JPH08288394A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒューズ部上の残膜厚のばらつきを低減する
ことができ、歩留まりの向上と工程の時間短縮を図るこ
とができる半導体装置の製造方法を提供する。 【構成】 層間絶縁膜２の上にヒューズ素子９を形成
し、ヒューズ素子９の上に層間絶縁膜４を形成し、層間
絶縁膜４の上に配線層５を形成するとともに、ヒューズ
素子９の直上の層間絶縁膜４の上に配線層５と同一素材
からなるヒューズカバー１０を形成し、配線層５および
ヒューズカバー１０の上に層間絶縁膜６を形成し、層間
絶縁膜６にコンタクト窓１４を開口してヒューズカバー
１０を露出し、露出したヒューズカバー１０および層間
絶縁膜６の上に配線層７を形成し、配線層７をエッチン
グして層間絶縁膜６の所望の領域に配線パターンを形成
すると同時に、コンタクト窓１４中に形成された配線層
７とそれに密着するヒューズカバー１０を除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ダイナミックランダ
ムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）等のヒューズ素子を有す
る半導体装置の製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＤＲＡＭ等においては、歩留まり
の向上を図るため、ポリシリコン等で形成されたヒュー
ズ素子を用いた冗長回路が採用されている。冗長回路が
採用されたＤＲＡＭのヒューズ素子の周辺部分の平面図
を図２に示す。図２において、９はポリシリコン・ヒュ
ーズ素子、９ａは一方の電極部、９ｂは他方の電極部、
９ｃはヒューズ部、１１はヒューズ開口部である。電極
部９ａ，９ｂは、コンタクト１２ａ，１２ｂおよび配線
１３ａ，１３ｂを介して内部回路に接続されている。

【０００３】つぎに、図２に示したヒューズ素子のＡ−
Ａ’断面図を図３に示す。一般的にＤＲＡＭにおいては
高集積化を図るため多層配線構造が採られており、この
従来例のＤＲＡＭにおいては半導体基板１上にボロンリ
ン酸化珪素膜による第１の層間絶縁膜２、同じくボロン
リン酸化珪素膜による第２の層間絶縁膜４、プラズマ酸
化珪素膜による第３の層間絶縁膜６、およびシリコン窒
化膜からなる表面保護膜８が順次形成され、この第１の
層間絶縁膜２と第２の層間絶縁膜４との間にポリシリコ
ン配線層３を配し、第２の層間絶縁膜４と第３の層間絶
縁膜６との間に第１のアルミニウム配線層５を配し、第
３の層間絶縁膜６と表面保護膜８の間に第２のアルミニ
ウム配線層７を配するようになされている。

【０００４】上記のような構成のＤＲＡＭにおいて第１
の層間絶縁膜２が形成された後、ポリシリコン配線層３
の形成と同時にポリシコン・ヒューズ素子９が形成され
ており、その上に第２の層間絶縁膜４、第３の層間絶縁
膜６、表面保護膜８が積層される。その後ポリシリコン
・ヒューズ素子９のヒューズ部９ｃ上にある、表面保護
膜８、第３の層間絶縁膜６、第２の層間絶縁膜４の一部
をエッチングして、ポリシリコン・ヒューズ素子９のヒ
ューズ部９ｃ上に第２の層間絶縁膜４の残膜を残すよう
にポリシリコン・ヒューズ素子９のヒューズ開口部１１
を形成する。このため、この従来例のＤＲＡＭにおいて
は、図２に示すように、ポリシリコン・ヒューズ素子９
のヒューズ部上は第２の層間絶縁膜４の一部で被覆され
ている。

【０００５】冗長回路では、不良メモリセルが生じた場
合、上述した第２の層間絶縁膜４の残膜上から、対応す
るポリシリコン・ヒューズ素子９のヒューズ部９ｃをレ
ーザー照射し、切断することによって不良メモリセルを
含む行あるいは列を予備の行あるいは列に切り換えるこ
とで不良を救済している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
多層配線構造を有するＤＲＡＭにおいては、ヒューズを
レーザーで切断する際、レーザーのエネルギーがヒュー
ズ部９ｃに有効に届くように表面保護膜８から第２の層
間絶縁膜４の残膜までの層間絶縁膜を除去しているが、
エッチング膜厚が厚いため、ヒューズ部９ｃ上の第２の
層間絶縁膜４の残膜厚にばらつきが発生する。その残膜
厚のばらつきによって、膜厚が厚すぎる場合はレーザー
のエネルギーがヒューズ部９ｃまで到達せずにヒューズ
が完全に切断できないということが生じたり、残膜厚が
薄すぎる場合はヒューズ部９ｃ下の半導体基板１にまで
レーザーのダメージが及ぶ危険性があるという問題点を
有していた。

【０００７】この発明の目的は、ヒューズ部上の残膜厚
のばらつきを低減することができ、歩留まりの向上と工
程の時間短縮を図ることができる半導体装置の製造方法
を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明の半導体装置の
製造方法は、第１の層間絶縁膜の上にヒューズ素子を形
成する工程と、ヒューズ素子の上に第２の層間絶縁膜を
形成する工程と、第２の層間絶縁膜の上に第１の配線層
を形成するとともに、ヒューズ素子の直上の第２の層間
絶縁膜の上に第１の配線層と同一素材からなるヒューズ
カバーを形成する工程と、第１の配線層およびヒューズ
カバーの上に第３の層間絶縁膜を形成する工程と、第３
の層間絶縁膜にコンタクト窓を開口してヒューズカバー
を露出する工程と、露出したヒューズカバーおよび第３
の層間絶縁膜の上に第２の配線層を形成する工程と、第
２の配線層をエッチングして第３の層間絶縁膜の所望の
領域に配線パターンを形成すると同時に、コンタクト窓
中に形成された第２の配線層とそれに密着するヒューズ
カバーを除去する工程とを含む。

【０００９】

【作用】この発明によれば、ヒューズ素子の直上の第２
の層間絶縁膜の上に第１の配線層と同一素材からなるヒ
ューズカバーを形成するので、ヒューズ素子の直上には
第３の層間絶縁膜が形成されず、ヒューズ素子上に形成
された層間絶縁膜は第２の層間絶縁膜の一層のみとな
り、ヒューズ素子のヒューズ部上にヒューズ開口部を開
ける際、除去すべき層間絶縁膜の層膜厚が薄くなってい
るのでヒューズ部上に残存する層間絶縁膜の膜厚のばら
つきを低減でき、安定してヒューズを切断することがで
きる。しかも、第２の層間絶縁膜の上のヒューズカバー
は第１の配線層と同一素材であり、第２の層間絶縁膜を
エッチングせずにヒューズカバーのみを第２の配線層の
エッチングの際にエッチング除去することが可能で、残
存する層間絶縁膜の膜厚に影響を与えることはなく、し
かもヒューズカバーを形成しその後それを除去するのに
工程数が増加することはない。

【００１０】

【実施例】以下この発明の一実施例の半導体装置の製造
方法について、図面を参照して説明する。図１はこの発
明の一実施例における半導体装置の製造工程断面図を示
すものである。図１において、図３に対応する部分には
同一符号を付し、その詳細説明は省略する。

【００１１】図１（ａ）に示すように、半導体基板１上
に第１の層間絶縁膜２が形成されている上に、ポリシリ
コン配線層３とポリシコン・ヒューズ素子９を形成した
後、第２の層間絶縁膜４によって被覆する。第２の層間
絶縁膜４上に第１のアルミニウム配線層５を形成すると
ともに、ポリシコン・ヒューズ素子９の直上に図２で示
すヒューズ部９ｃと表面積が同等あるいはそれより大き
いアルミニウムからなるヒューズカバー１０を形成す
る。

【００１２】図１（ｂ）に示すとおり、第１のアルミニ
ウム配線層５とヒューズカバー１０を第３の層間絶縁膜
６で被覆した後、第３の層間絶縁膜６にコンタクト窓１
４を開口し、ヒューズカバー１０を露出する。図１
（ｃ）に示すとおり、露出したヒューズカバー１０上お
よび第３の層間絶縁膜６上に第２のアルミニウム配線層
７を形成する。

【００１３】つぎに図１（ｄ）に示すとおり、第２のア
ルミニウム配線層７をエッチングし、第３の層間絶縁膜
６の所望の領域にこれを残存させると同時に、コンタク
ト窓１４中に形成された第２のアルミニウム配線層７と
それに密着するヒューズカバー１０を除去する。その後
図１（ｅ）に示すとおり、第２のアルミニウム配線層７
を表面保護膜８で覆い、図１（ｆ）のように、ポリシコ
ン・ヒューズ素子９に向けて表面保護膜８と第２の層間
絶縁膜４の一部を除去してヒューズ開口部１１を設け
る。

【００１４】このように構成されたこの実施例において
は、ポリシリコン・ヒューズ素子９のヒューズ部９ｃ上
には第２の層間絶縁膜４の一部と表面保護膜８とが重畳
されているだけであり、従来例のような第３の層間絶縁
膜６は重畳されていないから、その膜厚は図３の従来例
に比して、第３の層間絶縁膜６が無い分だけ薄い。その
ため、ポリシリコン・ヒューズ素子９のヒューズ部９ｃ
上の第２の層間絶縁膜４の残膜調整が容易になる。

【００１５】その結果、ポリシリコン・ヒューズ素子９
のヒューズ部９ｃ上の膜厚が厚すぎるためレーザーがポ
リシリコン・ヒューズ素子９のヒューズ部９ｃの上まで
到達せずにヒューズ部が完全に切断できないということ
が生じたり、ポリシリコン・ヒューズ素子９上の膜厚が
薄すぎるため、ヒューズ開口部１１を形成する時にポリ
シリコン・ヒューズ素子９のヒューズ部９ｃまでエッチ
ングされてしまうというような危険性も無くなるため、
歩留まりの向上を図ることができることになる。

【００１６】しかも、第２の層間絶縁膜４の上のヒュー
ズカバー１０は第１の配線層５と同一素材であり、第２
の層間絶縁膜４をエッチングせずにヒューズカバー１０
のみを第２の配線層７のエッチングの際にエッチング除
去することが可能で、残存する層間絶縁膜である第２の
層間絶縁膜４の膜厚に影響を与えることはなく、しかも
ヒューズカバー１０を形成しその後それを除去するのに
工程数が増加することはない。

【００１７】

【発明の効果】この発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、ヒューズ素子上に形成された層間絶縁膜は一層のみ
であるため、ヒューズ素子のヒューズ部上にヒューズ開
口部を開ける際、除去すべき層間絶縁膜の層膜厚が薄く
なっているので、短時間にヒューズ開口部を形成するこ
とができ、しかもヒューズ部上に残存する層間絶縁膜の
膜厚のばらつきを低減でき、安定してヒューズを切断す
ることができる。その結果、歩留まりの向上とヒューズ
開口の形成工程の時間短縮を図ることができる。

【００１８】しかも、第２の層間絶縁膜の上のヒューズ
カバーは第１の配線層と同一素材であり、第２の層間絶
縁膜をエッチングせずにヒューズカバーのみを第２の配
線層のエッチングの際にエッチング除去することが可能
で、残存する層間絶縁膜の膜厚に影響を与えることはな
く、しかもヒューズカバーを形成しその後それを除去す
るのに工程数が増加することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例における半導体装置の製造
工程を示す断面図である。

【図２】従来の半導体装置の平面図である。

【図３】従来の半導体装置の断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体基板 ２ 第１の層間絶縁膜 ３ ポリシリコン配線層 ４ 第２の層間絶縁膜 ５ 第１のアルミニウム配線層 ６ 第３の層間絶縁膜 ７ 第２のアルミニウム配線層 ８ 表面保護膜 ９ａ ポリシリコン・ヒューズ素子 ９ｂ 電極部 ９ｃ 電極部 １０ ヒューズカバー １１ ヒューズ開口部 １２ａ コンタクト １２ｂ コンタクト １３ａ 配線 １３ｂ 配線 １４ コンタクト窓

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の層間絶縁膜の上にヒューズ素子を
   形成する工程と、 前記ヒューズ素子の上に第２の層間絶縁膜を形成する工
   程と、 前記第２の層間絶縁膜の上に第１の配線層を形成すると
   ともに、前記ヒューズ素子の直上の前記第２の層間絶縁
   膜の上に前記第１の配線層と同一素材からなるヒューズ
   カバーを形成する工程と、 前記第１の配線層および前記ヒューズカバーの上に第３
   の層間絶縁膜を形成する工程と、 前記第３の層間絶縁膜にコンタクト窓を開口して前記ヒ
   ューズカバーを露出する工程と、 前記露出したヒューズカバーおよび前記第３の層間絶縁
   膜の上に第２の配線層を形成する工程と、 前記第２の配線層をエッチングして前記第３の層間絶縁
   膜の所望の領域に配線パターンを形成すると同時に、前
   記コンタクト窓中に形成された第２の配線層とそれに密
   着する前記ヒューズカバーを除去する工程とを含む半導
   体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 ヒューズ素子がポリシリコンからなり、
   第１および第２の配線層が金属からなる請求項１記載の
   半導体装置の製造方法。