JPH0778872A - 半導体集積回路 - Google Patents
半導体集積回路Info
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- JPH0778872A JPH0778872A JP22291893A JP22291893A JPH0778872A JP H0778872 A JPH0778872 A JP H0778872A JP 22291893 A JP22291893 A JP 22291893A JP 22291893 A JP22291893 A JP 22291893A JP H0778872 A JPH0778872 A JP H0778872A
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Abstract
ることにより、バッファ入力のフローティング状態を回
避してヒューズ回路の信頼性向上を図ること。 【構成】半導体基板上に形成された金属配線をヒューズ
要素として用い、該ヒューズ要素の一端をグランドに接
続し、また、該ヒューズ要素の他端を所定のノードに接
続し、さらに、該所定のノードを、バッファの入力に接
続すると共にプルアップトランジスタを介して電源に接
続して構成するヒューズ回路を有する半導体集積回路に
おいて、前記ヒューズ要素の少なくとも他端と前記ノー
ドとの間に、非金属で且つ導電性を有する材料からなる
連結手段を介在させたことを特徴とする。
Description
ズ要素を有する半導体集積回路に関し、特に、ヒューズ
要素を金属配線層で形成する半導体集積回路に関する。
例えば、大規模な半導体記憶装置では、記憶セルアレイ
を複数のブロックに分割して、少なくとも、そのうちの
1つのブロックを冗長用記憶セルアレイとして使用し、
欠陥セルを含むブロックと冗長用ブロックとを置換する
ことにより、欠陥を救済して歩留りの改善を図る。
れている。任意のヒューズ要素をレーザ溶断すると、当
該ヒューズ要素に対応する1つの常用ブロックが冗長用
ブロックと置換されるようになっている。ここで、今ま
でのヒューズ要素はポリシリコンを用いたものが主流で
あったが、多層構造の半導体集積回路では、ポリシリコ
ンの代わりに金属配線層(一般にメタル)が用いられる
ようになってきた。
シリコンが形成され、その上層に金属配線層が形成され
るが、チップ表面から見て深層に位置するポリシリコン
上には、厚い絶縁膜が形成されているためにレーザ光が
拡散しやすく、安定してポリシリコンを溶断することは
困難である。因みに、ポリシリコン上の絶縁膜の厚さ
は、エッチングでコントロール可能であるが、そのエッ
チング量を微妙に調整することはプロセス上容易ではな
い。
セスが必要であり、プロセス温度が低い金属配線層より
も先に形成しなければならないから、金属配線よりも上
層にポリシリコンを形成することは一般的でない。
ヒューズ回路は、電源VCC(ここでは+電源)とグラン
ドGND間に、pチャネルMOSトランジスタ(以下、
単に「MOSトランジスタ」と言う)1とヒューズ要素
2とを直列接続し、その接続ノードNの電位をバッファ
3で2値レベルに変換して取り出している。
CCに、ソースはノードNに、また、ゲートはGNDに接
続されており、このMOSトランジスタ1は、常時オン
状態のプルアップトランジスタとして動作する。このよ
うな構成において、ヒューズ要素2が非切断の場合に
は、ノードNはGND電位であり、バッファ3からはH
レベルの信号が取り出されるが、ヒューズ要素2が切断
状態の場合には、ノードNがVCCにプルアップされ、バ
ッファ3からはLレベルの信号が取り出されるから、こ
の信号を、例えば記憶セルアレイの常用ブロックと冗長
用ブロックとの切換え信号に用いることができる。
である。なお、図5において、図4と共通する要素に
は、同一の符号を付してある。4は半導体基板であり、
半導体基板4にはMOSトランジスタ1のドレイン領域
としての拡散層5及びソース領域としての拡散層6が形
成され、さらに、基板4上には、ゲート電極7が形成さ
れている。
図では簡略化しているが、この金属配線8は、多層構造
の上層側に位置する配線層に形成される。このような断
面構造において、チップ表面の所定位置にレーザ光を照
射すると、絶縁層9に穴9aが開けられるが、レーザ光
の照射エネルギーとその照射時間を適正化して穴9aの
深さを金属配線8よりも若干深めに設定すれば、金属配
線8を溶断でき、この金属配線8をヒューズ要素2とし
て使用することができる。
従来の半導体集積回路にあっては、穴9aの溶断箇所か
らMOSトランジスタ1及びバッファ3に至るまでの間
で、金属配線8が一体的につながっていたため、例え
ば、穴9aに侵入した水分によって金属配線8に腐食が
生じ、その腐食が×印で示す地点A付近まで進行した場
合には、バッファ3の入力がフローティング状態となっ
てバッファ3から正しい信号が出力されなくなるという
問題点があった。 [目的]そこで、本発明は、金属配線(ヒューズ要素)
の腐食進行を阻止することにより、バッファ入力のフロ
ーティング状態を回避してヒューズ回路の信頼性向上を
図ることを目的とする。
成するために、半導体基板上に形成された金属配線をヒ
ューズ要素として用い、該ヒューズ要素の一端をグラン
ドに接続し、また、該ヒューズ要素の他端を所定のノー
ドに接続し、さらに、該所定のノードを、バッファの入
力に接続すると共にプルアップトランジスタを介して電
源に接続して構成するヒューズ回路を有する半導体集積
回路において、前記ヒューズ要素の少なくとも他端と前
記ノードとの間に、非金属で且つ導電性を有する材料か
らなる連結手段を介在させたことを特徴とするものであ
る。
腐食が発生した場合、その腐食の進行が当該金属配線の
端部(すなわち非金属で且つ導電性を有する材料からな
る連結手段の部分)で阻止される。従って、プルアップ
トランジスタとバッファ入力との間の接続が保たれるか
ら、バッファ入力のフローティングが回避され、ヒュー
ズ回路の信頼性向上が図られる。
する。図1、図2は本発明に係る半導体集積回路の一実
施例を示す図である。図1において、4は半導体基板で
あり、半導体基板4には、従来例(図5)と同様にpチ
ャネルMOSトランジスタ(以下、単に「MOSトラン
ジスタ」と言う)1のドレイン領域としての拡散層5及
びソース領域としての拡散層6が形成され、さらに、基
板4上には、ゲート電極7が形成されている。
第1〜第3の金属配線であり、中央に位置する第2の金
属配線8bは、レーザによって溶断可能なヒューズ要素
として用いられる。なお、図では簡略化しているが、こ
れらの金属配線8a〜8cは、多層構造の上層側(すな
わちチップ表面に近い層)に位置する配線層に形成され
る。
の下層には、非金属で且つ導電性を有する材料からなる
連結手段に相当する「第1及び第2のポリシリコン10
a、10b」が形成されており、第1のポリシリコン1
0aは第1の金属配線8aと第2の金属配線8bとの間
に、また、第2のポリシリコン10bは第2の金属配線
8bと第3の金属配線8cとの間にそれぞれ介在してい
る。
としての第2の金属配線8bの一端が、第2のポリシリ
コン10b及び第3の金属配線8cを介してグランドG
NDに接続され、当該第2の金属配線8bの他端が、第
1のポリシリコン10a及び第1の金属配線8aを介し
て、MOSトランジスタ1のソース(拡散層6)及びバ
ッファ3の入力(すなわちノードN)に接続されてい
る。
で、チップ表面に近い配線層に形成された第1〜第3の
金属配線8a、8b、8cと、それよりも下層に形成さ
れた第1及び第2のポリシリコン10a、10bとの間
がコンタクトホール11a〜11fによって接続されて
いる。このような構造において、第2の金属配線8bの
非溶断時には、第1の金属配線8a、第1のポリシリコ
ン10a、第2の金属配線8b、第2のポリシリコン1
0b及び第3の金属配線8cを介して、ノードNとグラ
ンド間が接続され、その接続抵抗は、第1〜第3の金属
配線8a〜8cと、第1及び第2のポリシリコン10
a、10bとの合成線路抵抗ΣRで与えられる。かかる
非溶断時におけるノードNの電位Vnode(L) は、Lレベ
ル相当の電位(例えばCMOSの入力論理レベルで+
1.5V)以下でなければならない。ここで、V
node(L) は次式で与えられる。
ベル(Hレベル)に保つには、ΣRの値を可能な限り小
さくする必要があり、これには、第1及び第2のポリシ
リコン10a、10bをできるだけ短かく形成すると共
に、その断面積をできるだけ大きくするのが望ましい。
と、絶縁層9に穴9aが開き、第2の金属配線8bが溶
断される。冒頭でも述べたように、この穴9aに水分が
侵入した場合、穴9aの内部に露出する第2の金属配線
8bに腐食が生じることがあるが、本実施例では、第2
の金属配線8bだけの腐食に留めおくことができ、第1
の金属配線8aや第3の金属配線8cへの波及を回避で
きる。この理由は、第2の金属配線8bと第1の金属配
線8a及び第3の金属配線8cとの間に、腐食し難い非
金属材料である第1及び第2のポリシリコン10a、1
0bを介在させているからである。
た水分によって第2の金属配線8b(ヒューズ要素)に
腐食が生じた場合でも、バッファ3の出力信号のレベル
を正しくLレベルに保つことができ、耐環境性に優れた
半導体集積回路を提供することができる。なお、図1の
実施例では、ヒューズ要素としての第2の金属配線8b
の両端にポリシリコンを接続しているが、これに限るも
のではない。グランド側の第2のポリシリコン10bを
省くことができる。すなわち、第2の金属配線8bと第
3の金属配線8cとを直結してもよい。これは、第3の
金属配線8cを必要とするときは、ヒューズ要素の非溶
断時であり、このときは、穴9aが穿設されない(腐食
の心配がない)からである。尤も、第3の金属配線8c
の先に何等かのデバイスがつながっていると、当該デバ
イスへの腐食の影響が否定できないため、第2のポリシ
リコン10bは残しておいた方が望ましい。
電性を有する材料からなる連結手段として「ポリシリコ
ン」を使用しているが、例えば、図3に示すように、半
導体基板4に形成した第1及び第2の拡散層12、13
を使用してもよい。すなわち、第1及び第2の拡散層1
2、13は、p型又はn型の不純物半導体を半導体基板
4にドーピングして形成するものであり、かかる不純物
半導体は、非金属で且つ導電性を有する材料であるか
ら、図1の実施例と同様な作用効果を得ることができ
る。
金属配線の少なくとも他端とノードとの間に、非金属で
且つ導電性を有する材料からなる連結手段を介在させた
ので、この連結手段によって金属配線の腐食進行を阻止
でき、バッファ入力のフローティング状態を回避してヒ
ューズ回路の信頼性向上を図ることができる。
Claims (3)
- 【請求項1】半導体基板(4)上に形成された金属配線
(8b)をヒューズ要素として用い、該ヒューズ要素の
一端をグランドに接続し、また、該ヒューズ要素の他端
を所定のノード(N)に接続し、さらに、該所定のノー
ド(N)を、バッファ(3)の入力に接続すると共にプ
ルアップトランジスタ(1)を介して電源(VCC)に接
続して構成するヒューズ回路を有する半導体集積回路に
おいて、 前記ヒューズ要素の少なくとも他端と前記ノード(N)
との間に、非金属で且つ導電性を有する材料からなる連
結手段(10a)を介在させたことを特徴とする半導体
集積回路。 - 【請求項2】前記連結手段は、ポリシリコンで形成され
ていることを特徴とする請求項1記載の半導体集積回
路。 - 【請求項3】前記連結手段は、半導体基板内の拡散層で
形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導体
集積回路。
Priority Applications (1)
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JP22291893A JP3568562B2 (ja) | 1993-09-08 | 1993-09-08 | ヒューズ回路及び半導体記憶装置 |
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ID=16789907
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-
1993
- 1993-09-08 JP JP22291893A patent/JP3568562B2/ja not_active Expired - Lifetime
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