JPH0917872A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】冗長回路を備え、フューズの切断により回路の
切り換えが可能なＳＲＡＭ及びＤＲＡＭ等の半導体装置
に関し、フューズ切断時の飛散物による短絡を確実に防
止できると共に、高集積化が可能な半導体装置を提供す
る。 【構成】フューズ５ａ〜５ｃを、直線上に並ぶように配
置する。これらのフューズ５ａ〜５ｃは、コンタクト孔
１１を介して下層に設けられた配線３に電気的に接続さ
れている。また、各フューズは、隣設するフューズの溶
断部にフューズ幅方向で重ならないように配置してもよ
い。更に、フューズをＬ字状とし、各フューズの１辺が
直線上に並ぶように配置してもよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、より
詳しくは、冗長回路用フューズを有するＳＲＡＭ、ＤＲ
ＡＭ及びＥＰＲＯＭ等の半導体装置に関する。近年、半
導体装置は、微細化技術の進歩に伴い、高速化及び高集
積化が進んでいる。特に、半導体記憶装置（メモリ）で
は、高集積かつ高歩留りが要求されており、これに対応
して冗長回路を設けて歩留りの向上を図る冗長技術が必
須のものとなってきている。

【０００２】

【従来の技術】ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ及びＥＰＲＯＭ等の
メモリにおいては、プロセス欠陥等による半導体装置の
歩留りの低下を防止するために、半導体装置に冗長回路
を設け、少数の欠陥があってもＬＳＩの機能が損なわれ
ないようにする冗長設計技術が採用されている。例え
ば、これらの半導体装置においては、冗長回路として予
備のメモリアレーを形成しておき、本体メモリアレーに
欠陥がある場合には、前記予備のメモリアレーに切り換
えて、製造歩留りの低下を抑制している。冗長回路への
切り換えは、例えばレーザによるフューズ溶断方式によ
り実現している。

【０００３】図４（ａ），（ｂ）は従来の半導体装置を
示す平面図及び断面図である。半導体基板３１上には絶
縁膜３２が形成されており、この絶縁膜３２上には配線
３３が所定のパターンで形成されている。また、絶縁膜
３２上には、配線３３を被覆するようにして層間絶縁膜
３４が形成されている。この層間絶縁膜３４上には、例
えばアルミニウムにより形成された溶断フューズ３５ａ
〜３５ｃと、これらのフューズ３５ａ〜３５ｃを囲むよ
うにしてフューズ３５ａ〜３５ｃと同一材料により形成
されたガードリング４０と、抵抗３７とが形成されてい
る。フューズ３５ａ〜３５ｃは、図４（ａ）に示すよう
に、相互に平行に配置されている。

【０００４】層間絶縁膜３４上には、フューズ３５ａ〜
３５ｃ、ガードリング４０及び抵抗３７を覆うようにし
て、カバー絶縁膜（例えば、ＰＳＧ膜）３６が形成され
ている。フューズ３５ａ〜３５ｃの各一端側はコンタク
ト孔４１及び配線３３を介して電源線３８に電気的に接
続されており、各他端側はコンタクト孔４１、配線３３
及び抵抗３７を介して周辺回路３９に電気的に接続され
ている。

【０００５】フューズ３５ａ〜３５ｂは、一般的に、作
業性を考慮して１箇所にまとめて形成されている。ま
た、通常、フューズ３５ａ〜３５ｂ上の絶縁膜３６は他
の領域よりも薄く形成されている。このように構成され
た半導体装置において、フューズ切断（溶断）時には、
絶縁膜３６を介してフューズ３５ａ〜３５ｃのうちの所
定のフューズにレーザ光を照射する。このレーザ光によ
り、フューズ材料（アルミニウム等）が溶融し、更に気
化して前記所定のフューズが切断される。このようにし
て、所定のフューズを切断することにより、例えば欠陥
が生じた本体メモリアレーを予備のメモリアレーに切り
換えることができる。

【０００６】なお、フューズを確実に溶断するために、
フューズの同一箇所に２回レーザ照射したり、又はフュ
ーズの相互に離隔した２箇所にレーザ照射することもあ
る。また、フューズ切断時の衝撃により絶縁膜３４，３
６にクラックが発生することがあるが、フューズ３５ａ
〜３５ｃの周囲にはガードリング４０が設けられている
ので、クラックがガードリング４０の外側に広がること
を防止できる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
半導体装置においては、以下に示す問題点がある。即
ち、図５に示すように、フューズ３５の側部の絶縁膜３
６の膜厚は上部部分に比べて薄くなっている。このた
め、フューズ溶断時には、強度が弱い側部の絶縁膜が最
初に破壊される。このとき、溶融状態のフューズ材料が
フューズ幅方向（フューズ長手方向に直交する方向）に
飛散し、この飛散物により、例えば隣設するフューズ間
が電気的に接続されて短絡等が発生することがある。

【０００８】このように、従来の半導体装置において
は、フューズの切断時に飛び散った飛散物により短絡等
が発生することがあり、信頼性が充分でない。また、従
来の半導体装置は、短絡を確実に防止するために隣設す
るフューズ間の間隔を広くする必要があり、高集積化が
阻害されるという問題点もある。本発明は、上記の従来
の問題点に鑑みて創作されたものであり、フューズ溶断
時の飛散物による短絡を確実に防止することができると
共に、高集積化が可能な半導体装置を提供することを目
的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、基板上
に複数の溶断フューズが形成された半導体装置におい
て、各溶断フューズは、隣設する溶断フューズの溶断部
にフューズ幅方向で重ならない位置に配置されているこ
とを特徴とする半導体装置により解決する。第２に、前
記複数の溶断フューズは、直線上に配置されていること
を特徴とする第１の発明に記載の半導体装置により解決
する。

【００１０】第３に、基板上に複数の溶断フューズが形
成された半導体装置において、前記複数の溶断フューズ
はＬ字状に形成されており、各溶断フューズの１辺が直
線上に配置されていることを特徴とする半導体装置によ
り解決する。

【００１１】

【作用】本発明の半導体装置においては、各溶断フュー
ズは、隣設する溶断フューズの溶断部（レーザ等により
実際に溶断する部分）にフューズ幅方向で重ならないよ
うに配置されている。例えば、各溶断フューズは、直線
上に並ぶように配置されている。従って、フューズ溶断
時に飛散物がフューズ側方に飛散しても、側方には他の
フューズが配置されていないため、短絡が発生すること
がない。また、本発明の半導体装置は、このように短絡
を防止することができるので、各溶断フューズを相互に
近づけて配置することが可能であり、半導体装置の高集
積化が達成できる。

【００１２】また、各溶断フューズがＬ字状に形成され
ており、各フューズの１辺が直線上に並ぶように配置さ
れている場合も、上述の場合と同様に、フューズ溶断時
に飛散物が側方に飛散しても、短絡等の不都合の発生を
確実に防止することができる。更に、各溶断フューズを
相互に近づけて配置することが可能であり、半導体装置
の高集積化が達成できる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について、添付の図面
を参照して説明する。 （第１実施例）図１（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実
施例に係る半導体装置を示す平面図及び断面図である。

【００１４】半導体基板１上にはＳｉＯ₂ 等からなる絶
縁膜２が形成されており、この絶縁膜２上には配線３が
選択的に形成されている。また、絶縁膜２上には、配線
３を被覆するようにして層間絶縁膜４が形成されてい
る。この層間絶縁膜４上には、例えば線幅が約１．５μ
ｍのアルミニウムからなる溶断フューズ５ａ〜５ｃ、こ
れらのフューズ５ａ〜５ｃを囲むようにしてアルミニウ
ム等により形成されたガードリング１０及び抵抗７が形
成されている。なお、フューズ５ａ〜５ｃは、図１
（ａ）に示すように、直線上に配置されている。

【００１５】フューズ５ａ〜５ｃの各一端側は、コンタ
クト孔１１及び配線３を介して電源線８に電気的に接続
されており、各他端側はコンタクト孔１１、抵抗７及び
配線３を介して、周辺回路９に電気的に接続されてい
る。また、層間絶縁膜４上には、フューズ５ａ〜５ｃを
覆うようにしてカバー絶縁膜（例えば、ＰＳＧ膜）６が
形成されている。

【００１６】フューズ５ａ〜５ｃが形成されている領域
上の絶縁膜６は膜厚が薄くなっており、この部分を介し
てフューズ５ａ〜５ｃのうちの所定のフューズの溶断部
（例えば、図中Ａで示す部分）の１箇所又は２箇所にレ
ーザ光を１回又は２回照射して、前記所定のフューズを
切断する。このようにして、例えば欠陥が生じた本体メ
モリアレーを予備のメモリアレーに切り換えることがで
きる。

【００１７】本実施例においては、各フューズ５ａ〜５
ｃが直線上に配置されているため、フューズ切断時に飛
散物が側方に飛び散っても、他のフューズを短絡させる
ことがない。また、例えば飛散物がガードリング１０に
付着しても、ガードリング１０は他の回路に接続されて
いないので、何ら不都合は発生しない。更に、配線３は
フューズ５ａ〜５ｃと異なる配線層に形成されているの
で、飛散物により配線３間が短絡することもない。従っ
て、本実施例においては、複数のフューズ５ａ〜５ｃを
相互に近接して配置しても短絡を防止できるので、半導
体装置の高集積化が可能である。

【００１８】（第２実施例）図２は本発明の第２の実施
例に係る半導体装置を示す平面図である。但し、図２に
おいては、ガードリング及び抵抗等の図示を省略してあ
る。配線３は絶縁膜上に所定のパターンで形成されてお
り、溶断フューズ１５ａ〜１５ｃは、配線３を被覆する
層間絶縁膜上に形成されている。そして、フューズ１５
ａ〜１５ｃの各一端側はコンタクト孔１１及び配線３を
介して電源線８に接続されており、各他端側はコンタク
ト孔１１及び配線３を介して周辺回路９に電気的に接続
されている。

【００１９】本実施例においては、図２に示すように、
各フューズ１５ａ〜１５ｃが千鳥状に配置されている。
即ち、フューズ１５ａ〜１５ｃは、隣設するフューズの
溶断部（例えば、図中Ａで示す位置）にフューズ幅方向
で重ならない位置に配置されている。これらのフューズ
１５ａ〜１５ｃのうちの所定のフューズの溶断部Ａの１
箇所又は２箇所にレーザ光を１回又は２回照射して、前
記所定のフューズを切断する。

【００２０】本実施例においては、各フューズの溶断部
Ａの側方に他のフューズが配置されていないため、フュ
ーズ切断時に飛散物がフューズ側方に飛び散っても、短
絡が発生することがない。従って、本実施例の半導体装
置は、第１の実施例と同様に、信頼性が高く、また、各
フューズ間の間隔を短縮して高集積化を達成することが
できる。

【００２１】（第３実施例）図３は本発明の第３の実施
例に係る半導体装置のフューズ配置状態を示す平面図で
ある。この実施例においては、各フューズ２５，２６は
Ｌ字状に形成されている。これらのフューズ２５，２６
は、その１辺（符号２５ａ，２６ａで示す辺）が直線上
に位置するように配置されている。そして、各フューズ
２５，２６は、溶断する場合に、符号２５ａ，２６ａで
示す辺の１箇所と、符号２５ｂ，２６ｂで示す辺の１箇
所との合計２箇所にレーザ光を照射して、確実に溶断す
る。

【００２２】本実施例においては、辺２５ａ，２６ａを
溶断する場合に、これらの辺２５ａ，２６ａの側方には
他のフューズが配置されていないため、溶断時に飛び散
った飛散物により短絡が発生するおそれがない。また、
辺２５ｂ，２６ｂを溶断する場合には、これらの辺は比
較的距離が離れているので、飛散物によりフューズ間が
短絡するおそれが極めて少ない。また、各フューズを近
接して配置しても短絡を防止できるため、半導体装置の
高集積化が達成できる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、各溶断
フューズは、隣設する溶断フューズの溶断部にフューズ
幅方向で重ならないように、例えば直線上に並ぶように
配置されているので、フューズ溶断時の飛散物による短
絡の発生を防止することができる。また、各フューズ間
の間隔を短縮しても短絡を防止できるので、半導体装置
の高集積化が達成できるという効果がある。

【００２４】また、溶断フューズがＬ字状に形成されて
おり、各溶断フューズの１辺が直線上に並ぶように配置
されている場合も、上述の場合と同様に、フューズ切断
時の飛散物による短絡の発生を防止することができ、半
導体装置の高集積化が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），（ｂ）は本発明の第１の実施例に係る
半導体装置を示す平面図及び断面図である。

【図２】本発明の第２の実施例に係る半導体装置を示す
平面図である。

【図３】本発明の第３の実施例に係る半導体装置のフュ
ーズ配置状態を示す平面図である。

【図４】（ａ），（ｂ）は従来の半導体装置を示す平面
図及び断面図である。

【図５】従来の問題点を示す断面図である。

【符号の説明】

１，３１ 基板 ２，６，３２，３６ 絶縁膜 ３，３３ 配線 ４，３４ 層間絶縁膜 ５ａ〜５ｃ，１５ａ〜１５ｃ，２５，２６，３５ａ〜３
５ｃ 溶断フューズ ７，３７ 抵抗 ８，３８ 電源線 ９，３９ 周辺回路 １０，４０ ガードリング １１，４１ コンタクト孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に複数の溶断フューズが形成され
   た半導体装置において、 各溶断フューズは、隣設する溶断フューズの溶断部にフ
   ューズ幅方向で重ならない位置に配置されていることを
   特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 前記複数の溶断フューズは、直線上に配
   置されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体
   装置。
3. 【請求項３】 基板上に複数の溶断フューズが形成され
   た半導体装置において、 前記複数の溶断フューズはＬ字状に形成されており、各
   溶断フューズの１辺が直線上に配置されていることを特
   徴とする半導体装置。