JPH11506874A

JPH11506874A - フューズおよびアンチフューズならびにフューズとアンチフューズの製造および活性化方法

Info

Publication number: JPH11506874A
Application number: JP9528052A
Authority: JP
Inventors: ツェットラートーマス; ヴィンナールヨーゼフ; ゲオルガコスゲオルク; ポックラントヴォルフガング
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1996-02-09
Filing date: 1997-02-06
Publication date: 1999-06-15
Anticipated expiration: 2017-02-06
Also published as: ES2158310T3; KR100414239B1; EP0879479B1; KR19990082361A; WO1997029515A2; WO1997029515A3; UA50755C2; CN1210623A; IN191121B; JP3288385B2; EP0879479A2; ES2198559T3; ATE239302T1; DE59709973D1; CN1211856C; DE19604776A1

Abstract

(57)【要約】本発明は、以下のようなフューズに関する。この場合、第１の導電形の半導体材料から成る基板（２，２ａ）中に形成され第１の導電形とは逆の第２の導電形である導電性の導体路が設けられている。この導体路は縦方向に連続的に貫通していて、縦方向を横切る方向でまえもって定められた幅を有している。その際、第１の導電形の半導体材料は導体路材料に対し、フューズ（１２，１３）の動作温度よりも高い所定の活性化温度において導体路（１）の幅（ｍ）仝体にわたり、第１の導電形の半導体材料および／または第２の導電形の導体路（１）の材料の拡散により切断が生じるような濃度を有する。

Description

【発明の詳細な説明】フューズおよびアンチフューズならびにフューズとアンチフューズの製造および活性化方法本発明は、フューズ（分離可能な接続ブリッジ）およびアンチフューズ（接続可能な導体中断部）ならびにフューズとアンチフューズの製造および活性化方法に関する。フューズ機構は、本来の製造プロセスの後で導電接続を分離（”フューズ”）したり新たに形成（”アンチフューズ”）する目的で、集積回路において用いられる。この種のフューズ機構の適用事例はきわめて多種多様である。たとえばアナログ回路のトリミングないし調整のためにフューズが利用される。また、冗長的な回路部分を活性化し欠陥部分を切断するためにフューズが用いられる。また、プログラマブル・ロジックアレイ（ＰＬＡ）において、フューズにより論理結合がプログラミングされる。さらに、セキュリティに関してクリティカルな回路であれば、回路のテストモードに対する不正なものによるアクセスが、フューズによって防止される。フューズ機構ないしアンチフューズ機構についての大事な判定基準は、耐用年数と信頼性である。つまり、どれだけ確実にどのくらいの期間にわたってフューズないしアンチフューズが、電流密度や温度とは無関係に両方の状態すなわちオフ／オンを保つか、ということである。さらに別の判定基準は、たとえばフューズのテストなどにおいて、フューズ機構ないしアンチフューズ機構を活性化するための手間である。さらに安全性に関してクリティカルな適用事例のためには、プログラミングの書き換えや外部からの接触に対するセキュリティが重要である。これまでは主として金属、ポリシリコンあるいは誘電体から成るフューズ機構が製造されてきた。最初に挙げたフューズ機構の場合、金属化面（たとえばＡｌＳｉＣｕ）の材料から製造されたフューズが、トリミングやセキュリティの適用事例のために広く普及している。この場合、活性化の形態に従ってレーザフューズと電気フューズとに区別される。レーザフューズの場合、パルス化されたレーザ（たとえばネオジミウムＹＡＧレーザ）のエネルギーによりフューズ機構の金属トラックが局所的に、すなわち典型的には２〜約５マイクロｍの幅で溶融され、そのようにして切断される。レーザフューズ機構のもつ欠点とは、レーザユニットを備えたテスタのために高いコストをかけて、かなり長い期間、ウェハ全体を処理しなければならないことである。これに対し電気フューズ機構は、十分に大きい電流パルスによって分離される。動作温度がかなり高いと金属フューズ機構はどれでも、再び癒着してしまうリスクを有している。しかも金属フューズは、光学的な補助手段によって比較的容易に外部から探し出すことができ、外部からの接触接続を操作できてしまう。このことは、安全性に関してクリティカルな適用事例の場合には殊に重大な欠点となる。別の分類に入れるべきポリフューズは、金属フューズと同じようにレーザフューズまたは電気フューズとして構成される。電気フューズとしては、導電性材料のポリシリコンは金属に比べ不利である。なぜならば、基板との熱的結合が比較的良好であるしマイグレーション耐性が良好であるがゆえに、熱による破壊つまりはフューズの活性化がかえって難しくなってしまっているからである。３つめの分類に入れるべきアンチフューズは、誘電体（たとえば材料Ｓｉｎから成る誘電体、M.T.Takagi，I.Yoshii，N.Ikeda，H.Yasuda，K.Hama，Pros，IED M 1993，p.31-34参照）、または高抵抗の半導体（たとえばアモルファスシリコンから成る半導体、K.E.Gordon，R.J.Wong，Proc．IEDM 1993，p.27-30参照）を破壊可能な絶縁体として有するものであり、このようなアンチフューズは典型的にはプログラマブルロジックアレイに使われる。このようなアンチフューズは、十分に高い電圧により活性化される。操作されないよう保護する点については、金属フューズやポリフューズよりも改善されている。しかし、プログラミングされた（導電性となった）アンチフューズには局所的に高い電流密度が生じるため、絶縁状態が再び戻ってしまうおそれがある。このようなアンチフューズにおける他の重大な欠点は、付加的な絶縁層や電極層のためにプロセスが著しく煩雑になることである。ヨーロッパ特許出願EP 655 783 A1により知られているアンチフューズ機構は、ｎ形ウェル内に形成されたｐ⁺ドーピング拡散領域と、この拡散領域に対応して設けられたアルミニウム導体路を有している。このアンチフューズ機構は十分に大きい電流が導体路に印加されることで活性化され、その結果、アルミニウムが導体路から下へ向かって拡散領域へと移動し、拡散領域のｐｎ接合が破壊されることで、もはや取り消すことのできない接続が引き起こされる。このアンチフューズ機構はなんといっても、一方的にしか作動できないすなわち一方の電流方向でしか作動できないアンチフューズ機構であって、つまりこのアンチフューズ機構は阻止方向に接続されたダイオードである。しかもこのアンチフューズ機構を活性化するためには、慣用の金属フューズと同様、かなり簡単に探し出せ外部から操作できてしまう金属トラックが必要であり、したがってこの種のアンチフューズは、殊に安全性が重要となる適用事例においては利用できない。さらにヨーロッパ特許出願EP 655 783 A1により知られている構成では、フューズの形成は基本的に不可能である。したがって本発明の課題は、安全性に関して重要な集積回路に適用できる簡単に製造および活性化の可能なフューズおよび／またはアンチフューズ機構を提供することにある。本発明によればこの課題は、請求項１記載のフューズ（分離可能な接続ブリッジ）、請求項８記載のアンチフューズ（接続可能な導体中断部）、ならびに請求項１６、１７記載のフューズまたはアンチフューズの製造および活性化方法により解決される。本発明によれば、新たな分類つまり新たな形式のフューズ機構およびアンチフューズ機構が提供される。これによれば、基板上に被着されしたがって難なく見分けられてしまう金属トラックの代わりに、半導体基板の表面の中に形成された外から見分けられない導電性の拡散導体路が形成されており、これは活性化にあたり分離されたり形成されたりするものである。基板の半導体材料は第１の導電形であり、他方、拡散接続路の材料は、第１の導電形とは逆の極性をもつ第２の導電形である。フューズ機構やアンチフューズ機構に関する以下の説明では、第１の導電形はｐとし第２の導電形はｎとするが、本発明の枠内でこれら両方の導電形を入れ換えることができる。本発明の基本原理によれば、導電性に拡散領域だけを有するフューズ機構およびアンチフューズ機構を半導体基板に形成することができ、したがっていかなる金属トラックも不要である。そしてこのことで、本発明によるフューズ機構およびアンチフューズ機構は外から見つけ出すことができなくなり、外からコンタクトをとろうとするのはきわめて面倒であり、プログラミングのしなおしは不可能である。そのため、本発明によるフューズ機構およびアンチフューズ機構は、セキュリティ回路に格別適している。本発明によるフューズ機構およびアンチフューズ機構は生得的に高度な信頼性を有している。それというのも、フューズやアンチフューズの活性化のために実行される拡散事象は熱力学的に非可逆的であり、したがってひとたび活性化されたフューズないしアンチフューズであれば基本的に２度と元に戻すことはできない。本発明によるフューズ機構またはアンチフューズ機構の活性化のため有利には、活性区間の局所的加熱のためにレーザビームを使用でき、このことで拡散領域からのｎドーパントとｐドーパントの非可逆的な相互拡散が行われる。レーザを使用して活性化区間を加熱するほかに、基本的に拡散導体路に電流を流すことによって加熱することもできる。また、他の変形加熱手法も考えられ、たとえば有利にはポリシリコンにより製造されたメアンダ状抵抗による抵抗加熱の形態も考えられ、この場合、メアンダ状抵抗は半導体基板において活性化区間とじかに隣り合うところに集積して形成することができる。本発明によるフューズ（分離可能な接続ブリッジ）は、第１の導電形の半導体材料から成る基板中に形成されこの第１の導電形とは逆の第２の導電形である導電性の導体路を有しており、この導体路は縦方向に連続的に貫通していて、縦方向を横切る方向でまえもって定められた幅をもっている。第１の導電形の半導体材料は導体路の材料に対し、フューズ動作温度よりも高い所定の活性化温度において導体路の幅全体にわたり、第１の導電形の半導体材料および／または第２の導電形の導体路材料の拡散により切断が生じるような濃度を有する。この場合、半導体材料から成る基板に形成された拡散領域を導体路に対応させて設けることができ、この拡散領域は第１の導電形のドーパントによるドーピングにより形成されている。本発明によるフューズ（接続ブリッジ）の有利な実施形態によれば、ドーパントのドーピングにより形成された第１の導電形の拡散領域が、この拡散領域の寸法よりも僅かな幅を有する第２の導電形の導体路の両方の側に形成されている。この場合、有利には、第２の導電形の導体路は、第１の導電形の拡散領域におけるドーパントのドーピング濃度よりも小さいドーピング濃度を有するドープエレメントのドーピングにより形成されている。本発明によるアンチフューズ（接続可能な導体切断部）は、導体路と拡散領域を有しており、導体路は、半導体材料から成る基板中に形成されていてドーパントによるドーピングにより導電性に形成されている。この導体路は、縦方向で所定の間隔をもつギャップを形成する第１の導電形である導体路部分を有しており、拡散領域は、第１の導電形とは逆の第２の導電形であり、導体路部分のギャップの領域を少なくとも充填している。この場合、導体路部分のドーパントは基板の半導体材料に関し所定の拡散係数において、アンチフューズ動作温度よりも高い所定の活性化温度のときに導体路のギャップの間隔全体にわたり、導体路部分のドーパントの拡散が生じるようなドーピング濃度を有している。この場合、第２の導電形の拡散領域は、第１の導電形である導体路部分のドーパントのドーピング濃度よりも低いドーピング濃度を有するドープエレメントのドーピングにより形成されている。本発明によるアンチフューズ（導体切断部）は、導体路部分およびこの導体路部分のギャップを充填する拡散領域により、少なくとも２つのｐｎ接合部を有する活性化区間が形成されている点で有利である。したがって、本発明によるアンチフューズは両面的な両方の電流方向における真のアンチフューズとなる。セキュリティの適用事例のために有利であることに、パッシベーション層により保護されたままになっている本発明によるフューズは、分析することもできずしたがって外部からコンタクトをとろうとすることは不可能である。この場合、少なくとも導体路の一部および半導体材料および／または拡散領域から成る活性化区間は被覆層により覆われている。この被覆層は、基板の主表面に形成され電気的に絶縁性であり、活性化区間の局所的な加熱のため所定の波長のビームに対し透過性であるかまたは少なくとも半透明である。典型的なフューズレーザ（たとえばネオジミウムＹＡＧレーザ）は、たとえば酸化物またはＳｉ₃Ｎ₄から成るような透過性または少なくとも半透明の被覆層を阻止されることなくそのまま貫通し、ビームエネルギーを優勢的にシリコンつまり拡散導体路または基板の材料に沈積させる。セキュリティの適用事例に対し格別有利なこととして本発明によれば、半導体基板内に埋め込まれて配置されたフューズまたはアンチフューズが設けられており、その結果、外側から見つけ出すことならびに外部からコンタクトをとることはいっそう難しくなる。この場合、拡散路または導体路は半導体材料から成る基板の中において、基板主表面からみて所定の深さのところに配置または形成されている。基板の主表面に対しフューズやアンチフューズを横方向に配置することのほかに、本発明によるこの実施形態によれば垂直方向つまりはスペースの節約されるフューズまたはアンチフューズの配置が可能となる。この場合、基板内部に形成された導体路はその長手方向において基板主表面に対し交差する方向で延在している。本発明によるフューズ（分離可能な接続ブリッジ）の製造および活性化方法は以下のステップを有している。すなわち、 −第１の導電形の半導体材料から成る基板を設けるステップと、 −第１の導電形とは逆の第２の導電形である導体路を、前記半導体材料から成る基板に形成するステップとを有し、該導体路は導電性であり縦方向に連続的に貫通していて縦方向を交差する方向で所定の幅を有しており、 −前記の導体路と基板半導体材料の少なくとも一部分を含む活性化区間を、フューズの動作温度よりも高い所定の活性化温度まで加熱し、前記の第１の導電形の半導体材料および／または導体路材料の拡散により、導体路の幅全体にわたり非可逆的な切断を生じさせるステップを有している。さらに、本発明によるアンチフューズ（接続可能な導体切断部）の製造および活性化方法は以下のステップを有している。すなわち、 −ドーパントによるドーピングにより、長手方向に所定幅のギャップを形成する第１の導電形の導体路部分をもつ導電性の導体路を、第１の導電形とは異なる第２の導電形の半導体材料から成る基板に形成するステップと、 −前記導体路部分のギャップを含む活性化区間を、アンチフューズ動作温度よりも高い所定の活性化温度まで加熱し、前記導体路のギャップ全体にわたり導体路部分のドーパントにより非可逆的な拡散を行わせるステップを有している。本発明の殊に有利な実施形態によれば、活性化区間の局所的な加熱のため所定の波長の放射が用いられる。この場合、有利には、活性化区間の局所的な加熱のためレーザ光源の放射が用いられる。また、活性化区間の加熱のため、適切なドーピングにより抵抗路として形成された導体路に加熱電流が印加される。これに対する代案として、活性化区間の加熱のため、導体路と熱的接触状態にある加熱素子が用いられる。本発明のその他の特徴、利点ならびに機能は、以下の図面に示された実施例の説明に記載されている。図面図１は、本発明の１つの実施例によるフューズ（分離可能な接続ブリッジ）を示す図である。図２は、図１に示した実施例によるフューズ機構の平面図である。図３は、本発明の別の実施例によるフューズ（分離可能な接続ブリッジ）を示す図である。図４は、図３に示した別の実施例によるフューズ（分離可能な接続ブリッジ）の概略図である。図５は、本発明の別の実施例による垂直方向拡散フューズ機構を示す図である。図６は、本発明の１つの実施例による拡散アンチフューズ機構を示す図である。図７は、図６に示した実施例によるアンチフューズ機構の平面図である。図８は、本発明の別の実施例による垂直方向拡散アンチフューズ機構を示す図である。図９は、本発明の別の実施例による拡散アンチフューズ機構を有する結線アレイの平面図である。図１０Ａおよび図１０Ｂは、本発明の別の実施例による拡散アンチフューズ機構を有するプログラミング可能なＮＡＮＤゲートとＮＯＲゲートの回路図である。図１１Ａおよび図１１Ｂは、図１０Ａおよび図１０Ｂによる実施例のレイアウト実例を示す平面図である。図１および図２には、本発明の１つの実施例による横方向拡散フューズ機構の基本構造が示されており、これには低濃度でｎ形にドープされた狭く平坦な拡散路が設けられていて、その幅は約０．５〜１μｍであり、これはｐ形ドープされた広い領域２によって囲まれている。領域２は、ベース材料としてシリコンを用いたウェハの基板とすることができ、この基板はたとえば約３・１０¹⁵ｃｍ^-3の濃度でホウ素により行われる基本ドーピングによって、すでに事前にドーピングされている。拡散路は、１２０ＫｅＶのエネルギーおよび約５．０・１０¹⁴ｃｍ^-2の注入量によってヒ素をイオン注入することにより製造される。この目的のため、周知のやり方で基板の主表面３にたとえば約１．５μｍの厚さのホトレジストが塗布され、適切なマスクを介して露光されて現像される。イオン注入後、ホトレジストがたとえば酸素含有プラズマ雰囲気において除去される。拡散路のイオン注入に続いて、約９００°Ｃの温度で約２０分間、アニーリングステップが行われる。次に主表面３上に、所定の波長のビームを透過させるあるいは少なくとも半透明の被覆層４が析出される。分離可能な接続ブリッジすなわちフューズ５５を活性化するために、破線で示された活性化区間６が局所的に加熱され、たとえば適切な波長のレーザ光を短期間照射することにより加熱され、その結果、活性化区間６の領域において、拡散路からのｎ形ドーパントとｐ形ドーピング領域２からのｐ形ドーパントの相互拡散が行われるようになる。領域２におけるｐ形ドープの濃度が十分に高ければ、活性化区間６の領域は高抵抗になりつまりドーピング状態が変化し、結果としてｎ形ドープされた拡散路は切断されることになる。図３および図４には、本発明の別の実施例によるフューズ機構が示されている。この場合、参照符号１ならびに３〜６は、図１および図２の実施例と同じ構成部分を表している。ここではさらに拡散路に対し、シリコンなどの半導体材料から成る基板中に形成されたｐ⁺形ドーピング拡散領域７，８が、両方の側にそれぞれ対応づけられて設けられている。これらのｐ⁺形ドーピング拡散領域７，８は、たとえば２０ＫｅＶのエネルギーおよび約５．０・１０¹⁵ｃｍ^-2の注入量でホウ素をイオン注入することにより形成され、基板の主表面３に関して拡散路の幅ｍよりも大きい寸法ｓ，ｔを有することができる。これら両方の拡散領域７，８は、互いに間隔ｒを隔てて配置されている。この場合、以下の寸法を採用することができる：ｍ＝０．６μｍ、ｒ＝１μｍ、Ｓ＝８μｍ、ｔ＝１０μｍ。また、拡散領域７，８はシリコン基板中のｐ形ウェル９内に形成されており、このウェルは通常のホトリソグラフィプロセスステップによる構造化により形成できるものであり、それによればマスク１０が用いられ、その後、約２３０ＫｅＶのエネルギーと約１．０・１０¹³ｃｍ^-2の注入量によるイオン注入により形成することができる。図５には、本発明によるフューズ機構５の別の実施例が示されている。これによれば、基板ないしはｎ形ウェル内において主表面３１に対し垂直方向に形成されて並置されている２つの接続ブリッジ１２，１３が設けられており、それらはｎ形ドーピング拡散路１４を有している。この場合、２つのｎ形ドーピング領域１５，１６が、垂直方向に延在する細いｎ形チャネル１７，１８を介して互いに接続されている。主表面３１からの接触接続のため、ｎ⁺形ドープされしたがって低抵抗の２つのコンタクト領域１９，２０が設けられており、これらは適切なホトリソグラフィプロセスステップならびに適切なイオン注入ステップにより製造される。また、主表面３１に形成された別のｐ⁺形ドーピングコンタクト領域によって、完全に基板ないしｎ形ウェル１１内に配置されているｐ⁺形ドーピング拡散領域２２の接触接続が可能になる。垂直方向に配置された接続ブリッジの活性化のためには、横方向拡散フューズ機構のところですでに説明した加熱手法が適している。図６および図７には、本発明の別の実施例による横方向拡散アンチフューズ機構の基本構造が略示されている。この場合、有利には高濃度でｐ⁺形ドープされた幅広く深い拡散路２３が設けられており、これは約１０μｍの幅と約１５μｍの長さの２つの導体路部分２４，２５を有しており、これらは互いに隔てられていて、約１〜１．２μｍのギャップ２６が形成されている。そしてこの拡散路２３は、低濃度でｎ形ドープされた大きい領域により囲まれており、これはｎ形ウェル２８として半導体材料から成る基板内に形成されている。この基板はベース材料として、たとえば３・１０¹⁵ｃｍ^-3のホウ素によりｐ形に基本ドーピングされたシリコンを有している。ここに形成されているｎ形ウェル２８は、通常のホトリソグラフィプロセスステップと、それに続いて約４６０ＫｅＶのエネルギーと約６．０・１０¹²ｃm^-2 の注入量でリンによりイオン注入を行うことで構造化することによって作ることができる。その際に選択的に、３２０ＫｅＶのエネルギーと約８．０・１０¹¹ｃｍ^-2の注入量でヒ素を用いてアンチパンチイオン注入（anti-punch implantatio n）を、そのあとで行える。ｎウェル２８内に形成された導体路部分２４，２５は、約１．５μｍの厚さでホトレジストが塗布され適切なマスクを介して露光され現像されるホトリソグラフィプロセスステップによる構造化の後、それに続いて、約２０ＫｅＶのエネルギーと約５．０・１０¹⁵ｃｍ^-2の注入量でホウ素を用いてイオン注入を行うことによって製造される。酸素含有プラズマ雰囲気内での剥離によりホトレジストマスクを除去した後、導体路部分２４，２５は約９００ °Ｃの温度で約２０分間、アニーリングされる。導体路部分２４，２５、ギャップ２６ならびに周囲を囲む拡散領域２７の寸法およびドーピング濃度は、以下のようになるよう選定されている。すなわち、導体切断部あるいは基板に形成されたその他の集積回路の通常の動作温度よりも大きい十分に高い活性化温度のときに、導体路部分２４，２５のギャップ２６における間隔全体にわたって、導体路部分２４，２５，３２，３３のドーピング材料が熱力学的に非可逆的に拡散するように選定されている。したがって、所定の活性化温度まで活性化区間３０を局所的に加熱することにより、たとえば活性化区間３０へ向けて配向されたレーザビームを用いて局所的に加熱することにより、ｎ形ドーパントとｐ形ドーパントによる相互拡散が行われる。ｐ⁺ドーピングの濃度が十分に高ければ、活性化区間３０ひいてはギャップ２６がｐ形にドーピングされ、このことで両方のｐ⁺形ドーピング導体路部分２４，２５の持続的な電気接続が行われる。フューズ機構の場合と同様、この事象も非可逆的であって元に戻せず、つまりアンチフューズ機構とのコンタクトもやはり困難である。図１〜図５によるフューズ機構とは異なり、電流を流すことによりじかに加熱するのは困難であるが、間接的な加熱手法を使用することはでき、たとえば（図１には詳細には示されていない）ポリシリコンから成る隣接するメアンダ状抗による抵抗加熱を利用できる。図８には、垂直方向に配置された拡散アンチフューズ機構３１を備える本発明の別の実施例が示されている。この場合、拡散アンチフューズ機構３１には、高濃度でｐ⁺にドーピングされた層３２，３３が設けられており、これらの層は薄いｎ形ドーピング層３４によって互いに絶縁されている。アンチフューズ機構３１における両方の導体路部分を成すｐ⁺形ドーピング層３２，３３は、イオン注入ステップまたはエピタキシャルステップによって製造することができ、これらの間にはｎ形ドーピング層３４が配置されていて、この層は各導体路部分の間のギャップ２６を成している。図９には、本発明によるフューズまたはアンチフューズ機構の多種多様な適用事例の実例として、集積されて形成された多数の回路群３５を有する結線アレイが示されている。その際、これらの回路群３５は、単に双方向矢印で略示されている拡散アンチフューズ３６によって接続可能である。ここでは実例として、可能な２つの結線経路３７，３８が示されている。図１０Ａおよび図１０Ｂには、プログラミング可能なＮＡＮＤゲート３９とプログラミング可能なＮＯＲゲート４０の形態で、さらに別の有利な実施例が示されている。この場合、拡散アンチフューズ機構ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆは破線で略示されている。この実施例はテスト回路をあとから修正するのに殊に適しており、この場合、アンチフューズ機構ａ，ｂ，ｃないしｄ，ｅ，ｆを活性化し、ＭＯＳトランジスタＴを相応に結線したり供給電圧Ｖ_DDおよびアースＶssと結合させたりすることにより、入力端子Ｅ１，Ｅ２と出力端子Ｏｕｔを備えたＮＡＮＤ機能またはＮＯＲ機能を実現することができる。図１１Ａには、この種のプログラミング可能なＮＡＮＤ／ＮＯＲゲート３９，４０のレイアウトに関する平面図が示されており、図１１Ｂには個々の層のシンボルが説明されている。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９８年３月２０日【補正内容】請求の範囲１．フューズにおいて、第１の導電形の半導体材料から成る基板中に形成され該第１の導電形とは逆の第２の導電形である導電性の導体路が設けられており、該導体路は縦方向に連続的に貫通していて、縦方向を横切る方向でまえもって定められた幅（ｍ）を有しており、第１の導電形の半導体材料は前記導体路の材料に対し、十分に高い濃度を有しており、フューズ動作温度よりも高い所定の活性化温度において導体路の幅（ｍ）全体にわたり、第１の導電形の半導体材料および／または第２の導電形の導体路材料の拡散により切断が行われることを特徴とするフューズ。２．半導体材料から成る基板中に形成された拡散領域（７，８）が前記導体路に対応づけられて設けられており、該拡散領域は第１の導電形のドープ材料によるドーピングにより形成されている、請求項１記載のフューズ。３．前記ドープ材料によるドーピングにより形成された第１の導電形の拡散領域（７，８）は、該拡散領域（７，８）の寸法よりも小さい幅（ｍ）をもつ第２の導電形の導体路の両方の側に形成されている、請求項２記載のフューズ。４．第２の導電形の導体路は、第１の導電形の拡散領域（７，８）のドーパントのドーピング濃度よりも低いドーピング濃度をもつドープエレメントのドーピングにより形成されている、請求項１〜３のいずれか１項記載のフューズ。５．導体路の一部分および半導体材料および／または拡散領域（７，８）から成る活性化区間（３０）は被覆層（４）により覆われており、該被覆層は、基板の主表面（３１）上に形成され電気的に絶縁されており、前記活性化区間（３０）の局所的な加熱のため所定の波長のビームを透過させるかまたは少なくとも半透明である、請求項１〜４のいずれか１項記載のフューズ。６．前記の第２の導電形の導体路（１４）は、前記半導体材料から成る基板の完全な内部で、該基板の主表面（３１）からみてまえもって定められた深さのところに配置または形成されている、請求項１〜５のいずれか１項記載のフューズ。７．前記基板内に形成された導体路（１４）は、その長手方向において基板主表面（３１）に対し実質的に交差するように延在している、請求項６記載のフューズ。８．前記導体路は適切なドーピングにより抵抗路として形成されており、該抵抗路は、フューズ活性化のため電流を加えることにより加熱可能である、請求項１〜７のいずれか１項記載のフューズ。９．アンチフューズにおいて、導体路（２３）と拡散領域（２８）が設けられており、前記導体路（２３）は、半導体材料から成る基板中に形成されていてドーパントによるドーピングにより導電性に形成されており、該導体路は、縦方向で所定の間隔をもつギャップ（２６）を形成する第１の導電形である導体路部分（２４，２５，３２，３３）を有しており、前記拡散領域（２８）は、第１の導電形とは逆の第２の導電形であり、前記導体路部分（２４，２５，３２，３３）のギャップ（２６）の領域を少なくとも充填しており、前記導体路部分（２４，２５，３２，３３）のドーパントは基板（２９）の半導体材料に関し所定の拡散係数において十分に高いドーピング濃度を有しており、アンチフューズ動作温度よりも高い所定の活性化温度のときに導体路のギャップ（２６）の間隔全体にわたり、前記導体路部分（２４，２６，３２，３３）のドーパントの拡散が行われることを特徴とするアンチフューズ。 10．第２の導電形の拡散領域（２８）は、第１の導電形である導体路部分（２４，２５，３２，３３）のドーパントのドーピング濃度よりも低いドーピング濃度を有するドープエレメントのドーピングにより形成されている、請求項９記載のアンチフューズ。 11．前記導体路部分（２４，２５，３２，３３）および該導体路部分（２４，２５，３２，３３）のギャップ（２６）を充填する前記拡散領域（２８）により、少なくとも２つのｐｎ接合部を有する活性化区間（３０）が形成されている、請求項９または１０記載のアンチフューズ。 12．前記の導体路（２４，２５，３２，３３）および拡散領域（２８）は被覆層（４）により覆われており、該被覆層は、基板（２９）の主表面（３１）に形成され電気的に絶縁性であり、前記活性化区間（３０）の局所的な加熱のため所定の波長のビームに対し透過性であるかまたは少なくとも半透明である、請求項１１記載のアンチフューズ。 13．前記導体路部分（２４，２５，３２，３３）の少なくとも一部分は半導体材料から成る基板内において、基板主表面（３１）からみてまえもって定められた深さのところに配置または形成されている、請求項１２記載のアンチフューズ。 14．基板内に形成された導体路部分（２４，２５，３２，３３）の少なくとも一部は、長手方向において基板主表面（３１）に対し実質的に交差する方向で延在している、請求項１１記載のアンチフューズ。 15．前記導体路（２３）は加熱素子と熱的接触状態にある、請求項１〜１４のいずれか１項記載のフューズまたはアンチフューズ。 16．フューズの製造および活性化方法において、第１の導電形の半導体材料から成る基板を設けるステップと、第１の導電形とは逆の第２の導電形である導体路を、前記半導体材料から成る基板に形成するステップとを有し、該導体路は導電性であり縦方向に連続的に貫通していて縦方向を交差する方向で所定の幅を有しており、前記の導体路と基板半導体材料の少なくとも一部分を含む活性化区間（３０）を、フューズ（１，１２，１３）の動作温度よりも高い所定の活性化温度まで加熱し、前記の第１の導電形の半導体材料および／または導体路材料の拡散により、導体路の幅全体にわたり非可逆的な切断を生じさせるステップを有することを特徴とする、フューズの製造および活性化方法。 17．前記活性化区間（３０）を加熱するため、適切なドーピングにより抵抗路として形成された導体路に加熱電流を印加する、請求項１６記載の方法。 18．アンチフューズの製造および活性化方法において、ドーパントによるドーピングにより、長手方向に所定幅のギャップ（２６）を形成する第１の導電形の導体路部分（２４，２５，３２，３３）をもつ導電性の導体路（２３）を、第１の導電形とは異なる第２の導電形の半導体材料から成る基板に形成するステップと、前記導体路部分（２４，２５，３２，３３）のギャップ（２６）を含む活性化区間（３０）を、アンチフューズ動作温度よりも高い所定の活性化温度まで加熱し、前記導体路（２３）のギャップ（２６）全体にわたり導体路部分（２４，２５，３２，３３）のドーパントにより非可逆的な拡散を行わせるステップを有することを特徴とする、アンチフューズの製造および活性化方法。 19．前記活性化区間（３０）の局所的な加熱のため所定の波長の放射を用いる、請求項１６〜１８のいずれか１項記載の方法。 20．前記活性化区間（３０）の局所的な加熱のためレーザ光源の放射を用いる、請求項１９記載の方法。 21．前記活性化区間（３０）の加熱のため導体路と熱的接触状態にある加熱素子を用いる、請求項１６〜２０のいずれか１項記載の方法。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ゲオルクゲオルガコスドイツ連邦共和国Ｄ―85447 フラウンベルクアムガイスベルク１ (72)発明者ヴォルフガングポックラントドイツ連邦共和国Ｄ―85293 ライヒャーツハウゼンイルムシュトラーセ１

Claims

【特許請求の範囲】１．フューズにおいて、第１の導電形の半導体材料から成る基板中に形成され該第１の導電形とは逆の第２の導電形である導電性の導体路が設けられており、該導体路は縦方向に連続的に貫通していて、縦方向を横切る方向でまえもって定められた幅（ｍ）を有しており、第１の導電形の半導体材料は前記導体路の材料に対し、フューズ動作温度よりも高い所定の活性化温度において導体路の幅（ｍ）全体にわたり、第１の導電形の半導体材料および／または第２の導電形の導体路材料の拡散により切断が生じるような濃度を有することを特徴とするフューズ。２．半導体材料から成る基板中に形成された拡散領域（７，８）が前記導体路に対応づけられて設けられており、該拡散領域は第１の導電形のドープ材料によるドーピングにより形成されている、請求項１記載のフューズ。３．前記ドープ材料によるドーピングにより形成された第１の導電形の拡散領域（７，８）は、該拡散領域（７，８）の寸法よりも小さい幅（ｍ）をもつ第２の導電形の導体路の両方の側に形成されている、請求項２記載のフューズ。４．第２の導電形の導体路は、第１の導電形の拡散領域（７，８）のドーパントのドーピング濃度よりも低いドーピング濃度をもつドープエレメントのドーピングにより形成されている、請求項１〜３のいずれか１項記載のフューズ。５．導体路の一部分および半導体材料および／または拡散領域（７，８）から成る活性化区間（３０）は被覆層（４）により覆われており、該被覆層は、基板の主表面（３１）上に形成され電気的に絶縁されており、前記活性化区間（３０）の局所的な加熱のため所定の波長のビームを透過させるかまたは少なくとも半透明である、請求項１〜４のいずれか１項記載のフューズ。６．前記の第２の導電形の導体路は、前記半導体材料から成る基板内で該基板の主表面（３１）からみて、まえもって定められた深さのところに配置または形成されている、請求項１〜５のいずれか１項記載のフューズ。７．前記基板内に形成された導体路は、その長手方向において基板主表面（３１）に対し実質的に交差するように延在している、請求項６記載のフューズ。８．前記導体路は適切なドーピングにより抵抗路として形成されており、該抵抗路は、フューズ活性化のため電流を加えることにより加熱可能である、請求項１〜７のいずれか１項記載のフューズ。９．アンチフューズにおいて、導体路（２３）と拡散領域（２８）が設けられており、前記導体路（２３）は、半導体材料から成る基板中に形成されていてドーパントによるドーピングにより導電性に形成されており、該導体路は、縦方向で所定の間隔をもつギャップ（２６）を形成する第１の導電形である導体路部分（２４，２５，３２，３３）を有しており、前記拡散領域（２８）は、第１の導電形とは逆の第２の導電形であり、前記導体路部分（２４，２５，３２，３３）のギャップ（２６）の領域を少なくとも充填しており、前記導体路部分（２４，２５，３２，３３）のドーパントは基板（２９）の半導体材料に関し所定の拡散係数において、アンチフューズ動作温度よりも高い所定の活性化温度のときに導体路のギャップ（２６）の間隔仝体にわたり、前記導体路部分（２４，２６，３２，３３）のドーパントの拡散が生じるようなドーピング濃度を有することを特徴とするアンチフューズ。 10．第２の導電形の拡散領域（２８）は、第１の導電形である導体路部分（２４，２５，３２，３３）のドーパントのドーピング濃度よりも低いドーピング濃度を有するドープエレメントのドーピングにより形成されている、請求項９記載のアンチフューズ。 11．前記導体路部分（２４，２５，３２，３３）および該導体路部分（２４，２５，３２，３３）のギャップ（２６）を充填する前記拡散領域（２８）により、少なくとも２つのｐｎ接合部を有する活性化区間（３０）が形成されている、請求項９または１０記載のアンチフューズ。 12．前記の導体路（２４，２５，３２，３３）および拡散領域（２８）は被覆層（４）により覆われており、該被覆層は、基板（２９）の主表面（３１）に形成され電気的に絶縁性であり、前記活性化区間（３０）の局所的な加熱のため所定の波長のビームに対し透過性であるかまたは少なくとも半透明である、請求項１１記載のアンチフューズ。 13．前記導体路部分（２４，２５，３２，３３）の少なくとも一部分は半導体材料から成る基板内において、基板主表面（３１）からみてまえもって定められた深さのところに配置または形成されている、請求項１２記載のアンチフューズ。 14．基板内に形成された導体路部分（２４，２５，３２，３３）の少なくとも一部は、長手方向において基板主表面（３１）に対し実質的に交差する方向で延在している、請求項１１記載のアンチフューズ。 15．前記導体路（２３）は加熱素子と熱的接触状態にある、請求項１〜１４のいずれか１項記載のフューズまたはアンチフューズ。 16．フューズの製造および活性化方法において、第１の導電形の半導体材料から成る基板を設けるステップと、第１の導電形とは逆の第２の導電形である導体路を、前記半導体材料から成る基板に形成するステップとを有し、該導体路は導電性であり縦方向に連続的に貫通していて縦方向を交差する方向で所定の幅を有しており、前記の導体路と基板半導体材料の少なくとも一部分を含む活性化区間（３０）を、フューズ（１，１２，１３）の動作温度よりも高い所定の活性化温度まで加熱し、前記の第１の導電形の半導体材料および／または導体路材料の拡散により、導体路の幅全体にわたり非可逆的な切断を生じさせるステップを有することを特徴とする、フューズの製造および活性化方法。 17．前記活性化区間（３０）を加熱するため、適切なドーピングにより抵抗路として形成された導体路に加熱電流を印加する、請求項１６記載の方法。 18．アンチフューズの製造および活性化方法において、ドーパントによるドーピングにより、長手方向に所定幅のギャップ（２６）を形成する第１の導電形の導体路部分（２４，２５，３２，３３）をもつ導電性の導体路（２３）を、第１の導電形とは異なる第２の導電形の半導体材料から成る基板に形成するステップと、前記導体路部分（２４，２５，３２，３３）のギャップ（２６）を含む活性化区間（３０）を、アンチフューズ動作温度よりも高い所定の活性化温度まで加熱し、前記導体路（２３）のギャップ（２６）全体にわたり導体路部分（２４，２５，３２，３３）のドーパントにより非可逆的な拡散を行わせるステップを有することを特徴とする、アンチフューズの製造および活性化方法。 19．前記活性化区間（３０）の局所的な加熱のため所定の波長の放射を用いる、請求項１６〜１８のいずれか１項記載の方法。 20．前記活性化区間（３０）の局所的な加熱のためレーザ光源の放射を用いる、請求項１９記載の方法。 21．前記活性化区間（３０）の加熱のため導体路と熱的接触状態にある加熱素子を用いる、請求項１６〜２０のいずれか１項記載の方法。