JPS5948543B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS5948543B2
JPS5948543B2 JP56162954A JP16295481A JPS5948543B2 JP S5948543 B2 JPS5948543 B2 JP S5948543B2 JP 56162954 A JP56162954 A JP 56162954A JP 16295481 A JP16295481 A JP 16295481A JP S5948543 B2 JPS5948543 B2 JP S5948543B2
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wiring layer
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の改良に関する。
周知の如く、半導体メモリの高密度化や大規模化に伴つ
て生ずる歩留りの低下を補うため、主回路の他に該主回
路を救済する冗長(Redundacy)回路を組込む
、いわゆるリダンダンシイ技術が知られている。
かかる冗長回路を備えた半導体装置としては、従来第1
図及び第2図に示すものが知られている。図中1はP型
半導体基板である。この基板1表面に主回路、及びこの
主回路に対応する予備回路に夫々接続するn゛型拡散層
2、、20が形成されている。前記基板1上には、拡散
層2、、20の一部に対応する部分に開孔部3、3を有
する絶縁膜4が被覆されている。さらに絶縁膜4上の一
部には、前記拡散層2、、20と開孔部3、3を介して
接続するnf型多結晶シリコンヒューズ5が形成され、
このヒューズ5を含む絶縁膜4上に保護膜6が形成され
ている。このような構造の半導体装置において、主回路
が正常な動作をするときは、前記ヒューズ5を拡散層2
、、20に結線した状態で使用するが、不良を確認した
ときは、ヒューズ5の細部7上に位置する保護膜6の一
部も含めて一度に細部’7の近辺にレーザビームを照射
するか、あるいは予め細部7上に位置する保護膜6の一
部を開孔した後、細部7にレーザビームを照射して拡散
層2、、20の電気的分離を行なうことにより冗長回路
を作動させて半導体装置の不良を救済する。ところで、
上記した構造の半導体装置は、拡散層2、、20を開孔
部3、3を介して電気的に接続させる配線として多結晶
シリコンヒューズ5をきるため、Al膜パターン18の
周辺の素子への熱的悪影響の軽減ができる。その結果、
Al膜パターン18と素子間の距離を従来装置と比べて
短くでき、素子の集積度を高めることができる。なお、
本発明に係る半導体装置は、上記実施例の如き構造のも
のに限らず、第8図及び第9図に示す如く、表面に主回
路、この主回路に対応する予備回路に夫々接続したn゛
型の拡散層12,,12。を有するp型半導体基板11
上に、前記拡散層12,,12,の一部を露出させる開
孔部14,,14,に接続するAl膜パターン18′が
形成され、このAl膜パターン18’の細部17’上に
この細部17′を横切るように多結晶シリコン膜パター
ン16′が設けられた構造の半導体装置でもよい。こう
した構造の半導体装置の製造方法を第10図〜第12図
に基づいて説明する。11まず、実施例1と同様に、n
゛型の拡散層121,122を有したp型半導体基板1
1上に開孔部14,,14,を設けた厚さ1μのSiO
膜13を形成した後、このSiO。膜13上に厚さ1μ
のAl膜(図示せず)を形成し、つづいてこのAl膜を
写真蝕刻法によりパターニングして細部17′を有する
Al膜パターン18’を形成した(第10図及び第11
図図示)。次に、前記Al膜パターン18′を含む.S
iO。
膜13上に、厚さ1000Λの熱伝導がよく光吸収性の
高い被膜となる材料膜例えば多結晶シリコン瞭15を形
成した(第12図図示)。次いで、この多結晶シリコン
膜15を写真蝕刻法によりパターニングしてAl膜パタ
ーン1.8’の細部17′を横切るような被膜としての
多結晶シリコン膜パターン16′を形成して前述した第
8図及び第9図図示の冗長回路を備えた半導体装置を製
造した。このような冗長回路を備えた半導体装置は、第
6図図示の半導体装置.と略同様な効果が期待できる。
また、本発明に係る半導体装置は第13図及び第14図
に示す如く、Al膜パターン18の細部17の上部及び
細部17とSiO2膜13間の夫々に被膜としての多結
晶シリコン膜パターン1・6’, 16を設けた構造の
半導体装置でもよい。
更に、上記実施例では導電体膜としてAl膜パターンを
用いたが、これに限らずMO膜パターンを用いてもよい
。上記実施例では被膜として多結晶シリコン膜パターン
を用いたが、これに限らずMOSi膜パターン、SiO
膜パターン、Si.N。膜パターンを用いてもよい。ま
た、上記実施例では多結晶シリコン膜パターンを部分的
に形成したが、SiO2膜パターンやSi,N,膜パタ
ーンの如<抵抗係数が高い場合、Al膜パターンを含む
SiO。膜の上部全面あるいはAl膜パターンとSiO
。膜との間の全領域にこれらの膜パターンを設けてもよ
い。上記実施例ではエネルギビームの照射手段としてレ
ーザビームを用いたが、これに限らず電子ビームを用い
て行なってもよい。
上記実施例では、配線層が半導体基板表面に設けられた
拡散層である場合について述べたが、これに限らず、第
15図に示す如く配線層が半導体基板上に形成された絶
縁層19を介して設けられた金属配線層20,,20。
でもよい。以上詳述した如く本発明によれば、従来の冗
長回路を備えた半導体装置に熱伝導がよく光吸収性の高
い被膜を設け、主回路、この主回路に対応する予備回路
の夫々に接続した2つの配線層を接続する導電体膜を小
さなパワーのエネルギビーム照射により溶断するだけで
、所望の冗長回路を動作し得る構造を有した高信頼性、
高集積度の半導体装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体装置の断面図、第2図は第1図に
対応した平面図、第3図〜第7図は本発明のl実施例で
ある半導体装置を製造工程順に示す図であり、第3図、
第4図及び第6図は夫々断面図、第5図、第7図は夫々
第4図、第6図に対応した平面図、第8図は本発明の他
の実施例である半導体装置の断面図、第9図は第8図の
平面図、第10図〜第12図は第8図及び第9図図示の
半導体装置を製造工程順に示す図であり、第10図、第
12図は断面図、第11図は第10図に対応した平面図
、第13図は更に他の実施例を示す半導体装置の断面図
、第14図は、第13図の平面図、第15図は更にまた
他の実施例を示す半導体装置の断面図である。 11・・・・・・P型半導体基板、12,,122・・
・・・・n゛型の拡散層、13・・・・・・SiO,膜
(絶縁膜)、14,,14。 ・・・・・・開孔部、15・・・・・・多結晶シリコン
膜、16,16’・・・・・・多結晶シリコン膜パタ一
用いているため、ヒユーズ5の保護としてこのヒユーズ
5上に保護膜6を被覆しなければならなかつた。そこで
、多結晶シリコンヒユーズ5の細部7の溶断に際し、こ
の細部7上の保護膜6も同時にエネルギビームを照射す
るかあるいはかかる保護膜6の一部を開孔した後エネル
ギビームを照射しなければならなかつた。したがつて、
保護膜6も含んで細部7を溶断する場合はパワーの大き
いレーザビームを照射しなければならないため、周辺の
素子に熱的な悪影響を与えたり、ヒユーズ5近くの拡散
層(2、, 22も含む)が再拡散、結晶欠陥をおこし
て半導体装置の特性が劣化するという問題があつた。一
方、細部7上の保護膜6の一部を予め開孔する場合は、
工程数が1つ増え、作業性が低下するという問題があつ
た。このようなことから拡散層21,22を開孔部3,
3を介して電気的に接続させる材料として、多結晶シリ
コンヒユーズ5に代つてA1あるいはMOによる金属ヒ
ユーズを用いた構造の半導体装置が一般に用いられるこ
とが望ましい。 しかしながら、かかる金属ヒユーズを用いた半導体装置
は、金属ヒユーズのレーザビームに対する反射係数が大
きいため、溶断が困難でヒユーズに適さないという欠点
をもつていた。本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、エネルギビームを照射すべき導電体膜上面あるいは
この導電体膜と絶縁膜間の少なくともいずれか一方に熱
伝導がよく光吸収性の高い被膜を設けることによつて、
パワーの小さいエネルギビームで容易に前記導電体膜を
局部的に溶断し、冗長回路を動作し得る構造を有した半
導体装置を提供することを目自勺とするものである。 以下、本発明の実施例を製造方法を併記して説明する。 〔1〕 まず、p型半導体基板11の表面に主回・路
、この主回路に対応する予備回路に夫々接続する配線層
例えばn+型の拡散層121,122を形成する。 次に該基板11上に絶縁膜例えばSiO2膜13を被覆
し、さらにこのSiO2膜13の前記拡散層121,1
22の一部に対応す・る部分を開孔して開孔部141,
142を設ける。つづいて、前記SiO2膜]3を含む
基板]1上に熱伝導がよく光吸収性の高い被覆となる材
料膜例えば多結晶シリコン膜15を形成した(第3図図
示)〔11〕 次に、写真蝕刻法により前記多結晶シ
リコン膜]5をパターニングして被膜としての多結晶シ
リコン膜パターン]6を形成した(第4図及び第5図図
示)。 次いで、この多結晶シリコン膜パターン16を含むSi
O2膜13上に例えばAl膜(図示せず)を形成し、つ
づいてこのAl膜を写真蝕刻法によりパターニングして
溶断すべき細部17を有するAl膜パターン18を形成
して冗長回路を備えた半導体装置を製造した(第6図及
び第7図図示)。このような冗長回路を備えた半導体装
置は、表面に主回路、この主回路に対応する予備回路に
夫々接続したn+型の拡散層121,122を有するp
型半導体基板11上に、前記拡散層121,]22の一
部を露出させる開孔部141,]42を有するSiO2
膜13が形成され、該SiO2膜13上に開孔部14、
,142を介して前記拡散層141,142に接続する
A1膜パターン18が形成され、更にこのAl膜パター
ン18の細部]7付近とSiO2膜]3間に多結晶シリ
コン膜パターン16が設けられた構造になつている。 かかる構造の半導体装置において、装置の機能又は性能
を試験することにより主回路に不良が生じたときは、多
結晶シリコン膜パターン16の上部のAl膜パターン1
8の細部17に例えばエネルギ5μJのレーザビームを
100nsec照射すれば、細部17が直接加熱される
熱の他に、熱伝導がよく光吸収性の高い多結晶シリコン
膜パターン16に吸収された熱も加わつて一層加熱して
溶断され、主回路、予備回路に夫々接続した拡散層12
1,12。を接続するAl膜パターン18が電気的に開
放状態となり、冗長回路が動作する。また、主回路が正
常な動作をしている場合は、Al膜パターン18をその
ままにしておく。したがつて、本発明によれば、主回路
、予備回路に夫々接続した拡散層121,122を接続
するAl膜パターン18の細部17とSiO2膜13間
に熱伝導がよく光吸収性の高い多結晶シリコン膜パター
ン16が設けられているため、従来装置の場合と比べて
低パワーのレーザビームを照射するだけでA1膜パター
ン18の細部17を溶断し、これにより拡散層121,
122間を電気的に開放状態にして冗長回路を作動させ
ることがでン、17,17’・・・・・・細部、18,
18’・・・・・・Al膜パターン、19・・・・・・
絶縁層、20,,202・・・・・・金属配線層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 複数の配線層を有する半導体基板と、この配線層を
    含む領域に被覆され、該配線層の一部を露出させる開孔
    部を有する絶縁膜と、この絶縁膜上に設けられ前記配線
    層のうち2つの配線層に開孔部を介して接続される導電
    体膜とを具備し、少なくとも該導電体膜の1箇所にエネ
    ルギビームを照射して溶断する構造の半導体装置におい
    て、エネルギビームを照射すべき前記導電膜上面もしく
    はこの導電体膜と絶縁膜間の少なくともいずれか一方に
    、熱伝導がよく光吸収性の高い被膜を設けたことを特徴
    とする半導体装置。 2 配線層が、半導体基板表面に設けられた拡散層であ
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体
    装置。 3 配線層が、半導体基板上に形成された絶縁層を介し
    て設けられた金属配線層であることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の半導体装置。 4 導電体膜が、Al膜あるいはMo膜であることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。 5 熱伝導がよく光吸収性の高い被膜が多結晶シリコン
    、MoSi、SiO_2あるいはSi_3N_4のいず
    れかからなることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の半導体装置。 6 熱伝導がよく光吸収性の高い被膜の存在する導電体
    膜に局部的にエネルギビームを照射させる手段が、レー
    ザビーム照射あるいは電子ビーム照射であることを特徴
    とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。
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