JPS59163859A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS59163859A
JPS59163859A JP58038509A JP3850983A JPS59163859A JP S59163859 A JPS59163859 A JP S59163859A JP 58038509 A JP58038509 A JP 58038509A JP 3850983 A JP3850983 A JP 3850983A JP S59163859 A JPS59163859 A JP S59163859A
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JP
Japan
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pattern
film
insulating film
opening
fuse
Prior art date
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Pending
Application number
JP58038509A
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English (en)
Inventor
Kazuyoshi Fujita
和義 藤田
Takehide Shirato
猛英 白土
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS59163859A publication Critical patent/JPS59163859A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/525Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections
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    • H01L23/5258Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body with adaptable interconnections comprising fuses, i.e. connections having their state changed from conductive to non-conductive the change of state resulting from the use of an external beam, e.g. laser beam or ion beam
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (a)  発明の技術分野 本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に半導体集積
回路装置内に配設される多結晶シリコン・フユーズの形
成工程に関するものである。
Fb)  技術の背景 大容量のLSIメモリに於ては、予備のビットを適切に
組込み、該予備ピット即ち冗長ビットと不良メイン・ビ
ットとを切換えることにより歩留まりの飛躍的な向上が
画られる。この不良ビットと冗長ビットの切換えには、
信号線例えばビット線、メインビット、冗長ビット相互
間に多結晶シリコン・フユーズを介在せしめておき、所
望の多結晶シリコン・フユーズを溶断することにより不
良メイン・ビットと冗長ビットの切換えを行うフユーズ
溶断方式が用いられる。又アナログICに於けるアナロ
グ信号の出力を調整する回路に使われるインピーダンス
素子のインピーダンスの比を選択するためにも前記同様
のフユーズ溶断方式が用いられる。
例えばLSIメモリに於て、上記多結晶シリコン・フユ
ーズはチップの周縁部に配設され、その1個は第1図に
示すような構造に形成される。第1図に於て(イ)はフ
ユーズ領域部分の平面図で、(ロ)はそのA−A′矢視
断面図である。即ち多結晶シリコン・フユーズ・パター
ン1は配線(ト1示せず)が接続される端部ITと幅の
狭い溶断部IMとを有してなり、該フユーズ・パターン
1が下層絶縁膜例えば二酸化シリコン(Si02)膜2
上に配設され、該フユーズ・パターン1の上部を覆う例
えばりん珪酸ガラス(PSG)膜3に選択的に形成され
た開孔4内に溶断部IMが表出せしめられた構造に形成
される。そして核多結晶シリコン・フユーズばその両端
部IT間に大電流を加えるか、成るいはその溶断部IM
にレーザ・ビームを照射することにより、該フーーズ・
パターン1の溶断部IMを溶融飛散させることによって
切断が行われる。(図中5はシリコン基板) (C)従来技術と問題点 上記のようなフーーズ部構造を形成する際、従来は第2
図(イ)に示すように下層絶縁膜即ち5in2膜2上に
多結晶シリコン・フユーズ・パターン1を形成した後、
そ0−゛てP S Gからなる層間絶B膜3aを形成し
、次いで第2f¥I(ロ)に示すように層間絶縁膜3a
に配線コンタク)・窓6a 、 6k)を形成し、アル
ミニウム(At)等から力る配線7を形成し、該配線形
成面−ヒにPSG等からなる表面保護絶縁膜3bを形成
した後、第2図(ハ)に示すように前記表面保護絶縁膜
31)と層間絶縁膜3aを貫いてフユーズ・パターン1
の溶断部IMを表出する溶融ンリコン飛散用の開孔4を
形成する方法が甲いられていた。(第2図中5はシリコ
ン基板)しかし上記従来方法に於ては、1〜1.5〔μ
m〕程度の厚さの表面保護絶縁膜3hと1〔μm〕程度
の厚さの層間絶縁膜3aとを合わせた2〜2,5(側〕
程度の厚いPSG膜に溶融シリコン飛散用開孔4のエツ
チングによる形成が一気になされるので、次に示すよう
な種々の問題点を生じ、製造歩留まりや信頼性の低下を
招いてい/こ。
即ち上記のような厚いPSG膜を選択エツチングする際
のレジスト・マスク層は、3〔μm′3程度に厚く形成
する必要があり、これを一層マスク構3− 造にした場合解像度が低下して充分な開孔精度が得ニ〈
<、更にレジスト・マスク層のピンホールにより望まし
くない部分のp s a 膜及びその下部の5j02膜
が除去される場合がある。前記解像度低下及びピンホー
ルを防止するために二層マスク構造を用いた際には工程
が非常に煩雑化し、しかもレジスト層にクラックが発生
し勝ちになり1、該クラック部のPSG膜及びその下部
の5in2膜がエツチングされてこれら絶縁膜の絶縁性
及び保護性が損なわれる。又厚いPSG膜に開孔4を形
成するので、同質のエツチング特性を有する下層の5j
−02膜を開孔4内に残すコントロール・エツチングが
困難で、開孔4内にシリコン基板7が露出する危険性が
大きい等である。
id)  発明の目的 本発明は上記問題点に鑑み、LSIメモリ、アナログI
C等に配設される多結晶シリコン・フユーズ部に於ける
溶融シリコン飛散用開孔の形成に際して、半導体基板面
が露出されずに絶えず絶縁膜によって保護された構造を
有し、且つ該開孔の4− 位置及び大きさを精度よく形成することが可能な製造方
法を提供し、上記半導体ICの歩留廿り及び信頼性を向
上せしめることを目的とする。
fe)  発明の構成 即ち本発明は半導体装置の製造方法に於て、多結晶シリ
コン層よりなるフユーズ・パターンが形成された基体面
上に第1の絶縁膜を形成し、該第1 のlt[に前記フ
ユーズ・パターンの配線接続部及び溶断部を別々に表出
する第1.第2及び第3の開孔を形成し、これら開孔上
にこれら開孔に於てフーーズφパターンに直に接する配
線体パターンを形成し、該配線体形成面上に第2の絶縁
膜を形成し、該第2の絶縁膜に前記フユーズ・パターン
の溶断部上に接する配線体パターン面を選択的に表出す
る第4の開孔を形成し、該第4の開孔内に表出する配線
体パターンを選択的に除去して、該第4の開孔内に前記
フユーズ・パターンの溶断部を表出せしめる工程を有す
ることを特徴とする。
(f)  発明の実施例 以下本発明の方法を、一実施例について第3図乃至第9
図を用いて詳細に説明する。
なお第3図乃至第9図に於て(イ)は工程上面図、(ロ
)はそのA −A’矢視工程断面図で、各図には共通の
記号を用いである。
本発明の方法によりLSIメモリ、アナログIC等に配
設される多結晶シリコン・フーーズを形成するには、シ
リコン基板上に図示しない多結晶シリコン・ゲート電極
酸るいは多結晶シリコン・キャパシタ電極を形成する際
同時に、第3図に示すように例えばシリコン基板11面
のフィールド酸化膜12上に、例えば図に示すような配
線接続部13Tと溶断部13Mを有する厚さ3000〜
5000〔A〕程度の多結晶シリコン・フユーズ・パタ
ーン13を形成する。そして図示し々いトランジスタ形
成領域に通常のイオン注入法等によりソース・ドレイン
領域を形成した後、該トランジスタ領域(図示せず)と
共に上記フーーズ・パターン13上に、PSG層等から
なり厚さ1〔μm〕程度の層間絶縁膜14を化学気相成
長(CVD)法により形成する。
次いで通常のフォト・リソグラフィ技術を用い、図示し
ないトランジスタ領域等の電極コンタクト窓と同時に、
第4図に示すようにフユーズ・パターン13上の層間絶
縁膜14にフユーズ・パターン13の配線接続部13T
を表出する配線接続窓15a 、15b及び溶断部]、
3Mを表出する溶断物質飛散用の第1の開孔16を形成
する。
次いでアルミニウム(At)の蒸着若しくはスバツタ工
程及びフォト・リソグラフィ工程を経て図示しないトラ
ンジスタ領域等にAt%i極配線全配線する際同時に、
第5図に示すように、フユーズ・パターン13の上部に
配線接続窓15a、15b及び第1の開孔16上を農う
厚さ1〔μm′]程度の帯状の1パターン17形成する
次いで通常のCVD法を用い、図示しないトランジスタ
領域等の上部にPSG等からなる表面保護絶縁膜を形成
する際同時に、第6図に示すようにフユーズ拳パターン
13形成領域の」二部にも厚さ1〔μm〕程度の表面保
護絶縁膜18を形成する。
そして次に該表面保護絶縁膜18上にレジスト膜7− 19を形成し、通常のフォト・プロセスを用い該レジス
ト膜19に、図示しない領域のボンディング・バット形
成用窓と共に、第6図に示すようにフユーズ・パターン
13の上部にその溶断部13Mの上部領域のみを選択的
に表出する第2の開孔形成用窓20を形成する、 次いで上記レジスト膜19をマスクにしフレオン(CF
4)系の反応ガスを用いる通常のドライエツチング技術
により、第7図に示すようにフユーズ・パターン13の
溶断部13M上の表面保護絶縁膜18を選択的にエツチ
ング除去し、形成された第2の開孔21内にAtパター
ン17を選択的に表出させる。この際図示しない領域の
ボンディング・パッドも表出せしめられる。
次いでレジスト膜19を除去した後、該基板上に前記第
2の開孔21部のみを選択的に表出する開孔を有するレ
ジスト膜22を形成し、該レジスト膜22をマスクにし
硝酸−りん酸系のエツチング液で処理して、第8図に示
すようにフユーズ・パターン13の溶断部13M上のA
4パターン17=8− を選択的に除去し、表面保護絶縁膜18に形成されてい
る第2の開孔21内に層間絶縁膜14の第1の開孔16
を介してフユーズ・パターン13の溶断部13Mを選択
的に表出させる。なおこの工程に於て、Atパターン1
7はフユーズ・パターン13の上部で切断されAtフユ
ーズ配線17a及び17bとなる。
次いでレジスト膜22を除去し、第9図に示すように表
面保護絶縁膜18の第2の開孔21及び該開孔21内に
表出する層間絶縁膜14に形成された第1の開孔16を
介して溶断部13Mが表出せしめられた多結晶シリコン
拳フユーズ・パターン13が配設されたLSI、アナロ
グIC等の半導体装置が完成する。
(g+  発明の詳細 な説明したように、本発明の方法に於ては多結晶シリコ
ン・フユーズの溶断部を表出する開孔を形成する際、層
間絶縁膜]4と表面保護絶縁膜18は、別の工程に於て
一層ずつ除去される。従ってエツチング・マスクに用い
るレジスト膜は通常の電極コンタクト窓形成等に用いる
ものと同じ厚さで良いので、露光精度が充分に確保でき
る3、又従来技術に於ける溶断部表出工程に対応するの
はA4配線体の除去工程であり、従ってこの時のレジス
ト膜も一層構造でよく該レジスト膜にクラックは発生し
ない。更に又表面保護絶縁膜に開孔を形成する際には、
多結晶シリコン・フユーズ・パターン上を広く覆うアル
ミニウム配線体がエツチング・ストッパになる。従って
エツチングのコントロールが極めて容易になると共に、
オーバ・エツチングによりフユーズ溶断部近傍にシリコ
ン基板面が表出せしめられることはなくなる。更に又本
発明の方法に於ては多結晶シリコン・フユーズを形成す
る工程の殆んど総てがトランジスタ等の形成工程と共通
であるので、フユーズを具備した半導体装置の製造工程
が複雑化することはない。
以上の利点から本発明によれば、多結晶シリコン・フユ
ーズを具備したLSIメモリやアナログIC等の、製造
歩留まり及び信頼性を向上せしめることができる。
なお本発明の方法1.−j ’ ′「+′1絶縁膜、表
面保護絶縁膜に8102 +窒化シリコン(St 3N
 4 )等を用いる場合にも適用できる。
又配線材料にはA、/、−8i 、 A7−Cu等のA
t合金を用いても良い。
【図面の簡単な説明】
第1図は多結晶シリコン・フユーズの平面図(イ)及び
A、 −A’矢視断面図(ロ)、第2図(イ)乃至(ハ
)は従来の製造方法の工程断面図、第3図乃至第9図は
本発明の方法の工程平面図(イ)及びそのA −A’矢
視工程断面図(ロ)である。 図に於て、11はシリコン基板、12はフィールド酸化
膜、13は多結晶シリコン・フユーズ・パターン、13
Mは溶断部、13Tは配線接続部、14は層間絶縁II
J  15a 、15bは配線接続窓、16は第1の開
孔、17はアルミニウム・パターン、、17a 、17
bはアルミニウム配線、18は表面保護絶縁膜、19.
22はレジスト膜、20は第2の開孔形成用窓、21は
第2の開孔を示す。 −、J        −、J    IJ く(

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 多結晶シリコン層よりなるフユーズ−パターンが形成さ
    れた基体面上に第1の絶縁膜を形成し、該第1の絶縁膜
    に前記フユーズ・パターンの配線接続部及び溶断部を別
    々に表出する第1.第2及び第3の開孔を形成し、これ
    ら開孔上にこれら開孔に於てフーーズ・パターンに直に
    接する配線体パターンを形成し、該配線体形成面上に第
    2の絶縁膜を形成し、該第2の絶縁膜に前記フユーズ・
    パターンの溶断部上に接する配線体パターン面を選択的
    に表出する第4の開孔を形成し、該第4の開孔内に表出
    する配線体パターンを選択的に除去して、該第4の開孔
    内に前記フユーズ・パターンの溶断部を表出せしめる工
    程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP58038509A 1983-03-09 1983-03-09 半導体装置の製造方法 Pending JPS59163859A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6355955A (ja) * 1986-08-26 1988-03-10 Nec Corp 半導体装置
US4740485A (en) * 1986-07-22 1988-04-26 Monolithic Memories, Inc. Method for forming a fuse
JPS6469029A (en) * 1987-09-10 1989-03-15 Nec Corp Semiconductor integrated circuit

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