JPH07153910A

JPH07153910A - 半導体基板上の絶縁構造

Info

Publication number: JPH07153910A
Application number: JP32586193A
Authority: JP
Inventors: Mikio Mukai; 幹雄向井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-11-30
Filing date: 1993-11-30
Publication date: 1995-06-16

Abstract

(57)【要約】【目的】絶縁部を介して半導体基板上に導電膜が形成
された絶縁構造において、導電膜が各種ヒューズとし
て、あるいは各種抵抗体として使用される場合も、構造
を不安定にすることなく下地絶縁部に損傷等の不都合が
生じないようにする。【構成】絶縁部３を介して半導体基板１上にヒューズ
や抵抗体等として利用される導電膜２が形成された半導
体基板上の絶縁構造で、絶縁部が複数の絶縁層３Ａ，３
Ｂからなり、少なくとも最下層の絶縁層３Ａに接するそ
の直上の絶縁層３Ｂは、最下層の絶縁層３Ａとは異なる
絶縁材料から形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基板上の絶縁構
造に関し、特に、絶縁部を介して半導体基板上に導電膜
が形成された半導体基板上の絶縁構造に関する。本発明
の絶縁構造は、半導体装置のヒューズ構造、または半導
体装置の製造工程時に用いるヒューズ構造として利用で
き、あるいは半導体装置における各種抵抗値調整用の抵
抗体導電膜を備えた構造として利用することができる。
（この分野の技術として例えば実開昭６２−１７７０３
７号公報参照。）

【０００２】

【従来の技術】従来より、絶縁部を介して半導体基板上
に導電膜が形成された構造が、例えば半導体装置のヒュ
ーズ構造、即ち過大電流が流れた時導電膜が切れる構造
として、または製造工程中は導通のため導電膜を要する
が、製造後は不要となるのでカットすべき構造として用
いられている。あるいは各種半導体装置における各種抵
抗値調整用の抵抗体導電膜、即ち導電膜を適宜切ること
により抵抗値を変えたり抵抗値バランスを変える構造と
して用いられている。

【０００３】従来のこの種の技術について、半導体装置
製造工程中は導電膜により導通を確保して、ある時期に
これをレーザー光等で破壊してカットするヒューズ構造
を例にとって説明する。

【０００４】図５に示すのは、シリコン等の半導体基板
１上に設けられたＳｉＯ₂等からなる絶縁部３をなす絶
縁層の上面に、ポリシリコン等からなる導電膜２がヒュ
ーズとして設けられている構造である。この導電膜（ヒ
ューズ）２は、導通が不要になる時点でレーザー光で破
壊してカットするが、この破壊の時に、その下部の絶縁
部３が損傷を受け、絶縁構造が不良となることがある。
これを回避するため、図５に示す従来技術にあっては、
絶縁部３に空洞１０が設けられている。この空洞１０の
存在により、レーザー光によりヒューズをなす導電膜２
を破壊する時も、絶縁部３に与えられる損傷は小とな
る。また導電膜（ヒューズ）２の一部が残ることもなく
なる（特開平３−１６９０４９号公報参照）。

【０００５】このように、半導体基板１の絶縁部３上に
設けた導電膜（ヒューズ）２の下部に空洞１０を形成す
ることにより、半導体集積回路の信頼性の向上を図る技
術が従来技術として知られているわけであるが、この技
術では上記した効果の反面、導電膜（ヒューズ）２が空
洞１０の上に形成されているので、構造上不安定とな
り、これによる信頼性上の問題が残る。

【０００６】なお図５中、符号４はカバー膜であり、５
Ａ，５Ｂはヒューズをなす導電膜２の電極である。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み
てなされたもので、絶縁部を介して半導体基板上に導電
膜が形成された絶縁構造において、上記導電膜が各種ヒ
ューズとして、あるいは各種抵抗体として使用される場
合も、構造上の不安定性をもたらすことなく、その使用
の態様によっても下地絶縁部に損傷等の不都合が生じな
いようにした半導体基板上の絶縁構造を提供することを
目的とする。

【０００８】

【問題点を解決するための手段】本出願の請求項１の発
明は、絶縁部を介して半導体基板上に導電膜が形成され
た半導体基板上の絶縁構造において、前記絶縁部が複数
の絶縁層からなり、少なくとも最下層の絶縁層に接する
その直上の絶縁層は、最下層の絶縁層とは異なる絶縁材
料から形成されていることを特徴とする半導体基板上の
絶縁構造であって、これにより上記目的を達成するもの
である。

【０００９】本出願の請求項２の発明は、絶縁部が、半
導体基板上にあって該半導体基板に接する第１の絶縁層
と、該第１の絶縁層と導電膜との間に存在しかつ第１の
絶縁層とは異なる絶縁材料から形成されている第２の絶
縁層とからなることを特徴とする請求項１に記載の半導
体基板の絶縁構造であって、これにより上記目的を達成
するものである。

【００１０】本出願の請求項３の発明は、絶縁部が、半
導体基板上にあって該半導体基板に接する第１の絶縁層
と、導電膜の直下に存在する第２の絶縁層と、該第１，
第２の絶縁層との間にあって第１の絶縁層とは異なる絶
縁材料から形成されている第３の絶縁層とからなること
を特徴とする請求項１に記載の半導体基板の絶縁構造で
あって、これにより上記目的を達成するものである。

【００１１】本出願の請求項４の発明は、導電膜が、ヒ
ューズを構成するものであることを特徴とする請求項１
ないし３のいずれかに記載の半導体基板上の絶縁構造で
あって、これにより上記目的を達成するものである。

【００１２】本出願の請求項５の発明は、導電膜が、抵
抗体導電膜を構成するものであることを特徴とする請求
項１ないし３のいずれかに記載の半導体基板上の絶縁構
造であって、これにより上記目的を達成するものであ
る。

【００１３】

【作用】本発明によれば、導電膜の下層の絶縁部が２以
上の絶縁層から成る多層構造をなすので、導電膜をヒュ
ーズとしてこれをレーザー光等で破壊して使用する場合
などもその破壊時の損傷は最下層の絶縁層までは及ば
ず、信頼性が高い。かつ、空洞を設ける場合と違って、
構造的にも安定である。過電流により切れる構造ヒュー
ズとして使用する場合も、破壊時の熱等によるダメージ
によって絶縁部が損傷を受けることを防止できる。抵抗
体導電膜として抵抗値調整のために破壊して用いる場合
も、同様に絶縁部への損傷等の悪影響を回避できる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。但し当然のことではあるが、本発明は以
下に述べる実施例により限定を受けるものではない。

【００１５】実施例１この実施例は、本発明を、プログラマブルヒューズの構
造として具体化したものであり、このヒューズ構造は、
例えばメモリ装置のオン／オフのヒューズとして用いる
ことができるものである。

【００１６】本実施例を図１に示す。この実施例は、図
１に示すように、絶縁部３を介して半導体基板１上にヒ
ューズ（もしくは抵抗体）として機能する導電膜２が形
成された半導体基板上の絶縁構造であって、前記絶縁部
３は複数の絶縁層３Ａ，３Ｂからなり、少なくとも最下
層の絶縁層３Ａに接するその直上の絶縁膜３Ｂは、最下
層の絶縁膜３Ａとは異なる絶縁材料から形成されている
ものである。

【００１７】特に、本実施例の絶縁部３は、半導体基板
１上にあって該半導体基板１に接する第１の絶縁層３Ａ
と、該第１の絶縁層３Ａと導電膜２との間に存在しかつ
第１の絶縁層３Ａとは異なる絶縁材料から形成されてい
る第２の絶縁層３Ｂとから成るものである。

【００１８】更に詳しくは、図１において、半導体基板
１、電極５Ａ，５Ｂ、カバー膜４は、従来技術を示した
図５と同様の構造をとる。

【００１９】図１において、符号２はポリシリコン等か
らなる導電膜で、ヒューズまたは抵抗体（抵抗）層をな
している。

【００２０】この導電膜２（ヒューズまたは抵抗層）の
下部に、第２の絶縁層３Ｂ（絶縁層Ｂ）が、第１の絶縁
層３Ａ（絶縁層Ａ）の中に埋め込まれるような形態で構
成される。

【００２１】第１の絶縁層３Ａ（絶縁層Ａ）は、本実施
例においてはＳｉＯ₂等を使用する。第２の絶縁層３Ｂ
（絶縁層８）は、絶縁層Ａとは異種で、ＢＰＳＧとかＳ
ＯＧとかの、比較的柔らかい材質のものを使用する。即
ち、レーザー光により導電膜２を破壊する時も、その損
傷を吸収できるものとする。

【００２２】このように第１、第２の絶縁層３Ａ，３Ｂ
（絶縁層Ａ，Ｂ）が互いに異種材料であり、両者の界面
でダメージをストップできるので、これにより上記に説
明したようにレーザー光により導電膜２を切るときも悪
影響はなく、よって信頼性も向上し、構造的にも安定で
ある。

【００２３】上記では、導電膜はポリシリコン（例えば
ＡｓやＰをドープした不純物含有ポリシリコン）とした
が、その他金属であるＡｌやＣｕであってもよい。

【００２４】実施例２本実施例は、図２に示すように、絶縁部３が、半導体基
板１上にあって該半導体基板１に接する第１の絶縁層３
Ａと、導電膜２の直下に存在する第２の絶縁層３Ｂと、
該第１，第２の絶縁層３Ａ，３Ｂとの間にあって第１の
絶縁層３Ａとは異なる絶縁材料から形成されている第３
の絶縁層３Ｃとから成る構造をとっている。

【００２５】半導体基板１、電極５Ａ，５Ｂ、カバー膜
４について、及びポリシリコン等から成る導電膜により
ヒューズまたは抵抗層を形成することについては、実施
例１と同様である。

【００２６】本実施例において、第１の絶縁層３Ａ（絶
縁層Ａ）についても、実施例１と同様、ＳｉＯ₂等を用
いることができる。

【００２７】第３の絶縁層３Ｃ（絶縁層Ｃ）は、ＢＰＳ
ＧとかＳＯＧとかの、比較的柔らかい材質のもので、レ
ーザー光により導電膜２（ヒューズまたは抵抗層）を破
壊すした時の損傷を吸収できるものとする。第２の絶縁
層３Ｂ（絶縁層Ｂ）は、ＳｉＯ₂でもよいが、第３の絶
縁層３Ｃとは異なる材質のものを用いるのがよい。

【００２８】本実施例は、導電膜２（ヒューズまたは抵
抗層）の下部に、２層の絶縁層２Ａ，２Ｂに更にその２
層構造の間にバッファー層となる第３の絶縁層３Ｃ（絶
縁層Ｃ）を設けるので、レーザー光でヒューズまたは抵
抗層としての導電膜２を破壊するときの損傷が第２の絶
縁層３Ｂにのみ、ないしはこれと第３の絶縁層３Ｃに限
られ、下層の第１の絶縁層３Ａに至らないので、信頼性
が向上する。かつ、構造的にも安定である。

【００２９】実施例３この実施例は、図１，図２の構造をプログラマブルヒュ
ーズとして使用したものである。図３，図４に本実施例
を示す。図３は集積回路に使用されるトリミング可能な
抵抗１１〜１４を示す。図３に示されたように、抵抗体
１１〜１４を複数本並列に接続しておき、そのうちの１
本を全部、あるいは部分的に切ったり、または一本以上
を切ることにより、抵抗値を所望の値に変更できる。例
えば、図３の抵抗１１に×印で示すように、ここを破壊
して、抵抗体の調整が可能であり、このような場合に、
図１，図２の導電膜２（抵抗体）をカットする。

【００３０】図４に示すのは、ペア抵抗として使用した
場合である。通常集積回路の場合、抵抗をペアで使用す
る場合が多い。例えば抵抗体１５，１６と、抵抗体１
７，１８とをペアで用いる。このとき、製造上の理由に
より抵抗値のペアにスペックからの差が発生した場合な
ど、一方の抵抗体１５，１６のうちの一本または一部ま
たはまたは複数個を、例えば抵抗１５に×印で示すよう
に切って調整を行い、ペア比を所望の値に変更できるの
で、この場合に上記と同様、図１，図２の構造を用いる
ものである。

【００３１】

【発明の効果】本発明によれば、絶縁部を介して半導体
基板上に導電膜が形成された絶縁構造において、上記導
電膜が各種ヒューズとして、あるいは各種抵抗体として
使用される場合も、その使用の態様により下地絶縁部に
損傷等の不都合が生じないようにした構造を、構造上の
不安定性をもたらすことなく得ることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の絶縁構造を示す断面図である。

【図２】実施例２の絶縁構造を示す断面図である。

【図３】実施例３の説明図である（１）。

【図４】実施例３の説明図である（２）。

【図５】従来技術を示す。

【符号の説明】

１半導体基板２導電膜（ヒューズ、抵抗体）３絶縁部３Ａ第１の絶縁層３Ｂ第２の絶縁層３Ｃ第３の絶縁層４カバー膜５Ａ電極５Ｂ電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】絶縁部を介して半導体基板上に導電膜が形
成された半導体基板上の絶縁構造において、前記絶縁部が複数の絶縁層からなり、少なくとも最下層
の絶縁層に接するその直上の絶縁層は、最下層の絶縁層
とは異なる絶縁材料から形成されていることを特徴とす
る半導体基板上の絶縁構造。
【請求項２】絶縁部が、半導体基板上にあって該半導体
基板に接する第１の絶縁層と、該第１の絶縁層と導電膜
との間に存在しかつ第１の絶縁層とは異なる絶縁材料か
ら形成されている第２の絶縁層とからなることを特徴と
する請求項１に記載の半導体基板の絶縁構造。
【請求項３】絶縁部が、半導体基板上にあって該半導体
基板に接する第１の絶縁層と、導電膜の直下に存在する
第２の絶縁層と、該第１，第２の絶縁層との間にあって
第１の絶縁層とは異なる絶縁材料から形成されている第
３の絶縁層とからなることを特徴とする請求項１に記載
の半導体基板の絶縁構造。
【請求項４】導電膜が、ヒューズを構成するものである
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の
半導体基板上の絶縁構造。
【請求項５】導電膜が、抵抗体導電膜を構成するもので
あることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記
載の半導体基板上の絶縁構造。