JPS6360536B2 - - Google Patents

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JPS6360536B2
JPS6360536B2 JP13882981A JP13882981A JPS6360536B2 JP S6360536 B2 JPS6360536 B2 JP S6360536B2 JP 13882981 A JP13882981 A JP 13882981A JP 13882981 A JP13882981 A JP 13882981A JP S6360536 B2 JPS6360536 B2 JP S6360536B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は冗長機能を持たせた半導体装置に係
り、特に冗長機能を用いる場合の配線の切換えが
効率良く行なえるようにした改良に関する。 第1図は冗長機能を備えた従来の半導体装置の
構成図である。図において1は本来の機能回路ブ
ロツクであり、2はこの機能回路ブロツク1が故
障等の原因により使用出来ない場合に代わりに使
用される冗長用の機能回路ブロツクである。そし
て上記本来の機能回路ブロツク1は遮断専用のフ
ユーズ部3を介して他の機能回路(図示しない)
と接続されていると共に、冗長用の機能回路ブロ
ツク2は接続専用のフユーズ部4を介して他の機
能回路と接続されている。 上記遮断専用のフユーズ部3はその詳細な構成
を第2図の断面図で示すように、シリコン基板1
1の表面上に熱酸化工程によつてシリコン酸化膜
12を形成し、さらにCVD工程によつてその上
にポリシリコン(多結晶シリコン)層13を形成
して、所望する場所以外のポリシリコン層13を
エツチング工程によつて除去するようにしたもの
である。さらに上記接続専用のフユーズ部4はそ
の詳細な構成を第3図の断面図で示すように、上
記フユーズ部3を形成する場合のポリシリコン層
13を第1層目とし、この第1層目のポリシリコ
ン層13の一部分を除去して離間した一対のポリ
シリコン層131,132を形成し、その上に
CVD工程によつて新たなシリコン酸化膜14を
堆積形成し、所望する場所以外のシリコン酸化膜
14をエツチング除去してコンタクトホール15
,152を開孔し、さらに第2層目のポリシリコ
ン層16を形成、選択除去するようにしたもので
ある。なお、上記第1層目のポリシリコン層13
には比較的高濃度の不純物が拡散されていて低抵
抗状態になつており、第2層目のポリシリコン層
16にはほとんど不純物が拡散されていず高抵抗
状態になつている。したがつて、初期状態では、
遮断専用のフユーズ部3は接続状態、接続専用の
フユーズ部4は遮断状態となり、フユーズ部3を
介して本来の機能回路ブロツク1のみが他の機能
回路と電気的に接続されることになる。 次にこのような状態において、本来の機能回路
ブロツク1が故障等の原因によつて使用出来ず、
冗長用の機能回路ブロツク2を使用する場合に
は、接続専用のフユーズ部4の2個所のコンタク
トホール151,152の付近をレーザ光線を照射
することによつて加熱する。この加熱によつて第
1層目のポリシリコン層13に拡散されていた不
純物が第2層目のポリシリコン層16に拡散され
て、ポリシリコン層16が低抵抗化され、この結
果、電流が流れ易くなつてフユーズ部4は電気的
に接続状態となり、一方、遮断専用のフユーズ部
3のポリシリコン層13を上記加熱時よりも強い
エネルギーのレーザ光線の照射によつて加熱する
ことにより、このポリシリコン層13が溶断さ
れ、この結果、電流が流れなくなつてフユーズ部
3は電気的に遮断状態となり、これによつて配線
の切換えが完了する。 ところで、上記従来の半導体装置では、冗長用
の機能回路ブロツク2を使用する場合には、二つ
のフユーズ部3,4それぞれを加熱しなければな
らずしかも加熱する際のエネルギーを異ならせる
必要があるために同時に加熱することができず、
この結果、配線の切換えが効率良く行なえないと
いう欠点がある。 この発明は上記のような事情を考慮してなされ
たものであり、その目的とするところは、冗長用
の機能回路ブロツクを用いる場合の配線の切換え
を効率良く行なうことができる半導体装置を提供
することにある。 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説
明する。 第4図はこの発明に係る半導体装置の回路構成
図であり、この発明は、従来2個所に設ける必要
のあつた遮断専用のフユーズ部および接続専用の
フユーズ部の代わりに、第1の配線手段21と第
2の配線手段22からなる1個所の断続兼用回路
23を設けるようにしたものである。 第5図a,bは、上記断続兼用回路23を具体
的に示すパターン平面図および断面図である。図
において31はN型のシリコン半導体基体であ
り、この基体31の表面領域には所定間隔を保つ
て一対のP+型の半導体領域321,322が形成さ
れていて、この一対の半導体領域321,322
と、この両領域によつてはさまれている上記基体
31の一部領域33とで前記第1の配線手段21
を構成している。そして上記一部領域33の表面
領域にはN型の不純物が基体31の濃度より高い
濃度で拡散されてN+型の半導体領域34が形成
されていると共に、この半導体領域34付近には
ここの結晶格子欠陥を増加させる目的で予め水素
イオン等が注入されている。さらに上記一部領域
33の表面上には、シリコン酸化膜35を介し
て、不純物が拡散されているポリシリコン層36
が形成されていて、このポリシリコン層36は前
記第2の配線手段22を構成している。そして上
記シリコン酸化膜35およびポリシリコン層36
の両端部は、図示するように前記一対の半導体領
域321,322上に延長された構成となつてい
る。また図において37はフイールド部分のシリ
コン酸化膜である。 このような構成の半導体装置において、製造後
である初期状態では、第1の配線手段21におけ
る一対の半導体領域321,322はその間に逆導
電型の基体31の一部領域33をはさみ込んでい
るために、この第1の配線手段21は電気的に遮
断状態になつている。 ところで、この半導体装置は第5図に示すよう
にMOSトランジスタ構造を呈しており、シリコ
ン酸化膜35の膜厚によつては、ポリシリコン層
36にある電圧が印加されると前記一対の半導体
領域321,322間が反転して反転層が生じ、こ
の両領域321,322が電気的に接続状態になつ
てしまう場合があるが、前記N+型の半導体領域
34を形成することによつてしきい値電圧を高く
して、ポリシリコン層36に通常印加される電圧
では上記反転層が生じないようにしている。 一方、初期状態ではポリシリコン層36は切れ
目がなく連続した状態となつており、しかも不純
物が拡散されて低抵抗状態になつているために、
第2の配線手段22は電気的に接続状態になつて
いる。 したがつて、この初期状態では、断続兼用回路
23を介して本来の機能回路ブロツク1のみが他
の機能回路と接続され、このとき冗長用の機能回
路ブロツク2は分離された状態となる。 次にこのような状態において、本来の機能回路
ブロツク1が故障等の原因によつて使用すること
が出来ず、冗長用の機能回路ブロツクを使用する
場合には、第5図a中の破線で囲こんだ領域に入
熱を行なう。この入熱の方法としてはたとえば、
波長が5320Åでエネルギーが約8uJouleのNd.
YAGレーザの第2高調波光線をパルス的に数n
秒〜数u秒照射することによつて行なう。このよ
うなレーザ光線を照射することによつてポリシリ
コン層36の温度はその溶解温度である約1400℃
以上に上昇し、この結果、ポリシリコン層36の
一部が溶解して第6図に示すようになる。またこ
のとき、ポリシリコン層36の温度をこのような
高温にすると、一対のP+型の半導体領域321
322それぞれからP型の不純物が基体31に対
して拡散が行なわれ、両領域321,322は融合
して第6図に示すように一つのP+型の半導体領
域32となる。この融合の際、半導体領域34付
近には多くの結晶格子欠陥が存在しているので、
容易に融合させることができる。 レーザ光線照射後の状態では、第1の配線手段
21は電気的に接続状態になり、また第2の配線
手段22は電気的に遮断状態となるために配線の
切換えが行なわれて、この場合には断続兼用回路
23を介して冗長用の機能回路ブロツク2が本来
の機能回路ブロツク1の代わりに他の機能回路と
接続される。 このように上記実施例によれば、配線を切換え
る場合、従来ではエネルギーの異なるレーザ光線
を少なくとも2回照射する必要があるのに対し
て、1回の照射で行なうことができるため、効率
良く行なうことができる。 次にこの発明の半導体装置を製造する場合の方
法を、第7図a〜dの断面図を用いて説明する。
まず、第7図aに示すように、N型のシリコン半
導体基体31の表面上にパターニングされたシリ
コン窒化膜Si3N438をマスクにして、熱酸化法
によつてフイールド部分に前記シリコン酸化膜3
7を形成する。次に第7図bに示すように、マス
クに用いた上記シリコン窒化膜38を除去した
後、上記シリコン酸化膜37をマスクとしてイオ
ン打ち込み技術により水素イオンを打ち込んで基
体31の表面の結晶格子欠陥を増加させると共
に、N型不純物を拡散して前記N+型の半導体領
域34を形成する。さらに次に第7図cに示すよ
うに、基体31の表面上に約800Å程度の厚みの
シリコン酸化膜35を堆積形成し、さらにその上
に約3000Å程度の厚みのポリシリコン層36を堆
積形成する。次に第7図dに示すように、上記シ
リコン酸化膜35およびポリシリコン層36をパ
ターニングして一部を残し、他は除去する。つい
で、残されたポリシリコン層36、シリコン酸化
膜35,37をマスクとしてP型不純物を拡散し
て一対のP+型の半導体領域321,322を形成す
る。このとき、上記両半導体領域321,322
縦方向の接合深さXjは1.5μm程度にする。Xj=
1.5μmとすれば、横方向の接合深さXyは約1.0μ
mとなる。ここでポリシリコン層36の幅lを
2.5μmとすれば、左右方向からそれぞれ1μmずつ
半導体領域321,332が張り出し、その間の距
離は約0.5μmとなり、前記のような条件でレーザ
光線を照射すれば容易に融合させることができ
る。さらに一対の半導体領域321,322を形成
した後は、CVD法によつて全面にシリコン酸化
膜39を堆積形成し、このシリコン酸化膜39の
一対の半導体領域321,322上それぞれにコン
タクトホール401,402を開孔し、ついでアル
ミニウムを蒸着、パターニングして半導体領域3
1,322に接続した電極411,412を形成す
ることによつて完成する。 なお、この発明は上記の一実施例に限定される
ものではなく、たとえば上記実施例ではレーザ光
線を照射することによつて配線の切換えを行なう
ようにしたが、これは電子線を照射するようにし
てもよい。さらに上記実施例では第2の配線手段
としてポリシリコン層を用いたが、モリブテンシ
リサイドやプラチナムシリサイドのようなシリサ
イド層を用いても良い。また上記実施例では一対
の半導体領域321,322を融合させる場合に、
両領域321,322から不純物を拡散させること
によつて行なうようにしたが、これは一方の領域
のみから拡散させるように加熱して行なうように
してもよい。さらに前記結晶の格子欠陥を増加さ
せる目的で水素イオンを打し込む場合について説
明したが、これは水素イオンの他にアルゴンイオ
ン、ヘリウムイオン等を打ち込むようにしてもよ
い。 以上説明したようにこの発明によれば、冗長機
能を用いる場合の配線の切換えが、1個所の入熱
によつて実現することができるために、効率良く
行なうことができる半導体装置を提供することが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は冗長機能を備えた従来の半導体装置の
構成図、第2図および第3図はそれぞれその一部
の詳細な構成を示す断面図、第4図はこの発明の
一実施例の回路構成図、第5図a,bは上記実施
例回路の一部を具体的に示すパターン平面図およ
び断面図、第6図はレーザ光線照射後の状態を示
す断面図、第7図a〜dは上記実施例回路を製造
する場合の各工程の断面図である。 1……本来の機能回路ブロツク、2……冗長用
の機能回路ブロツク、21……第1の配線手段、
22……第2の配線手段、23……断続兼用回
路、31……N型のシリコン半導体基体、32…
…P+型の半導体領域、33……一部領域、34
……N+型の半導体領域、35……シリコン酸化
膜、36……ポリシリコン層、37……シリコン
酸化膜、38……シリコン窒化膜、39……シリ
コン酸化膜、40……コンタクトホール、41…
…電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一方導電型半導体基体の表面領域に所定間隔
    を保つて形成される一対の他方導電型半導体領域
    およびこの領域によつてはさまれた基体の一部か
    らなり初期状態では電気的に遮断状態にある第1
    の配線手段と、上記基体の表面上に絶縁膜を介し
    て設けられるポリシリコン層もしくはシリサイド
    層からなり初期状態では電気的に接続状態にある
    第2の配線手段とを備え、必要に応じて外部から
    の入熱によつて上記ポリシリコン層もしくはシリ
    サイド層を溶断すると同時に上記一対の他方導電
    型半導体領域の一方または両方から基体に向つて
    他方導電型不純物を拡散して両領域を融合せしめ
    て上記第1の配線手段を電気的に接続状態とする
    と共に第2の配線手段を電気的に遮断状態とする
    ようにしたことを特徴とする半導体装置。 2 上記入熱はレーザ光線、電子線のいずれか一
    方を外部から照射することによつて行なうように
    した特許請求の範囲第1項に記載の半導体装置。 3 前記一対の他方導電型半導体領域によつては
    さまれた一部基体が、前記ポリシリコン層もしく
    はシリサイド層に印加される通常の電圧によつて
    反転層が生じないようなしきい値電圧を有する特
    許請求の範囲第1項に記載の半導体装置。 4 前記一対の他方導電型半導体領域によつては
    さまれた一部基体には、水素イオン、アルゴンイ
    オン、ヘリウムイオンのうち少なくとも一つのイ
    オンが注入されている特許請求の範囲第1項に記
    載の半導体装置。
JP13882981A 1981-09-03 1981-09-03 半導体装置 Granted JPS5840842A (ja)

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JP13882981A JPS5840842A (ja) 1981-09-03 1981-09-03 半導体装置
US06/763,088 US4608668A (en) 1981-09-03 1985-08-06 Semiconductor device
US06/834,101 US4783424A (en) 1981-09-03 1986-02-21 Method of making a semiconductor device involving simultaneous connection and disconnection

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JPS5840842A JPS5840842A (ja) 1983-03-09
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