JPH05129444A - 半導体集積回路及びその論理修正方法 - Google Patents

半導体集積回路及びその論理修正方法

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JPH05129444A
JPH05129444A JP3317446A JP31744691A JPH05129444A JP H05129444 A JPH05129444 A JP H05129444A JP 3317446 A JP3317446 A JP 3317446A JP 31744691 A JP31744691 A JP 31744691A JP H05129444 A JPH05129444 A JP H05129444A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 LSIチップの予備ゲート回路の入力側の配
線を論理回路の所望の信号線に接続するに当って、FI
Bによる配線の露出/切断を行った場合に、予備ゲート
内のMOSトランジスタが上記FIBのチャージ電荷に
より、ゲート破壊を起こしたり、或はその特性が劣化さ
れないようにする。 【構成】 LSIには複数の内部ゲートと、予備ゲート
100とが形成されてなり、該予備ゲートの入力端子1
01は接地端子108に電源配線107にて接続されて
なる。予備ゲートはMOS形トランジスタ111,…を
含んでなり、前記入力端子101を構成する配線111
aはLSIの信号線を構成する配線から絶縁膜にて絶縁
されている。論理修正を行うに当たっては、前記絶縁膜
に集束イオンビームにて接続用開口111bを設け、こ
の後、前記配線111aと電源配線107との接続を断
つ処理を行い、該配線111aとLSIの所望の信号線
とを接続するチャンバー線204を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体技術、さらには
論理LSI及びその論理変更に適用して有効な技術に関
し、例えば、集束イオンビームとレーザCVDを用いた
加工技術による論理LSIの論理修正に利用して有用な
技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】計算機システム、ワークステーション等
に用いられるマイクロプロセッサやゲートアレイ等の論
理LSIは、その開発時に論理構成の修正(論理修正)
を行うことががしばしばある。論理修正は、論理ゲート
間を接続する信号用配線のパターンを変更することによ
って行う。しかしながら、論理修正を配線用マスクパタ
ーンの変更から行うのでは、LSIの開発期間が長期化
する。そこでLSIの余領域に予備配線や予備ゲート回
路を設けておき、必要に応じてこの予備配線や予備ゲー
ト回路を使用して、LSIチップ上で配線を直接切断・
接続することにより論理修正が行われる。この際行われ
る予備ゲート回路と配線間の接続の修正は、集束イオン
ビーム(Focused Ion Beam:FIB)とレーザCVDとを組
合せた技術が利用されている(例えば、特開昭62−2
29956号公報にて公知)。
【0003】これは、LSIチップ上に形成された集積
回路の保護膜(絶縁膜)を集束イオンビームでエッチン
グして所望の箇所の配線を露出させたり、或は、切断す
べき箇所の配線を露出させ、さらに集束イオンビームで
これを切断した後、レーザCVDを用いて所定の予備配
線と論理ゲートとの間にモリブデン(Mo)やタングス
テン(W)などからなる導電パターン(配線層)を選択
的にデポジションする技術(後述のジャンパー線の形
成)である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た技術には、次のような問題のあることが本発明者らに
よってあきらかとされた。即ち、集束イオンビーム技術
[FIB]は、通常、20〜30KeVに加速されたガ
リウムイオン(Ga+)を直径0.1〜1.0μm程度
の領域内に集束させ、LSIチップの配線または層間絶
縁膜を上記ガリウムイオンを用いたスパッタリングによ
り穴開けしていくものである。従って、LSIに照射さ
れたガリウムのプラス電荷により、LSI内部のトラン
ジスタ素子を破壊したり、或はその特性を劣化させる等
の不具合を発生させる。特にMOSトランジスタが形成
された素子では、ゲート酸化膜が10〜20nmと薄い
ため、上記ガリウムのプラス電荷により容易にMOSト
ランジスタのゲート破壊、若くは特性劣化が生じる。
【0005】より具体的には、例えば図5に示すような
予備ゲート(NANDゲート)300(この予備ゲート
は電気的にフローティングの状態にある)を論理修正に
よって、論理回路に組み込む場合(例えば入力端子30
1を他の内部ゲートの出力端子に、出力端子304を他
の内部ゲートの入力端子に接続する場合)には、入力端
子301に接続された配線301aを論理修正用の配線
(ジャンパー線)314にて接続し、出力端子304に
ジャンパー線315を接続すればよい。そしてこの場合
には、配線301aを覆っている絶縁膜(図示省略)に
FIB処理による穴開けが行われる(接続用開口301
bの形成)。しかしながら、通常、予備ゲート300の
入力側は接地端子,電源端子の何れも接続されていない
ため、配線301aに対してFIB処理を行うと(図
6)、このとき生じた静電荷(Ga+)が当該配線30
1aを介してこれに接続されたp形MOSトランジスタ
311及びn形MOSトランジスタ321のゲート電極
(図6にはpMOS311側のみ示す)に達してゲート
酸化膜321bにチャージされ、ゲート破壊、若くはト
ランジスタの特性劣化を引き起こす。
【0006】このため、従来FIB装置のチャンバー内
に電子シャワー装置を設けて電子を照射し、FIB装置
から照射されたガリウムのプラスイオンを中和する手法
も採られているが(後述の図4参照)、実際にガリウム
イオンビームがLSIチップに照射されるときに確実に
中和されると云う保障はなく、MOSトランジスタのゲ
ート破壊等を確実に防止するには至らない。特に、論理
修正の一態様としての新たなゲート回路の追加を行う場
合には、予めLSIチップ内に埋め込まれた予備ゲート
回路の入力端子側が電気的に浮いた状態(フローティン
グ状態)となっているため、このゲート回路の入力端子
を被う絶縁膜にFIBによる加工処理を施した場合、当
該入力端子にガリウムのプラス電荷がチャージされる。
近年のCMOSに用いられるMOSトランジスタのゲー
トの入力容量は5〜10fFであるため、いま仮にFI
Bによりチャージされる電荷量を1pC(通常イオンビ
ーム電流は100〜1000pAであるため中和後にも
この程度の電荷が残ると考えられる)とした場合、ゲー
トに加わる電圧は100〜200Vに達する。然るに上
記MOSトランジスタのゲート酸化膜の膜厚は10〜2
0nmと薄くなっており(耐圧は20〜30V程度)、
上記電圧が印加された場合、ゲート破壊、若くはトラン
ジスタの特性劣化を引き起こすこととなる。
【0007】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
LSIチップに集束イオンビーム(FIB)による加工
を施して、予備ゲート回路の入力側の配線を論理回路の
所望の信号線に接続するに当り、当該予備ゲート回路の
内部素子(トランジスタ)が上記FIBのチャージ電荷
により、ゲート破壊を起こしたり、或はその特性が劣化
されることのないようにした半導体集積回路及びその論
理修正方法を提供することを目的とする。この発明の前
記ならびにそのほかの目的と新規な特徴については、本
明細書の記述および添附図面から明らかになるであろ
う。
【0008】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち代表的なものの概要を説明すれば、下記のと
おりである。すなわち、複数の論理ゲート回路と、論理
修正用予備ゲート回路とが形成されてなる半導体集積回
路において、前記論理修正用予備ゲート回路の入力端子
が接地端子又は電源端子に接続されてなる。さらに、前
記論理修正用予備ゲート回路の入力端子を構成する配線
層は信号線を構成する配線層から絶縁膜にて絶縁され、
この論理回路に対し論理修正を行うに当たっては、前記
絶縁膜に集束イオンビームにて接続用開口が設けられ、
その後、論理修正用予備ゲート回路の入力端子を構成す
る配線層と電源配線との接続を断つ処理を行うようにし
たものである。
【0009】
【作用】予備ゲート回路の入力端子を構成する配線層
が、論理回路の所望の信号線を構成する配線層に接続さ
れる前に、電源配線に接続されているため、論理修正時
に集束イオンビーム(FIB)にて、予備ゲート回路の
入力端子を構成する配線層上面の絶縁膜に接続用開口を
形成する処理を行った場合であっても、FIB処理時に
発生する正電荷が、電源配線を介して接地端子又は電源
端子側に流出されることとなる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
て説明する。図1は本実施例で用いられる3入力の論理
修正用予備ゲート回路(NANDゲート)100の回路
構成を示す回路図である。同図に示すように、NAND
ゲート100は、3つの入力端子101,102,10
3と、3つのpMOS111,1112,113と、3
つのnMOS121,122,123と出力端子104
とを有するCMOS構造を採る。そして入力端子101
にpMOS111とnMOS121が対をなして接続さ
れ、入力端子102にpMOS112とnMOS122
が対をなして、入力端子103にpMOS113とnM
OS123が対をなして夫々接続されている。又、上記
3つの入力端子101,102,103には、放電用A
l配線(電源配線)107の3つに分岐した枝配線10
7a,107b,107c(図中一点鎖線で示す)が夫
々接続されている。
【0011】上記放電用Al配線107の幹配線107
dはその端部が接地端子108に接続されている。より
具体的には、幹配線107dは図2に示すように例えば
Al配線から成り、半導体素子を覆うパッシベーション
膜130に設けられたコンタクトホール131を介して
n-半導体基板1の拡散層2に導電接続されている。そ
してこのn-半導体基板1が接地されることによって、
上記放電用Al配線107が接地端子に接続されること
となる。
【0012】上記構成の予備ゲート(NANDゲート)
100は、図3に示すように設計当初の論理構成に寄与
する論理ゲート(内部論理ゲート)201,202、更
にはチップの余領域に設けられた他の予備ゲート(AN
Dゲート等)100A,100B,100Cと同様にL
SIチップ10の所定位置に配置され、他の予備ゲート
と共に論理修正に用いられる。
【0013】概略上述のように構成されLSIチップの
余領域に設けられた予備ゲート(NANDゲート)10
0は、論理修正時に以下の手順により、論理回路に組込
まれる。ここでは、例えば図3に示すように、2つの内
部論理ゲート201,202間のAl配線203(信号
線を構成する配線層)を切断し、この間に、新たにNA
NDゲート100をジャンパー線204,205にて組
み込む場合(NANDゲート100の入力端子111を
ジャンパー線204(所望の信号線と接続する配線層)
に、出力端子104をジャンパー線205に接続する場
合)を考える。
【0014】この場合には、先ず、入力端子111と同
一工程で一体に形成された配線層(配線)111a(図
1)を外側に露出させるべく、その表面を覆うパッシベ
ーション膜(絶縁膜;図示省略)に対しFIB処理を行
って接続用開口111b(図1に破線で示す)を形成す
る。
【0015】ところで、このFIB処理(集束イオンビ
ームによるガリウムイオンの照射)は、図4に示す集束
イオンビーム装置300により行われる。FIB装置3
00は、同図に示すように、イオン源310、静電レン
ズ320、走査系330、試料台340、加速用電源3
50、主電源360及び電子シャワー装置370を主要
な構成要素としている。そしてイオン源(液体ガリウ
ム)310から加速用電源にて加速されたガリウムイオ
ンが、静電レンズ320、走査系330を介して試料台
340に搭載されたウェハ上の所望の位置(LSIチッ
プ10)に向かって照射される。このときガリウムイオ
ンは電子シャワー装置370から照射された電子により
電気的に中和されるようになっている。
【0016】前述のようにガリウムイオンの中和(Ga
++e→Ga)は完全には行われ難く、従ってある程度
ガリウムイオンが残ることとなるが、予備ゲート(NA
NDゲート)100は、図1に示した構成となっている
ため、中和されずに残ったガリウムイオン(Ga+)は
穴開けされた接続用開口111bを介して配線111
a、更には枝配線107aを介して放電用Al配線の幹
配線107dより接地端子108に流れる。このためF
IB処理時に、中和後に残った上記ガリウムイオンの正
電荷によりpMOS111のゲート及びnMOS121
のゲートに過電圧が印加されることがなくなる。
【0017】このようにFIB処理を行った後は、今度
は予備ゲート100の入力端子101を内部ゲート(A
NDゲート)202(図3)の出力端子202aに接続
させるべく、レーザCVDを用いたジャンパー線204
の形成が行われる。この処理により、ジャンパー線20
4は一端が、上記配線203を介してゲート202の出
力端子202aに接続され、他端が接続用開口111
b,配線111aを介してNANDゲート100の入力
端子101に接続される(図1及び図3参照)。このよ
うにジャンパー線204の形成を行った後、前述した枝
配線107aを所定箇所(例えば図1の107a’)に
て、FIB処理により切断すれば、内部ゲート202の
出力端子202aと、予備ゲート100の入力端子11
1とが図3に示すように接続されることとなる。
【0018】尚、上述のように枝配線107aをFIB
装置によって切断するに当たっても、ガリウムイオンの
正電荷が発生し、この電荷が配線111aに流れ得る
が、この場合には、配線111aがジャンパー線204
によって既に内部ゲート202の出力端子202aに接
続されているため、上記電荷はゲート202の出力端子
側より該出力端子に接続される接地端子或は電源端子
(共に図示せず)に放出されることとなり、予備ゲート
100の入力側、即ちMOSトランジスタのゲートに蓄
えられることはない。尚、ジャンパー線204,205
を形成する際には、内部ゲート201と内部ゲート20
2とを結ぶ配線203を覆う絶縁膜(図示省略)にもF
IBによる穴開け(開口203a,203b)がなされ
て、ガリウムイオンが配線203に流れるが、この配線
203も内部ゲート202の出力端子202aに接続さ
れているため、これら内部ゲートのMOSトランジスタ
のゲートが正電荷により破壊されたり、トランジスタの
特性が劣化することはない。
【0019】以上詳述したように、上記実施例では、複
数の論理ゲート回路と、論理修正用予備ゲート回路とが
形成されてなる半導体集積回路において、前記論理修正
用予備ゲート回路の入力端子が接地端子又は電源端子に
接続されてなる。さらに、前記論理修正用予備ゲート回
路の入力端子を構成する配線層は絶縁膜にて信号線を構
成する配線層から絶縁され、この論理回路に対し論理修
正を行うに当たっては、前記絶縁膜に集束イオンビーム
にて接続用開口が設けられ、その後、論理修正用予備ゲ
ート回路の入力端子を構成する配線層と接地端子又は電
源端子に接続される電源配線との接続を断つ処理を行う
ようにしたので、絶縁膜に対して行われた集束イオンビ
ーム処理時に発生する正電荷が接地端子側に流出され、
予備ゲート内のMOSトランジスタのゲート破壊、若く
はトランジスタの特性劣化が回避される。
【0020】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、本
実施例では、予備ゲートとしてNANDゲート用いた例
を示したが、通常、入力側がフローティング状態となる
他の論理回路を予備ゲートとして用いることができる。
【0021】以上の説明では主として本発明者によって
なされた発明をその背景となった利用分野であるCMO
S形のLSIに適用した場合について説明したが、この
発明はそれに限定されるものでなく、MOSトランジス
タが用いられた論理集積回路一般(例えばBiCMOS
形の論理集積回路等)に利用することができる。
【0022】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち代表
的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記
のとおりである。即ち、MOSLSIの配線修正にもF
IB技術が適用でき、この際に予備ゲートを破壊するこ
となく、高歩留りで論理を修正することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例で用いられる3入力の論理修正用予備
ゲート回路(NANDゲート)100の回路構成を示す
回路図である。
【図2】図1に示すAl配線107の半導体基板1への
接続状態を示す斜視図である。
【図3】内部ゲート及び予備ゲートが設けられた論理L
SIチップ10の概略を示す平面図である。
【図4】集束イオンビーム装置300の全体構成を示す
斜視図である。
【図5】従来の3入力の論理修正用予備ゲート回路(N
ANDゲート)300の回路構成を示す回路図である。
【図6】集束イオンビームによって生じた正電荷がMO
Sトランジスタのゲートにチャージされる様子を示した
斜視図である。
【符号の説明】
10 論理LSIチップ 100 NANDゲート(論理修正用予備ゲート回路) 101,102,103 入力端子 107 放電用Al配線(電源配線) 111a 配線(入力端子を構成する配線層) 111b 接続用開口 201,202 内部論理ゲート(論理ゲート回路) 203 配線(信号線を構成する配線層)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の論理ゲート回路と、論理修正用予
    備ゲート回路とが形成されてなる半導体集積回路におい
    て、前記論理修正用予備ゲート回路の入力端子が接地端
    子又は電源端子に接続されてなることを特徴とする半導
    体集積回路。
  2. 【請求項2】 前記論理修正用予備ゲート回路はMOS
    形トランジスタを含んでなることを特徴とする請求項1
    に記載の半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 前記論理修正用予備ゲート回路の入力端
    子を構成する配線層は信号線を構成する配線層から絶縁
    膜にて絶縁されてなり、論理修正を行うに当たっては、
    前記絶縁膜に集束イオンビームにて接続用開口を設け、
    その後、論理修正用予備ゲート回路の入力端子を構成す
    る配線層と電源配線との接続を断つ処理を行って、該予
    備ゲート回路の入力端子を構成する配線層を所望の信号
    線と接続する配線層を形成することを特徴とする請求項
    1又は2記載の半導体集積回路の論理修正方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100390982B1 (ko) * 1996-11-08 2003-10-04 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 전하 축적 방지 장치
CN100397609C (zh) * 2006-08-04 2008-06-25 北京中星微电子有限公司 一种聚焦离子束修改集成电路的方法及集成电路
KR101523952B1 (ko) * 2008-12-31 2015-06-01 삼성전자주식회사 반도체 장치 및 그 제조 방법

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