JPH01105569A - 半導体集積装置及びその不良除去方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は、半導体基板に形成されたコンデンサを備えた
半導体集積装置及びその不良除去方法、特にそのコンデ
ンサの溝道とそのコンデンサの不良除去方法に関するも
のである。

（従来の技術） 従来、このような分野の技術としては、例えば第２図及
び第３図のようなものがあった。以下、その構成を説明
する。

第２図は従来の半導体集積装置におけるコンデンサの平
面図、及び第３図はそのＡ−Ａ線断面拡大図である。

このコンデンサは、例えばバイポーラ型半導体集積装置
に設けられるもので、バイポーラ型トランジスタ等の能
動素子が形成されるＮ型シリコン基板１の表層には、高
濃度Ｎ型不純物層からなる下部電極２が形成され、さら
にその上にはシリコン酸化１１３を介して、導電層から
なる上部電極４が形成されている。ざらにシリコン酸化
膜３上には、上部電極４に接続された取出し配線５と、
コンタクト孔を介して下部電極２に接続された取出し配
線６とが形成されている。

以上の構成において、取出し配線５，６を通して、上部
電極４、酸化シリコン膜３、及び下部電極２からなるコ
ンデンサに対する電荷の充電または放電が行われる。こ
のコンデンサの容ＩＣは、次式で表わされる。

但し、Ａ；電極の対向面積 ε０；真空の誘電率 εｏｘ’シリコン酸化膜 の比誘電率 ｔｏｘ”シリコン酸化膜 の膜厚 第４図は第２図のコンデンサの耐圧特性図であり、横軸
に印加電界、縦軸に破壊頻度がとられている。

第４図に示すように、前記のようなコンデンサにあって
は、高電界領域での破壊分布と共に、比較的低電界で絶
縁破壊するものがある。これは、コンデンサの対向部分
内におけるシリコン酸化膜３に局所的な欠陥が存在する
場合に生ずる。このような低電界で絶縁破壊するコンデ
ンサは、破壊によって上・下部電極４，２間が短絡して
大きな電流が流れ、半導体集積装置の動作上問題となる
。

そこで、半導体集積装置の試験時に、コンデンサ電圧印
加試験を行い、コンデンサに動作上必要な電圧を印加し
、その電圧で破壊するものは取り除くようにしていた。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記構成のコンデンサ及びその不良除去
方法では、次のような問題があった。

前記コンデンサにおいて、大きな容量を得ようとすれば
シリコン酸化膜３の膜厚ｔ。Ｘを小さくすればよいが、
その膜厚ｔ。Ｘには必要な絶縁破壊電圧の関係から下限
があるため、電極対向面積Ａを大きくする必要がある。

ところが、電極対向面積Ａを大きくすると、その増加に
比例してその対向面積内に酸化膜欠陥が存在する確率が
増えるために、第４図に示した低電界での破壊頻度が増
加してコンデンサの不良率が増し、それによって半導体
集積装置の歩留りを低下させるという問題があった。

また、前記のコンデンサ不良除去方法では、コンデンサ
電圧印加試験によって短絡したものは不良品として取り
除くようにしているが、局所的な酸化膜欠陥によってコ
ンデンサ全体が使用できなくなり、それによって半導体
集積装置の歩留りが低下するという問題があった。

本発明は前記従来技術が持っていた問題点として、大容
量コンデンサを得るための電極対向面積の増加によるコ
ンデンサ不良率の、増加という点と、局所的な酸化膜欠
陥によりコンデンサ全体が使用不可能になる点について
解決した半導体集積装置及びその不良除去方法を提供す
るものである。

（問題点を解決するための手段） 第１の発明は前記問題点を解決するために、半導体基板
に形成された能動素子とその半導体基板の一部に集積し
て形成されたコンデンサとを備えた半導体集積装置にお
いて、前記コンデンサは、前記半導体基板の表層に形成
された高濃度不純物層からなる下部電極と、前記下部電
極の表面に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成さ
れた導電層からなる複数の上部電極と、一部に配線幅の
狭い領域を有し前記複数の上部電極を並列接続するため
の取出し配線とを備えたもので坐る。

また、第２の発明は半導体集積装置におけるコンデンサ
の不良なものを除去する不良除去方法において、第１の
発明の半導体集積装置を用いて、予め前記下部電極及び
取出し配線に高電圧を印加し、短絡している上部電極及
び下部電極に対応する前記取出し配線の配線幅の狭い領
域を溶断するようにしたものである。

（作　用） 第１の発明によれば、以上のように半導体集積装置を構
成したので、複数個に分割され、かつ並列接続された複
数個の単位上部電極は、その下の共通絶縁膜を機能的に
複数個に分割し、絶縁膜欠陥の発生確率を減少させるよ
うに働き、それによって低電界での破壊頻度が少なくな
る。また、第２の発明の不良除去方法では、コンデンサ
電圧印加試験時において共通の下部電極と上部電極用の
取出し配線とに高電圧を印加し、絶縁膜欠陥により短絡
した単位コンデンサに対してはその短絡電流によって配
線幅の狭い領域を溶断させ、その不良な単位コンデンサ
のみ切り離す。これにより、他の良品の単位コンデンサ
が使用可能になり、それによって半導体集積装置の歩留
りが向上する。

従って前記問題点を除去できるのである。′（実施例） 第１図は本発明の実施例を示す半導体集積装置における
コンデンサの平面図、第５図は第１図のＢ−Ｂ線断面拡
大図である。

このコンデンサは、例えばバイポーラ型半導体集積装置
に設けられるもので、バイポーラ型トランジスタ等の能
動素子が形成されるＮ型シリコン基板等の半導体基板１
１の表層には、Ｎ型等の高濃度不純物層からなる下部電
極１２が形成されている。この下部電極１２は、例えば
バイポーラ型トランジスタのエミッタ拡散層と同時に不
純物拡散によって形成されるもので、低い抵抗率を有し
ている。下部電極１２の表面には、酸化処理によって形
成されたシリコン酸化膜等の絶縁膜１３が形成され、さ
らにその絶縁膜１３上に、Ａ、ｌｌ等の導電層からなる
複数個の分割された上部電極１４が形成されている。絶
縁膜１３は、その膜厚により、完成されたコンデンサの
容量及び絶縁破壊電圧が変化する。この絶縁膜１３上に
はざらに、複数個の上部電極１４を並列接続するための
引出し配線１５と、絶縁膜１３に形成されたコンタクト
孔１３ａを通して下部電極１２と接続された引出し配線
１６とが形成されている。各上部電極１４に接続された
引出し配線１５には、部分的に配線幅の狭い領域１５ａ
が形成されて０る。通常これらの上部電極１４及び取出
し配線１５．１６は、絶縁膜１３にコンタクト孔１３ａ
を形成した後に、全面にＡ、ｌｌ等の導電層を被着し、
その導電層をホトリソ技術を用いて選択的にエツチング
することにより、同時に形成される。

以上のように構成されるコンデンサにおいて、複数個の
上部電極１４は取出し配線１５に並列接続され、その下
の絶縁膜１３及び下部電極１２は総ての上部電極１４に
対して共通になっている。

そのため、取出し配線１５．１６を通して、各単位コン
デンサに対して同時に電荷の充電または放電が行われる
ことになる。そしてコンデンサの全容量は各単位コンデ
ンサの容量の和となる。また、一部の単位コンデンサが
破壊されている場合には、並列接続のためにその一部の
単位コンデンサのみが動作不良となり、その他の単位コ
ンデンサは正常動作を行ってその単位コンデンサの容量
の和が全体の容量となる。

次に、前記コンデンサの不良除去方法について説明する
。

コンデンサの動作状態を検査するために、コンデンサ電
圧印加試験時に取出し配線１５．１６に高電圧を印加す
る。並列コンデンサの全電極対向部分内の絶縁膜１３の
一部に欠陥が存在している場合、印加された電圧によっ
てこの欠陥を含む単位コンデンサが破壊し、上部電極１
４と下部電極１２間が短絡してその取出し配線１５．１
６に大きな短絡電流が流れる。この時、取出し配線１５
内の配線幅が狭くなった領域１５ａでの電流密度は大き
くなり、その領域１５ａが溶断される。例えば、幅４μ
ｍ、厚さ１μｍのＡＮ配線を考えた場合、そのＡ、ｌ！
配線は４００ｍＡ程度の電流で溶断することが知られて
いる。このように不良の単位コンデンサ箇所の領域１５
ａが溶断されると、その不良の単位コンデンサは取出し
配線１５から切り離され、初期の並列コンデンサからこ
の単位コンデンサのみが簡単に取り除かれることになる
。

この時、並列コンデンサの全容伍は初期の容量より１つ
の単位コンデンサの容量分だけ減少する。

しかし、１個あるいは複数個の単位コンデンサが開放さ
れても、必要な容量が確保されるように単位コンデンサ
の分割数を増やしておけば、並列コンデンサの機能は保
持される。

本実施例のコンデンサ構造及びその不良除去方法では、
次のような利点を有している。

従来の上部電極を複数個に分割し、その分割された各上
部電極１４に接続された取出し配線１５の一部に配線幅
の狭い領域１５ａを設けるようにしたので、単位コンデ
ンサの絶縁膜１３に欠陥が存在し、コンデンサ電圧印加
試験時に絶縁破壊を起こし、−時的にコンデンサの上部
電極１４と下部電極１２が短絡状態となっても、試験中
に前記絶縁膜欠陥が存在した単位コンデンサの上部電極
用取出し配線１５のみが自動的に開放され、全並列コン
デンサの機能は保持されるので、コンデンサの不良率は
低減し、半導体集積装置の歩留りが著しく向上する。そ
の上、不良な単位コンデンサの取出し配線１５のみが自
動的に開放されるため、゛コンデンサ電圧印加試験を兼
ねて不良な単位コンデンサの除去も行え、それによって
不良品除去作業の簡略化が図れる。本実施例の効果は、
特に大容量を得るために大きな対向面積を有するコンデ
ンサを備える半導体集積装置において大きい。

なお、本発明は図示の実施例に限定されず、種々の変形
が可能である。その変形例としては、例えば次のような
ものがおる。

（ｉ）　上記実施例において、半導体基板１１はＰ型シ
リコン基板等の他の基板でもよく、それに応じて下部電
極１２もＰ型等の他の極性にすればよい。絶縁膜１３を
窒化シリコン膜等の他の材料にしたり、ざらに上部電極
１４及び取出し配線１５．１６をポリシリコン等の伯の
導電材料で形成してもよい。また、分割された上部電極
１４の平面形状や配列状態を他の形態にしたり、それに
応じて取出し配線１５を伯の配置状態にすることも可能
である。

（１１〉　　上記実施例では、バイポーラ型の半導体集
積装置について説明したが、ユニポーラ型等の他の半導
体集積装置にも適用可能である。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、第１の発明のコンデンサで
は、従来の上部電極を複数に分割してそれらを取出し配
線で並列に接続したので、それらの下に設けられる絶縁
膜の欠陥発生確率を減少させ、それによって低電界での
破壊頻度の減少と、それによる歩留りの向上が図れる。

また第２の発明の不良除去方法では、取出し配線の一部
に配線幅の狭い領域を設けておき、取出し配線と下部電
極との間に高電圧を印加して不良な単位コンデンサに生
じる短絡電流によって配線幅の狭い領域を溶断するよう
にしたので、簡単に不良な単位コンデンサを切り離すこ
とができ、それによって不良箇所の除去を簡易、的確に
行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す半導体集積装置における
コンデンサの平面図、第２図は従来の半導体集積装置に
おけるコンデンサの平面図、第３図は第２図のＡ−Ａ線
断面拡大図、第４図は第２図の耐圧特性図、第５図は第
１図のＢ−Ｂ線断面拡大図である。 １１・・・・・・半導体基板、１２・・・・・・下部電
極、１３・・・・・・絶縁膜、１４・・・・・・上部電
極、１５．１６・・・・・・取出し配線、１５ａ・・・
・・・配線幅の狭い領域。 出願人代理人　　柿　　本　　恭　　成１２°下郁電極 本発明の半導体集積装置のコレデンサ 第２図のＡ−Ａ線断面拡大図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体基板に形成された能動素子とその半導体基板
   の一部に集積して形成されたコンデンサとを備えた半導
   体集積装置において、 前記コンデンサは、 前記半導体基板の表層に形成された高濃度不純物層から
   なる下部電極と、 前記下部電極の表面に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜
   上に形成された導電層からなる複数の上部電極と、 一部に配線幅の狭い領域を有し前記複数の上部電極を並
   列接続するための取出し配線とを備えたことを特徴とす
   る半導体集積装置。 ２、能動素子が形成された半導体基板の一部の表層に形
   成された高濃度不純物層からなる下部電極と、前記下部
   電極の表面に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成
   された導電層からなる複数の上部電極と、一部に配線幅
   の狭い領域を有し前記複数の上部電極を並列接続するた
   めの取出し配線とを備えたコンデンサを有する半導体集
   積装置を用いて、 予め前記下部電極及び取出し配線に高電圧を印加し、 短絡している上部電極及び下部電極に対応する前記取出
   し配線の配線幅の狭い領域を溶断することを特徴とする
   半導体集積装置の不良除去方法。