JPH07273199A - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor deviceInfo
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- JPH07273199A JPH07273199A JP5930094A JP5930094A JPH07273199A JP H07273199 A JPH07273199 A JP H07273199A JP 5930094 A JP5930094 A JP 5930094A JP 5930094 A JP5930094 A JP 5930094A JP H07273199 A JPH07273199 A JP H07273199A
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- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に係り、特に
LSIの冗長回路においてレーザブローを使用してヒュ
ーズを溶断するのに適した構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a structure suitable for blowing a fuse by using laser blow in a redundant circuit of an LSI.
【0002】[0002]
【従来の技術】一般に、LSIにおいては欠陥を補償
し、歩留を向上させるために、冗長回路を設けることが
多い。このために、リダンダンシを設け、リダンダンシ
ヒューズの溶断により回路を置き換える方法が用いられ
ている。2. Description of the Related Art Generally, in an LSI, a redundant circuit is often provided in order to compensate for defects and improve yield. For this reason, a method of providing a redundancy and replacing the circuit by melting the redundancy fuse is used.
【0003】このようなリダンダンシヒューズの溶断に
は、レーザによるレーザブローが多く用いられるが、こ
のためには、レーザブローに適した素子構造が必要にな
る。Laser blowing by a laser is often used to blow such a redundancy fuse, but for this purpose, an element structure suitable for laser blowing is required.
【0004】図4は、かかる従来の半導体装置の断面図
であり、特に、多層構造のLSIを例示するものであ
る。FIG. 4 is a cross-sectional view of such a conventional semiconductor device, and particularly illustrates an LSI having a multilayer structure.
【0005】図において示すように、リダンダンシを機
能させるためのヒューズポリシリコン5は、シリコン基
板の上の層間絶縁膜8上に形成される。このポリシリコ
ン5は、層間絶縁膜6によって被覆される。このポリシ
リコン5は、トランジスタ(図示せず)を構成するゲー
トと同一の工程で作られるものである。層間絶縁膜6の
上には層間絶縁膜7が配置される。As shown in the figure, the fuse polysilicon 5 for functioning the redundancy is formed on the interlayer insulating film 8 on the silicon substrate. The polysilicon 5 is covered with an interlayer insulating film 6. The polysilicon 5 is manufactured in the same process as the gate forming a transistor (not shown). An interlayer insulating film 7 is arranged on the interlayer insulating film 6.
【0006】配線用の第1のメタル層4は層間絶縁膜7
の上にあって且つ層間絶縁膜2の中に配置される。一
方、配線用の第2のメタル層3は層間絶縁膜2の上に配
置される。第2のメタル層3の上には素子保護のための
パッシベーション膜1が配置される。The first metal layer 4 for wiring is an interlayer insulating film 7.
And is disposed in the interlayer insulating film 2. On the other hand, the second metal layer 3 for wiring is arranged on the interlayer insulating film 2. A passivation film 1 for protecting the device is arranged on the second metal layer 3.
【0007】層間絶縁膜2及びパッシベーション膜1の
ヒューズポリシリコン5に対応する部分にはリダンダン
シ窓8およびパッド窓9が設けられる。A redundancy window 8 and a pad window 9 are provided in portions of the interlayer insulating film 2 and the passivation film 1 corresponding to the fuse polysilicon 5.
【0008】以上述べたような構成において、下側の層
8上にはリダンダンシ用のヒューズポリシリコン5を配
置しており、その上方の層7上には配線用の第1のメタ
ル層4を配置しており、また、更にその上方の層2上に
は配線用の第2のメタル層3を配置している。In the structure described above, the fuse polysilicon 5 for redundancy is arranged on the lower layer 8, and the first metal layer 4 for wiring is arranged on the layer 7 above it. The second metal layer 3 for wiring is arranged on the layer 2 thereabove.
【0009】ここで、ヒューズポリシリコン5の材料と
してポリシリコンを用いているのは、半導体素子(トラ
ンジスタ)を構成するゲート材料がポリシリコンで1層
目または2層目に配置されており、抵抗が低く安定して
いることや、レーザ光が照射された時に、容易に溶断で
きるからである。ポリシリコン以外に、WやMoのよう
な高融点金属とのポリサイド構造を用いることもでき
る。なお、ヒューズポリシリコン5上の層間絶縁膜6、
7、2は、例えば2000〜8000オングストローム
とし、レーザビームの焦点やパワーから最適な厚さを定
めている。Here, polysilicon is used as the material of the fuse polysilicon 5 because the gate material forming the semiconductor element (transistor) is polysilicon and is arranged in the first or second layer, and Is low and stable, and can be easily fused when irradiated with laser light. In addition to polysilicon, a polycide structure with a refractory metal such as W or Mo can be used. Incidentally, the interlayer insulating film 6 on the fuse polysilicon 5,
Reference numerals 7 and 2 are, for example, 2000 to 8000 angstroms, and the optimum thickness is determined from the focus and power of the laser beam.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は、
以上のように、多層構造において、下側層がポリシリコ
ンで、その上方の第2の層がメタル層というように、構
造が複雑になるので、ヒューズポリシリコン5と第1の
メタル層4の間の層間絶縁膜6、7、2の膜厚が多くな
り、適切な膜厚にするために、特別にエッチングする工
程が必要になってくる。The conventional semiconductor device is
As described above, in the multilayer structure, since the lower layer is polysilicon and the second layer above it is a metal layer, the structure becomes complicated. Therefore, the fuse polysilicon 5 and the first metal layer 4 are formed. The interlayer insulating films 6, 7, and 2 in between have a large film thickness, and a special etching step is required to obtain an appropriate film thickness.
【0011】また、ヒューズポリシリコン5がトランジ
スタのゲートと同一プロセスで下方に作られているの
で、ヒューズブローを容易にするためには、やはり層間
絶縁膜6、7、2の膜厚を適切にするための特別な工程
が必要がある。Further, since the fuse polysilicon 5 is formed below in the same process as the gate of the transistor, the film thicknesses of the interlayer insulating films 6, 7 and 2 are properly adjusted in order to facilitate the fuse blowing. It requires a special process to do so.
【0012】一方、拡散工程の後で、リダンダンシを行
うので、ヒューズポリシリコン5の上方には、リダンダ
ンシ窓8が設けられ、パッシベーションが施されていな
いので、リダンダンシ窓8から水や不純物がしみ込まな
いようにする必要がある。ペレットの信頼性向上のため
には、デザイン的に、リダンダンシ窓8の側面から配線
用の第1のメタル層4や第2のメタル層3に至る距離
(厚さ)を大きくしておく必要がある。したがって、高
次デバイスのチップサイズの制限や、工程数の追加は避
けられず、ヒューズポリシリコン5の上の層間絶縁膜
6、7、2を残すための工程を考慮すると、例えば、3
層メタル層品はそれだけ層間絶縁膜6、7、2が厚くな
るので、エッチング時間が多くなり、対レジスト選択比
向上が必要になる又は、エッチングを複数に分ける等、
エッチングマージンの減少や工程数の増加が問題にな
る。On the other hand, since redundancy is performed after the diffusion process, a redundancy window 8 is provided above the fuse polysilicon 5 and no passivation is applied, so that water and impurities do not soak into the redundancy window 8. Need to do so. In order to improve the reliability of the pellet, it is necessary to increase the distance (thickness) from the side surface of the redundancy window 8 to the wiring first metal layer 4 or the second metal layer 3 in order to improve the reliability. is there. Therefore, the limitation of the chip size of the higher-order device and the addition of the number of steps cannot be avoided. Considering the step of leaving the interlayer insulating films 6, 7, and 2 on the fuse polysilicon 5, for example, 3
In the case of the layer metal layer product, since the interlayer insulating films 6, 7, and 2 are thicker by that much, the etching time becomes longer, and it is necessary to improve the resist selectivity ratio, or the etching is divided into a plurality of parts.
A problem is that the etching margin is reduced and the number of processes is increased.
【0013】本発明は、上記のような従来技術の課題を
解消しようとするもので、その目的は、ヒューズ溶断用
の窓を開口させることなしに又は工程数を少なくしてヒ
ューズを溶断を可能とした半導体装置を提供することに
ある。The present invention is intended to solve the problems of the prior art as described above, and an object thereof is to blow a fuse without opening a window for blowing the fuse or by reducing the number of steps. To provide a semiconductor device.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
半導体基板上に絶縁膜を介して堆設したポリシリコン層
をゲートとするトランジスタを有し、前記トランジスタ
の上方に絶縁膜を介して形成した第1の配線層を有し、
リダンダンシヒューズの溶断によって欠陥回路を冗長回
路に置き換えるようにした半導体装置であって、前記第
1の配線層と同一ステップで形成される第2の配線層を
ヒューズブロー材料層として前記リダンダンヒューズを
構成し、このリダンダンヒューズのほぼ真上に、絶縁膜
を介して、レーザ吸収体を形成したことを特徴とするも
のとして構成される。The semiconductor device of the present invention comprises:
A transistor having a gate formed of a polysilicon layer deposited on a semiconductor substrate via an insulating film, and a first wiring layer formed above the transistor via the insulating film;
A semiconductor device in which a defective circuit is replaced with a redundant circuit by fusing a redundancy fuse, wherein the second wiring layer formed in the same step as that of the first wiring layer is used as a fuse blow material layer to form the redundancy fuse. The laser absorber is formed almost directly above the redundant fuse via an insulating film.
【0015】本発明の第2の半導体装置は、第1の半導
体装置において、前記レーザ吸収体は、1層のレーザ吸
収材料層であるものとして構成される。A second semiconductor device of the present invention is the semiconductor device according to the first semiconductor device, wherein the laser absorber is one laser absorbing material layer.
【0016】本発明の第3の半導体装置は、第1の半導
体装置において、前記レーザ吸収体は、前記第1、第2
の配線層と異なるステップで形成される第3の配線層上
にレーザ吸収材料層を重ねた多層構造のものとして構成
される。According to a third semiconductor device of the present invention, in the first semiconductor device, the laser absorber is the first and second semiconductor devices.
The third wiring layer is formed in a step different from that of the third wiring layer, and the laser absorbing material layer is laminated on the third wiring layer.
【0017】[0017]
【作用】リダンダンシヒューズを構成するヒューズブロ
ー材料層は、比較的上層に形成される。それにより、リ
ダンダンシ用の窓がなくてもレーザ光による溶断が容易
となり、又は窓を開ける工程数が少なくなり、半導体装
置の製造工程が簡単になる。しかも、ヒューズブロー材
料層の上方にはレーザ光吸収材料層が形成されており、
レーザ光は効率良く吸収され、ヒューズは確実に溶断さ
れる。The fuse blow material layer forming the redundancy fuse is formed in a relatively upper layer. As a result, even if there is no window for redundancy, fusing with laser light is facilitated, or the number of steps for opening the window is reduced, and the manufacturing process of the semiconductor device is simplified. Moreover, the laser light absorbing material layer is formed above the fuse blow material layer,
The laser light is efficiently absorbed, and the fuse is surely blown.
【0018】[0018]
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
を説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0019】実施例1.図1は本発明の実施例1の半導
体装置の断面図である。図において示すように、シリコ
ン基板101上に層間絶縁膜100が形成され、さらに
その上に、配線用のメタル層(Al層)によってヒュー
ズブロー材料層11が形成されている。このヒューズブ
ロー材料層11は層間絶縁膜14によって被われてい
る。層間絶縁膜14の上のメタル層11の上方部分(ほ
ぼ真上)には、レーザ吸収材料層12が配置される。こ
のレーザ吸収材料層12は、TiN等のTi系の金属材
料やポリシリコン等のレーザを効率良く吸収する任意の
材料によって形成される。また、この層間絶縁膜14上
には、配線用のメタル層13も配置される。メタル層1
3およびヒューズブロー材料層12の上にはパッシベー
ション膜15が配置される。Example 1. 1 is a sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, an interlayer insulating film 100 is formed on a silicon substrate 101, and a fuse blow material layer 11 is further formed thereon by a wiring metal layer (Al layer). The fuse blow material layer 11 is covered with an interlayer insulating film 14. A laser absorbing material layer 12 is arranged on the interlayer insulating film 14 and above the metal layer 11 (almost directly above the metal layer 11). The laser absorption material layer 12 is formed of a Ti-based metal material such as TiN or an arbitrary material such as polysilicon that efficiently absorbs a laser. A metal layer 13 for wiring is also arranged on the interlayer insulating film 14. Metal layer 1
A passivation film 15 is disposed on the fuse blowing material layer 3 and the fuse blowing material layer 12.
【0020】以上述べたような構成において、レーザを
照射すれば、あるレーザ吸収材料層12とそのほぼ真下
のヒューズブロー材料層12が瞬間的に焼き切られるこ
とになる。つまり、リダンダンシの為の開口窓を設ける
ことなくヒューズブロー材料層12を焼き切ることがで
きる。In the above-mentioned structure, when a laser is irradiated, a certain laser absorbing material layer 12 and the fuse blow material layer 12 immediately below the laser absorbing material layer 12 are instantaneously burnt out. That is, the fuse blow material layer 12 can be burned out without providing an opening window for redundancy.
【0021】なお、図1において、ヒューズブロー材料
層12に代えて、それと同じ位置に図2に示す多層形の
レーザ吸収体20を形成することもできる。この吸収体
20は、配線用メタル層13と同一工程で作ったベース
層21上に、レーザ光の反射を防ぐため、絶縁膜22を
介して、レーザの吸収材料層23を重ねたものである。
この吸収材料層23は、図1のレーザ吸収材料層12と
同一の材料によって構成される。なお、絶縁膜22を省
略し、ベース層21上に直接吸収材料層23を形成する
こともできる。Note that, in place of the fuse blow material layer 12 in FIG. 1, the multilayer laser absorber 20 shown in FIG. 2 can be formed at the same position as that. The absorber 20 is formed by laminating a laser absorption material layer 23 on an insulating film 22 on a base layer 21 formed in the same step as the wiring metal layer 13 in order to prevent reflection of laser light. .
The absorption material layer 23 is made of the same material as the laser absorption material layer 12 of FIG. Alternatively, the insulating film 22 may be omitted and the absorbing material layer 23 may be directly formed on the base layer 21.
【0022】ちなみに、ベース層21の上に絶縁膜2
2、吸収材料層23を配置する場合、まず、メタル層系
の材料でベース層21を形成し、その上に単層または複
数層の絶縁膜22を形成し、次に、600℃以下の低温
で、絶縁性材料または導電性材料からなるレーザの吸収
材料層23を、ヒューズブロー材料層12の上方にその
全てまたは一部を被うように堆積し、パターニングする
という工程が有効である。Incidentally, the insulating film 2 is formed on the base layer 21.
2. When disposing the absorbing material layer 23, first, the base layer 21 is formed of a metal layer material, the insulating film 22 of a single layer or a plurality of layers is formed thereon, and then, at a low temperature of 600 ° C. or lower. Then, it is effective to deposit a laser absorption material layer 23 made of an insulating material or a conductive material above the fuse blow material layer 12 so as to cover all or a part of the layer, and perform patterning.
【0023】実施例2.図3は本発明の実施例2の半導
体装置の断面図である。図において示すように、ヒュー
ズブロー材料層11は、層間絶縁膜100上の層間絶縁
膜14の中に配置される。層間絶縁膜14の層の上には
配線用のメタル層13が配置される。パッシベーション
膜15の上の、ヒューズブロー材料11に対応する上方
部分には、リダンダンシ用のレーザ吸収材料層12が配
置される。Example 2. Third Embodiment FIG. 3 is a sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. As shown in the figure, the fuse blow material layer 11 is arranged in the interlayer insulating film 14 on the interlayer insulating film 100. A metal layer 13 for wiring is arranged on the layer of the interlayer insulating film 14. On the upper portion of the passivation film 15 corresponding to the fuse blow material 11, a laser absorption material layer 12 for redundancy is arranged.
【0024】なお、レーザ吸収材料層12に代えて、同
じ位置に、図2のレーザ吸収体20を用いることができ
るのも、実施例1と同様である。Note that, instead of the laser absorbing material layer 12, the laser absorbing body 20 of FIG. 2 can be used at the same position as in the first embodiment.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明によれば、ヒューズブロー材料層
をトランジスタのゲートと同一ステップ形成されるポリ
シリコンではなく、配線材料層によって構成するように
したので、ヒューズブロー材料層が比較的上方に形成さ
れることになり溶断用の窓を設けることなく又は設ける
為の工程数を少なくして、その溶断を容易に行うことが
できる。According to the present invention, the fuse blow material layer is formed not by the polysilicon formed at the same step as the transistor gate but by the wiring material layer. Since it is formed, the fusing can be easily performed without providing the window for fusing or by reducing the number of steps for providing the window.
【図1】本発明の実施例1の半導体装置の断面図であ
る。FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】レーザ吸収体を示す部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a laser absorber.
【図3】本発明の実施例2の半導体装置の断面図であ
る。FIG. 3 is a sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
【図4】従来の半導体装置の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a conventional semiconductor device.
11 ヒューズブロー材料層 12 レーザ吸収材料層 13 メタル層 14 層間絶縁膜 15 パッシベーション膜 20 レーザ吸収体 21 ベース層 22 絶縁膜 23 レーザの吸収材料層 100 層間絶縁膜 101 シリコン基板 11 Fuse Blow Material Layer 12 Laser Absorption Material Layer 13 Metal Layer 14 Interlayer Insulation Film 15 Passivation Film 20 Laser Absorber 21 Base Layer 22 Insulation Film 23 Laser Absorption Material Layer 100 Interlayer Insulation Film 101 Silicon Substrate
Claims (3)
リシリコンを有する層をゲートとするトランジスタを有
し、前記トランジスタの上方に絶縁膜を介して形成した
第1の配線層を有し、リダイダンシヒューズの溶断によ
って欠陥回路を冗長回路に置き換えるようにした半導体
装置であって、 前記第1の配線層と同一ステップで形成される第2の配
線層をヒューズブロー材料層として前記リダンダンヒュ
ーズを構成し、このリダンダンヒューズのほぼ真上に、
絶縁膜を介して、レーザ吸収体を形成したことを特徴と
する半導体装置。1. A transistor having a gate, which is a layer having polysilicon deposited on an semiconductor substrate via an insulating film, and a first wiring layer formed above the transistor via the insulating film. In the semiconductor device, a defective circuit is replaced with a redundant circuit by blowing a redundancy fuse, and a second wiring layer formed in the same step as the first wiring layer is used as a fuse blow material layer. A redundant fuse is configured, and just above this redundant fuse,
A semiconductor device characterized in that a laser absorber is formed via an insulating film.
料層である、請求項1記載の半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the laser absorber is one layer of laser absorbing material.
線層と異なるステップで形成される第3の配線層上にレ
ーザ吸収材料層を重ねた多層構造のものとして構成され
ている、請求項1記載の半導体操置。3. The laser absorber has a multi-layer structure in which a laser absorbing material layer is laminated on a third wiring layer formed in a step different from that of the first and second wiring layers. The semiconductor operation according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5930094A JPH07273199A (en) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5930094A JPH07273199A (en) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | Semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07273199A true JPH07273199A (en) | 1995-10-20 |
Family
ID=13109392
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5930094A Pending JPH07273199A (en) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07273199A (en) |
-
1994
- 1994-03-29 JP JP5930094A patent/JPH07273199A/en active Pending
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