線層の１部の幅を狭くし、くび
れ領域１３Ａを構成している。これにより、ゲートに過
電流がかかる前にこのくびれ領域１３Ａで断線を生じさ
せトランジスタの保護をはかるようにしたものである。

次に、この半導体装置の製造工程について説明する。

先ず、第３図（ａ）に示すごとく、所定の素子領域（図
示せず）の形成されたｎ形のシリコン基板１１上に、酸
化シリコン膜からなる絶縁膜１２を形成する。

次いで、第３図（ｂ）に示すごとく、フォトリソ法によ
り、絶縁１１１２内にコンタクトホール１６を形成する
。

この後、第３図（ｃ）および第３図（ｄ）に示すごと（
（ここで第３図（Ｃ）は第３図（ｄ）のＡ−Ａ断面図を
示す）、この上層に、蒸着法によりアルミニウム層を形
成してこれをパターニングし、配線パターン１３を形成
する。この時、各トランジスタのゲートに接続される配
線パターンの１部において幅を狭くし、過電流によって
溶断するくびれ領域１３Ａを構成するようにする。

更に、この上層に、第３図（ｅ）および第３図（ｆ）に
示すごとく、蒸着法により銀膜を堆積しフォトリソ法に
より、バターニングして、くびれ領域１３Ａを覆い、隣
接する一方の配線バッド１３Ｌ上に伸長すると共に他方
の配線パッド１３Ｒ上には到達しないように銀パターン
１７を形成する。

この後、第３図（ｇ）および第３図（ｈ）（ここで第３
図（ｇ＞は第３図（ｈ）のＡ−Ａ断面図を示す）に示す
ごとく、ＣＶＤ法により、基板表面全体にＰＳＧ＃ｉ５
を堆積し、フォトリソ法により隣接する一方の配線バッ
ド１３Ｌの１部および他方の配線バッド１３Ｒ１１１Ｊ
では配線バッドの１部および銀パターン１７が露呈する
ように゛窓開けを行う、（窓Ｗｌ、Ｗ２）このようにして形成された半導体チップ１０を第３図（
ｉ）に示すごとく、アンモニア水からなる電解液３２中
に浸せきさせ負電位にセットされた電極板３０上に設置
すると共に、この電解液に超音波振動を加える。ここで
３１はもう一方の電極板である。

上記工程によって銀パターンは第３図（Ｊ）に示すごと
く、エレクトロマイグレーションを起こし負電位にセッ
トされた電極３０付近に凝集し、銀パターンのあった部
分が空洞１４として残され、簡単な工程で空洞１４を形
成することができる。

すなわち、配線パターンの形成前または後に、空洞を形
成したい領域に銀パターンを形成しておき、電解液中で
電界を印加すると、銀は容易にイオン化されて、負電極
に向かって移動し、再び銀または銀化合物となって堆積
するが、この時超音波振動を加えると、この銀イオンは
負極のアルミニウムに付着することなく液中に流出し、
配線層はそのままで銀パターンのあった領域にのみ空洞
１４ができる。

そして最後に、樹脂封止（図示せず）がなされ、第１図
に示したような半導体装置が完成する。

ここで、パッシベーション膜１５は空洞１４の出口部分
を除いて下の層に支えられているため、変形することは
ない。

このようにして形成された半導体装置に過電流が流れ、
第４図（ａ）に示すごとく上方に空洞１４を形成してな
る配線幅の狭いくびれ領域１３Ａで発熱し、６００℃を
越えると、第４図（ｂ）に示すごとく、溶けて表面張力
により、丸くなって断線が起こる。（ここで第４図（ａ
）および第４図（ｂ）は第３図（ｈ）のＢ−Ｂ断面に相
当する図である。）このとき、上部のパッシベーション
１１９１５も、封止ｔ！１１脂１８も破壊されていない
、これは、空洞の存在により、くびれ領域で配線が溶は
容易に断線されるのでヒユーズとして良好に作用する。

また、上部のパッシベーション１１１５や封止樹脂１８
の破断を要することなく、断線するため、樹脂封止形半
導体装置のヒユーズとしても良好に作用する。更に、高
温でとけるポリシリコン層をつかわす他の素子への温度
の影響の少ない低温でとけるアルミ配線層をヒユーズに
つかうこともでき、半導体装置の信頼性を向上させるこ
とができる。

なお、上記実施例では、ヒユーズの上部に空洞を作るよ
うにしたが、これに限定されることなく、下部でも良い
し、上部および下部の両方に空洞を形成するようにして
も良い。

また、空洞の形成方法についても、実施例に限定される
ことなく、他の方法を用いても良いことはいうまでもな
い。

〔発明の効果〕

以上説明してきたように、本発明によれば、半導体基板
上に絶縁層を介して形成され、配線層の１部に設けられ
た配線幅の狭いくびれ領域の少なくとも上部または下部
に空洞を形成するようにしているため、くびれ領域で配
線が溶ければ上部の膜や封止樹脂の破断を要することな
く、断線しヒユーズとして良好に作用するため、信頼性
の高い半導体装置を提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例の半導体装置を示す図、第２図は
同装置の等価回路の１部を示す図、第３図＜ａ）乃至第
３図（Ｊ）は同装置の製造工程図、第４図（ａ）および
第４図（ｂ）は同装置において、過電流の流れる前およ
び後ののヒユーズの状態を示す図、第５図（ａ）乃至第
５図（ｃ）は従来の半導体装置を示す図である。１・・・半導体基板、２・・・絶縁層、３・・・配線層
、４・・・５・・・層間絶縁膜、６・・・パッシベーシ
ョン膜、Ｔｒｌ・・・第１のトランジスタ、Ｔ　ｒ　２
・・・第２のトランジスタ、１１・・・ｎ形のシリコン
基板、１２・・・絶縁膜、１３・・・配線パターン、１
３Ａ・・・くびれ部、１４・・・空洞、１５・・・パッ
シベーション膜、１６・・・コンタクトホール、１７・
・・銀パターン、１８・・・封止樹脂、３０．３１・・
・電極板。代理人弁理士・・・・・・三　好　保　男第３図（ａ）第３　ｒＡ（ｂ）第３因（ｄ）第３凶（↑）第３図（ｈ）第３図（１）

Claims

【特許請求の範囲】　半導体基板上に絶縁層を介して形成され、配線の１部
に外部からの電流によって溶断可能なように配線幅を小
さくしたくびれ領域を備えた半導体装置において、前記くびれ領域に接するように少なくとも上部または下
部に空洞を形成したことを特徴とする半導体装置。