JPH0414246A

JPH0414246A - 半導体装置およびその製造方法

Info

Publication number: JPH0414246A
Application number: JP11734490A
Authority: JP
Inventors: Seiji Kaki; 柿　誠治; Hidetake Fujii; 藤井　秀壮
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1990-05-07
Publication date: 1992-01-20
Anticipated expiration: 2013-12-16
Also published as: JP2839636B2

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】［発明の目的コ（産業上の利用分野）この発明はヒユーズに関し、例えば半導体記憶装置等に
組み込まれ、メモリリダンダンシ技術に使用されるよう
なヒユーズに関する。

（従来の技術）従来のメモリリダンシ技術に使用されるヒユーズは、主
にポリシリコン、モリブデンシリサイドといった線状ヒ
ユーズをフィールド酸化膜上に形成し、ヒユーズ上には
ＣＶＤ酸化膜、ＢＰＳＧ膜およびＰＳＧ膜等からなる層
間絶縁膜若しくは保護膜の機能を持つ絶縁膜を形成して
いる。

ヒユーズの切断は、これに、例えばＹＡＧレザ等を照射
し、ポリシリコン等を溶融蒸発させ、溶断させることに
より行なわれている。

しかし、近年、メモリデバイスの、特にアルミニウム配
線の多層化により、ヒユーズ上方の絶縁膜の膜厚増加か
発生している。この絶縁膜の膜厚増加は、ヒユーズの熱
爆発力を抑える方向の荷重負荷となり、ヒユーズの溶断
を阻害している。

このため、ポリシリコン、モリブデンシリサイド等とい
ったヒユーズに変わって、アルミニウム配線をヒユーズ
に直接使用し、ヒユーズ上の絶縁膜の膜厚増加を抑える
試みが行われている。

しかし、アルミニウム配線をヒユーズに直接使用し、こ
れを切断すると、切断部が露８するため、樹脂封止した
際、切断部からの水分浸入や、樹脂中の不純物イオンに
より、アルミニウム配線に腐食（コロ−ジョン）が発生
する。また、切断部に露出するアルミニウムは内部回路
と直接つながっているため、その腐食が内部回路まで進
行する恐れもある。

（発明が解決しようとする課題）以上のように、アルミニウム配線をヒユーズに直接使用
し、切断すると、この切断部からアルミニウム配線の腐
食が始まり、装置内部へとその腐食が進行するという問
題があった。

この発明は上記のような点に鑑み為されたものであり、
その目的は、アルミニウム配線をヒュズに直接使用し、
これを切断しても、切断部から始まるアルミニウム配線
の腐食の装置内部への進行を防止できる構造を持つヒユ
ーズ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）この発明のヒユーズは、切断部を含む第１の金属配線層
の両端付近に第１の金属配線層より腐食しにくい導電材
料で構成された第１、第２の難腐食性配線層が電気的に
それぞれ接続されており、これらの難腐食性配線層に内
部回路と接続される第２、第３の金属配線層が電気的に
それぞれ接続されることを特徴とする。

（作用）上記のようなヒユーズにあっては、切断部を含む第１の
金属配線層が、内部回路に接続される第２、第３の金属
配線と、−旦、難腐食性配線層を介することによっての
み、接続されるようになる。これにより−１第コの金属
配線層の切断部で始まる腐食は、難腐食性配線層で遮断
されるので、第２、第３の金属配線に腐食が及ぶことは
ほとんどなくなり、腐食の内部回路への進行が防止され
る。

（実施例）以下、図面を参照してこの発明の一実施例に係わるヒユ
ーズについて説明する。

第１図は本発明の一実施例に係わるヒユーズの平面図、
第２図は第１図中の２−２線に沿う断面図である。

同図らに示すように、シリコン基板１０の表面領域上に
はフィールド酸化膜１２が形成されており、このフィー
ルド酸化膜１２上には、例えばｎ型ポリシリコン層１４
Ａ、１４Ｂが互いに離間されて形成されている。さらに
層間絶縁膜１６がポリシリコン層１４Ａ、１４Ｂを覆う
ように全面に形成されており、この第１の層間絶縁膜１
６には、ポリシリコン層１４Ａに到達するコンタクト孔
１８Ａ、１８Ｂかそれぞれ形成され、同様に、ポリシリ
コン層１４Ｂに到達するコンタクト孔１８Ｃ，］８Ｄが
それぞれ形成されている。層間絶縁膜１６上には、一端
がコンタクト孔１８Ａを介することによりポリシリコン
層１４Ａに電気的に接続され、他端が図示せぬ内部回路
に電気的に接続されるアルミニウム配線２ＯＡと、一端
がコンタクト孔１８Ｂを介することによりポリシリコン
層１４Ａに電気的に接続され、他端かコンタクト孔１８
Ｃを介することによりポリシリコン層１４Ｂに電気的に
接続されるアルミニウム配線２０Ｂと、一端かコンタク
ト孔１８Ｄを介することによりポリシリコン層１４Ｂに
電気的に接続され、他端が図示せぬ内部回路と電気的に
接続されるアルミニウム配線２０Ｃとか形成されている
。

さらに第２の層間絶縁膜２２がアルミニウム配線２０Ａ
〜２０Ｃを覆うように全面に形成されている。

上述のような構成のヒユーズのうち、切断部２４は、両
端付近がそれぞれポリシリコン層１４Ａ、１４Ｂに接続
されたアルミニウム配線２０Ｂに設けられる。

切断する以前は、アルミニウム配線２ＯＡとアルミニウ
ム配線２０Ｃとか、ポリシリコン層１４Ａ、１４Ｂ及び
アルミニウム配線２０Ｂを介することによって導通状態
にある。

ヒユーズの切断は、切断部２４に対して、例えばＹＡＧ
レーザを照射し、切断部２４のアルミニウムを溶融蒸発
させ溶断することにより行なわれる。これによってアル
ミニウム配線２ＯＡとアルミニウム配線２０Ｃとは、互
いに分離することになり、電気的に絶縁された状態とな
る。

その他のヒユーズの切断の方法としては、例えば集束イ
オンビームを切断部２４に対して照射し、この部分のア
ルミニウムをスパッタするといった方法もある。

次に、上述のような構成のヒユーズを具備する半導体装
置の好ましい一製造方法について第３図を参照して説明
する。

第３図（ａ）乃至（Ｃ）は、この発明の一実施例に係わ
るヒユーズ部分に着目し、それぞれ製造工程順に示した
断面図である。

まず、同図（ａ）に示すように、シリコン基板１０の表
面領域に、例えばＬＯＣＯ３法を用いてフィールド酸化
膜１２を選択的に形成する。次いで、例えばＣＶＤ法を
用いてポリシリコン層を約３０００人の厚みに形成し、
次いで、例えばリン（Ｐ）等のｎ型不純物をポリシリコ
ン層に拡散し、導体化（ｎ型化）する。次いで、このポ
リシリコン層を、写真蝕刻法を用いてパターニングし、
フィールド酸化膜１２上にポリシリコン層１４Ａ、１４
Ｂをそれぞれ離間して形成する。このとき、図示せぬ箇
所で内部回路を構成するＭＯＳＦＥＴのゲート電極や、
ポリシリコン内部配線等も同時にパターニングし形成す
る。

次いで、同図（ｂ）に示すように、例えばＣＶＤ法を用
いて全面に、第］の層間絶縁膜となるＣＶＤシリコン酸
化膜１６を形成する。次いで、写真蝕刻法を用いてシリ
コン酸化膜１６に、ポリシリコン層１４Ａ、１４Ｂに到
達するコンタクト孔１８Ａ〜１８Ｄを形成する。

次いで、同図（Ｃ）に示すように、例えばスパッタ法を
用いて全面に、アルミニウム層を形成し、次いで、この
アルミニウム層を、写真蝕刻法を用いてパターニングし
、コンタクト孔１８Ａを介してポリシリコン層１４Ａに
接続されるアルミニウム配線２０Ａ１コンタクト孔１８
Ｂ、１８Ｃを介してポリシリコン層１４Ａ、１４Ｂに互
いに接続されるアルミニウム配線２０Ｂ１及びコンタク
ト孔１８Ｄを介してポリシリコン層１４Ｂに接続される
アルミニウム配線２０Ｃをそれぞれ形成する。このとき
、図示せぬ箇所で内部回路同士を互いに接続するアルミ
ニウム内部配線等も同時にパターニングし形成する。次
いて、例えばＣＶＤ法を用いて第２の層間絶縁膜となる
ＣＶＤシリコン酸化膜２２を形成する。

以上のような工程をもって、この発明の一実施例に係わ
るヒユーズを具備する半導体装置か製造される。

上述のような構成のヒユーズによれば、切断部２４を含
むアルミニウム配線２ＯＢが、−旦、ポリシリコン層１
４Ａ１若しくは１４Ｂを介して内部回路に接続されるア
ルミニウム配線２ＯＡ及び２０Ｃにそれぞれ接続される
ので、切断部２４を含む配線２０Ｂのアルミニウムが直
接内部回路に通しない構造となっている。ポリシリコン
は、アルミニウムより腐食に対する耐性が強い。これに
より、樹脂封止の際、透湿による水分の浸入、あるいは
樹脂中の不純物イオンによって切断部２４から始まる腐
食は、ポリシリコン層１４Ａ、若しくは１４Ｂで遮断さ
れ、内部回路に通しるアルミニウム配線２ＯＡ、２０Ｂ
には及ばなくなる。

したかって、アルミニウム配線２０Ｂをヒユーズとし、
これを切断しても、内部回路への腐食の進行か防止され
る。

さらに、従来のポリシリコンを切断するヒュズと比較し
、切断部２４かアルミニウム配線２０Ｂに存在すること
によって切断部上、即ちヒユーズ上の絶縁膜の膜厚を薄
くてきる。これにより、アルミニウム配線の多層化か進
展しても、ヒユーズの溶断を行い易い構造となり、集積
度の高い大規模容量の半導体記憶装置（１６Ｍ、６４Ｍ
、２５ＥｉＭ・・）におけるメモリリダンダンシ技術に
最適なヒュズとなる。

なお、腐食を遮断するポリシリコン層１４Ａ、１４Ｂは
ポリシリコンに限らす、その他の腐食しにくい難腐食性
の導体層で代替することも可能である。例えばモリブデ
ンシリサイド等の各種シリサイド等が挙げられる。

また、腐食の進行を遮断する導体層には、製造方法で述
べたようなヒユーズを構成するアルミニウム層より以前
に形成されるＭＯＳＦＥＴのゲート電極や、メモリなら
ば、例えばビット線を構成するポリシリコン層等を用い
ることが好ましい。

このように、ＭＯＳＦＥＴのゲート電極等と腐食の進行
を遮断する導体層とを同一の導体層を用いてそれぞれ形
成すれば、例えばゲート電極等をバターニングする際に
用いるマスク（レチクル）パターンの変更等たけで、即
ち、製造工程の増加なくこの発明に係わるヒユーズを形
成できる。

もちろん、腐食の進行を遮断する導体層に通じるコンタ
クト孔１８Ａ〜１８Ｄ１あるいは切断部を含むアルミニ
ウム配線２０Ｂも、マスクパターンの変更等だけで形成
できることは言うまでもない。

尚、この発明は上記実施例に限定されることはなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施できるこ
とは勿論である。

［発明の効果コ以上説明したように、この発明によれば、アルミニウム
配線をヒユーズに直接使用し、これを溶断しても、切断
部から始まるアルミニウム配線の腐食か装置内部へ進行
しない構造を持つヒユーズを提供できる。

【図面の簡単な説明】第１図はこの発明の一実施例に係わるヒユーズの平面図
、第２図は第１図中の２−２線に沿う断面図、第３図（
ａ）〜（ｃ）はこの発明の一実施例に係わるヒユーズの
好ましい一製造方法について製造工程順にそれぞれ示し
た断面図である。１０・・・シリコン基板、１２・・・フィールド酸化膜
、１４Ａ、Ｂ・・・ポリシリコン層、１６・・・第１の
層間絶縁膜、１８Ａ〜１８Ｄ・・・コンタクト孔、２０
Ａ〜２０Ｃ・・・アルミニウム配線層、２２・・・第２
の層間絶縁膜。

Claims

【特許請求の範囲】　切断部を含む第１の金属配線層と、前記第１の金属配線層の両端付近に電気的にそれぞれ接
続され、前記第１の金属配線層より腐食しにくい材料で
構成された第１、第２の難腐食性配線層と、前記第１、第２の難腐食性配線層に電気的にそれぞれ接
続され、かつ内部回路にそれぞれ接続される第２、第３
の金属配線層とを具備することを特徴とするヒューズ。