JPH0311650A - 冗長回路付半導体装置の製造方法 - Google Patents

冗長回路付半導体装置の製造方法

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JPH0311650A
JPH0311650A JP14413889A JP14413889A JPH0311650A JP H0311650 A JPH0311650 A JP H0311650A JP 14413889 A JP14413889 A JP 14413889A JP 14413889 A JP14413889 A JP 14413889A JP H0311650 A JPH0311650 A JP H0311650A
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JP
Japan
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wiring
semiconductor
melting point
high melting
interconnection
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JP14413889A
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Norihisa Tsuzuki
都築 範久
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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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】 〔概要〕 冗長回路付半導体装置の製造方法、特に冗長回路ヒユー
ズの製造方法に関し、 バルクダメージや溶断飛沫のない冗長回路用ヒユーズを
具備した半導体装置の製造方法を提供することを目的と
し、 半導体基板上に、p型不純物が導入された半導体配線を
形成する工程、該半導体配線に部分的に接続された高融
点金属シリサイド配線を形成する工程、該半導体配線と
高融点金属シリサイド配線の接続部にエネルギービーム
を照射して該半導体配線に含まれるP型不純物を該高融
点シリサイド配線に拡散させ、該半導体配線と高融点シ
リサイド配線とを電気的にほぼ非導通にする工程を含む
ことを特徴とする冗長回路付半導体装置の製造方法、お
よび半導体基板上に高融点金属シリサイド配線を形成す
る工程、該高融点金属シリサイド配線に部分的に接続さ
れp型不純物が導入された半導体配線を形成する工程、
該半導体配線上高融点金属シリサイド配線の接続部にエ
ネルギービームを該カバー膜を通して該開口部に照射し
て該半導体配線に含まれるp型不純物を該高融点金属シ
リサイド配線に拡散させ、該半導体配線と高融点金属シ
リサイド配線とを電気的にほぼ非導通にする工程を含む
ことを特徴とする冗長回路付半導体装置の製造方法を含
み構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、冗長回路付半導体装置、特に冗長回路ヒユー
ズの製造方法に関する。
近年の冗長方式にはレーザー冗長が多用されているが、
ヒユーズの切断にはヒユーズ材自身を一瞬のうちに溶融
及び昇華させな&Jればならず、極小部分に草大なエネ
ルギーを使わざるを得なかった。
〔従来の技術〕
つまり、従来のレーザー冗長切断方式では、その草大な
エネルギーにより切断部周辺に溶断飛沫を飛び散らせた
り、また下層部へダメージを与えていた。
第4図を参照すると、従来の冗長回路方式によると、先
ず同図(a)に示されるようにシリコン基板21上に絶
縁膜(熱酸化膜)22を5000人の膜厚に形成し、そ
の上に3000人の膜厚に堆積したポリシリコンを図示
の如くパターニングしてポリシリコン・ヒユーズ23を
形成し、全面に1μmの膜厚のリンガラス(PSG)膜
24を形成する。ヒユーズを切断するときには、ポリシ
リコン・ヒユーズ23に向けて1〜2μJのレーザービ
ーム25を照射する。このレーザービーム照射によって
ポリシリコン・ヒユーズは数千度〔°C〕ともいわれる
高熱に加熱され、ポリシリコン・ヒユーズ23は切断さ
れるのであるが、照射時に加えられる草大なエネルギー
によって、シリコン基板21に穴26が開けられ、また
ポリシリコンの溶融飛沫27が穴26のまわりのPSG
膜2膜上3上着することがある。
溶断飛沫はもちろんそれ自体がゴミであるからその存在
により半導体の歩留りを下げたり、さらに切断部周辺に
再付着して切断部を再び接続したり、リーク電流の原因
となったりすることから、切断後のヒユーズの信頼性に
大きく影響していた。
下層部へのダメージについて説明すると、もちろん下地
はバルクシリコンであるから、そこに作りこまれている
半導体素子への電気的特性に悪影響を及ぼしていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
従って、レーザー冗長回路設計においては、前述の弊害
をさけるためにヒユーズ周辺では100〜200μmの
広がりの部分に素子を作ることなく対処してきたが、こ
れによりヒユーズ専用の領域がチップ内に必要となり、
数千木のヒユーズをチップ内に収めるのにかなりのバル
ク有効領域が失われているのはいうまでもないが、さら
に今後の半導体の高集積化にとってこのことが大きな妨
げとなっている。
そこで本発明は、バルクダメージや溶断飛沫のない冗長
回路用ヒユーズを具備した半導体装置の製造方法を提供
することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記課題は半導体基板上に、P型不純物が導入された半
導体配線を形成する工程、該半導体配線に部分的に接続
された高融点金属シリサイド配線を形成する工程、該半
導体配線と高融点金属シリサイド配線の接続部にエネル
ギービームを照射して該半導体配線に含まれるp型不純
物を該高融点シリサイド配線に拡散させ、該半導体配線
と高融点シリサイド配線とを電気的にほぼ非導通にする
工程を含むことを特徴とする冗長回路付半導体装置の製
造方法、および半導体基板上に高融点金属シリサイド配
線を形成する工程、該高融点金属シリサイド配線に部分
的に接続されP型不純物が導入された半導体配線を形成
する工程、該半導体配線と高融点金属シリ・す”イド配
線の接続部にエネルギービームを該カバー膜を通して該
開口部に照射して該半導体配線に含まれるp型不純物を
該高融点金属シリサイド配線に拡散させ、該半導体配線
と高融点金属シリサイド配線とを電気的にほぼ非導通に
する工程を含むことを特徴とする冗長回路付半導体装置
の製造方法によって解決される。
〔作用〕
すなわち本発明では、その原理を説明するための第2図
に示されるように、P型にドープされたポリシリコン配
線13と、高融点金属例えばタングステンのシリサイド
配線16が開口部15を介してコンタクトしている部分
に、選択的にレーザービーム18により例えば、900
°C〜1000°C程度に加熱することにより、シリサ
イド配線層中にポリシリコン中のp型不純物(例えばボ
ロンB)が象、速に矢印で模式的に示すように拡散する
。ポリシリコン配線13のコンタクト部のB+は、象、
速にシリサイド配線16内に取り込まれ、このようにし
て取り込まれたボロンはシリサイド配線16のドープさ
れていない図にみて左の方へ急速に拡散し、その結果、
開口部15のポリシリコン配線13とシリサイド配線1
6の界面とそのまわりではボロンがほとんどなくなり、
コンタクト界面の不純物濃度が極端に低くなるため、そ
の部分のコンタクト抵抗は無限大にまで高くなり、電流
を通さなくなるから、従来のレーザー冗長回路方式によ
る切断状態と全く同じ効果が、シリコン基板にダメージ
を与えることなく、かつ、ポリシリコンの溶融飛沫を発
生することなく得られるのである。
〔実施例〕
以下、本発明を図示の実施例により具体的に説明する。
本発明実施例は第1図に示される。先ず同図(a)に示
されるように、半導体基板(シリコン基板)11上に例
えば熱酸化によって絶縁膜(SjO□膜)12を500
0人の膜厚に形成し、その上に化学気相成長(CVD)
法によりドープしてない多結晶シリコン(ポリシリコン
)13aを2000人の膜厚に成長し、続いて全面にボ
ロン(B゛)を30KeVの加速エネルギー、3 Xl
0I′cm−2のドーズ量でイオン注入する。
次に、同図(b)に示されるようにホトリソグラフ技術
を用いてポリシリコン13aをバターニングしポリシリ
コン配線13を形成する。続いて、層間絶縁膜14(例
えばPSG膜)をCVD法で2000人の膜厚に堆積し
、ポリシリコン配線13中の不純物(B“)の活性化を
目的として900°C130分間窒素(N2)雰囲気中
でアニールを施す。しかる後に、ホトリソグラフ技術で
開口部I5を、例えばポリシリコン配線13の幅が2μ
mであれば、1.5μm口の大きさに開口する。
次に、第1図(c)に示されるように高融点金属シリサ
イド配線、例えばタングステンシリサイド(WSiz)
をCVD法で2000人の膜厚に成長し、それをホトリ
ソグラフ技術でパターニングしてシリサイド配線16を
形成する。
続いて、第1図(d)に示されるように、CVD法でカ
バー膜17(例えばPSG膜)を10000人の厚さに
堆積する。
上記のようにして形成した冗長回路を切断するには、レ
ーザービーム18のパルスを、選択的に、従来例の1/
10の0.1〜0.2μJのパワーでカバー膜17上か
ら開口部15に瞬間的に照射し、ポリシリコン配線13
とシリサイド配線16のコンタクト部を900〜100
0°C程度に加熱する。この加熱によって、〔作用〕の
項で説明したように、ポリシリコン配線13とシリサイ
ド配線16の界面のp型不純物(ボロン)が急速にシリ
サイド配線16のポリシリコン配線13とのコンタクト
部分以外へ拡散し、コンタクト部分のコンタクト抵抗が
無限に大になり、0 コンタクト部では電流が流れなくなるので、従来方式で
ヒユーズを切断したのと同様の効果が得られるのである
。ボロンB゛の不純物濃度 分布のSIMS分析結果を
第3図に示す。同図 (a)はレーザビームの照射前の
分布、(b)はレーザビーム照射後の分布である。
もっとも、微小な、例えばIOVの電圧が印加された状
態で100 ピコA程度のリーク電流は認められたが、
この場合コンタクト抵抗はギガ単位のものであり、この
程度のリーク電流は従来方式でヒユーズを切断したとき
にも認められたものであり、設計上および実用上支障は
ない。
ポリシリコンにドープされる不純物はn型のものに限定
され、ボロンが最も好ましく、不純物濃度は5 XIO
”〜2X10”cm3程度にするのがよい。
n型の不純物をドープしたとすると、上記の例とは逆で
、n型不純物はシリサイド中に拡散しないで、コンタク
ト抵抗は減少し、ヒユーズ切断のitを発揮することが
できない。
上記の例では、タングステンシリサイドについて説明し
たが、シリサイド配線16はその他の高融点金属のシリ
サイド例えば、TiS2、門osiz、 pbSiz 
、Co51z等で形成することができる。このシリサイ
ド配線16には、タングステンシリサイドを用いるのが
最も好ましい。このシリサイド配線16はポリシリコン
配線13の上層に形成されたが、それとは逆に、シリサ
イド配線16を先に絶縁膜12上に形成し、しかる後に
ポリシリコン配線13をシリサイド配線16の上層に形
成してもよい。また、開口部15の加熱はレーザービー
ムを例に説明したが、開口部を900〜1000°C程
度に加熱するものであればその他のエネルギービームを
用いてもよい。従って、本発明の適用範囲は上記の実施
例に限定されるものでない。
なお、上記した900〜1000°C程度の開口部の加
熱は瞬間的な加熱であり、カバー膜17、絶縁膜12、
シリコン基板11のいずれにもなんらの損傷(ダメージ
)も認められなかった。
〔発明の効果〕
1 2 以上のように本発明によれば、従来例のようにヒユーズ
を熔融し切断するのではないために、溶融飛沫の発生が
なく、ヒユーズ部(開口部)の下のバルクへのダメージ
もほとんどないため、ヒユーズ部の下層部にも半導体素
子を設けることが可能となり、さらには、従来のように
ヒユーズのまわりに余分の領域をあけておく必要もなく
なり、半導体装置の微細化および高積化に寄与するとこ
ろ大である。
13はポリシリコン配線、 13aはポリシリコン、 14は層間絶縁膜、 15は開口部、 16はシリサイド配線、 17はカバー膜、 18はレーザービーム を示す。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は本発明実施例断面図、第2図は
本発明の詳細な説明するための断面図、第3図はBoの
不純物濃度分布を示す図、第4図(a)と(b)は従来
技術を示す断面図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 〔1〕半導体基板(11)上に、p型不純物が導入され
    た半導体配線(13)を形成する工程、 該半導体配線(13)に部分的に接続された高融点金属
    シリサイド配線(16)を形成する工程、該半導体配線
    (13)と高融点金属シリサイド配線(16)の接続部
    にエネルギービーム(18)を照射して該半導体配線(
    13)に含まれるp型不純物を該高融点シリサイド配線
    (16)に拡散させ、 該半導体配線(13)と高融点シリサイド配線(16)
    とを電気的にほぼ非導通にする工程を含むことを特徴と
    する冗長回路付半導体装置の製造方法。 〔2〕半導体基板(11)上に高融点金属シリサイド配
    線(16)を形成する工程、 該高融点金属シリサイド配線(16)に部分的に接続さ
    れp型不純物が導入された半導体配線(13)を形成す
    る工程、 該半導体配線(13)と高融点金属シリサイド配線(1
    6)の接続部にエネルギービーム(18)を該カバー膜
    (17)を通して該開口部(15)に照射して該半導体
    配線(13)に含まれるp型不純物を該高融点金属シリ
    サイド配線(16)に拡散させ、該半導体配線(13)
    と高融点金属シリサイド配線(16)とを電気的にほぼ
    非導通にする工程を含むことを特徴とする冗長回路付半
    導体装置の製造方法。
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