JPH0344063A - 半導体装置 - 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、半導体装置に関し、特にトリミング抵抗内蔵
′１′導体装置に係る。

〈従来技術〉 第５図は従来のトリミング抵抗を有する半導体装置の要
部概略平面図である。

従来の電流溶断法によるトリミングの一例を第５図に基
づいて説明すると、電流溶断部ｌは、層目金属膜または
二層目金属膜によって形成されており、トリミング抵抗
４と並列に配置されている。そして、トリミング抵抗４
が適当な抵抗値となるよう、例えばＡ−Ｂ間に過大な電
流を流して溶断部１を溶断することによって、抵抗４ａ
、パッド３　ａ、　３　ｂ、　３　ｃを通る回路を構威
し、抵抗値の修正を行なっていた。

なお、第５図中、５はコンタクト窓、６はパッド窓であ
る。

〈　発明が解決しようとする課題　〉 しかし、上記の方法によると、溶断部１を電流によって
溶断する際、高温の熱が発生し、溶断部ｌの近傍の絶縁
膜中、または絶縁膜上に多量の汚染イオンが発生してし
まう。この汚染イオンとしては、例えばナトリウムイオ
ンやカリウムイオン等のアルカリイオン、または銅イオ
ン等の金属イオンが知られている。こうした汚染イオン
が絶縁膜中また（Ｊ絶縁膜上を移動すること、および溶
断部Ｉの金属膜の発散が近傍の素子へ悪影響を与え、素
子の電気特性、信頼性を著しく低下させ−ていた。

このノコめ、溶断部Ｉから素子を十分に遠ざけて設（Ｊ
ろ必要があり、高集積化の障書どなっていた。

そこで、本発明は、−」二足課題に鑑み、多層金属膜配
線の溶断時に発生する電荷や汚染イオンによる溶断部近
傍の素子への悪影響を防止することができ、素子の信頼
性の向上、素子の高集積化に貢献する半導体装置の提供
を目的とする。

く　課題を解決するための手段　〉 本発明による課題解決手段は、第１図ないし第４図の如
く、半導体基板１０中に能動素子１１とトリミンク抵抗
１２とが組み込まれ、該能動素子＋１とトリミング抵抗
１２とが二層目金属膜Ｉ３と二層目金属膜Ｉ４とで結線
された半導体装置において、前記能動素子１１と二層目
金属膜上４の溶断部Ｉ６との間およびトリミング抵抗１
２と二層１」金ｆｉｌ膜１４の溶断部１６との間に、−
層ｌ」金属膜１３と二層目金属膜１７Ｉとを導通させる
ための導通窓１７ａ、１７ｂが夫々形成され、前記二層
目金属膜１４で溶断部１６また（よその近傍の能動素子
１１およびトリミング抵抗１２が被覆され、該二層目金
属膜Ｉ４の電位がグランド電位または定電位に設定され
たしのである。

〈作用〉 」二足課題解決手段において、半導体基板１０中に組み
込まれた能動素子１１やトリミング抵抗Ｉ２を配線する
よう二層目金属膜１３を形成し、層目金属膜１３の形成
後、一層目金属膜１３と二層目金属膜１４とを導通させ
たい部分、ずなわち能動素子１１と二層目金属膜１４の
溶断部１６となる部分との間およびｌ・リミング抵抗１
２と溶断部１６となる部分との間に窓開（づを施して導
通窓１７ａ、Ｉ７ｂを形成し、溶断部１６の近傍の能動
素子１１およびトリミング抵抗１２」二に二層目金属膜
１４を形成する。これにより、一層目金属膜１３と二層
目金属膜１４と（ま導通窓１７ａ、＋７ｂて導通されろ
。このとき、二層目金属膜１４の屯位は、クランド電位
または定電位に設定される。

そして、ｌ・リミング時に二層目金属膜１４の溶断部１
６に過大な電流を流す、あるいはレーザー光を照射して
溶断部１６を溶断してトリミング抵抗Ｉ２の抵抗値が調
整される。この溶断の際、高温の熱が発生し、溶断部１
６の近傍の絶縁膜中、または絶縁膜上に多量のイオンが
発生ずる。この汚染イオンは絶縁膜中または絶縁膜上を
移動し、また溶断部１６の金属膜の発散が近傍の能動素
子１１およびトリミング抵抗１２へ悪影響を与え、能動
素子１１および）・リミング抵抗１２の電気特性、信頼
性を著しく低下させる場合がある。

しかし、一層目金属膜１３と二層目金属膜１４との導通
を図るための導通窓１７ａ、１７ｂを能動素子１１と二
層目金属膜Ｉ４の溶断部Ｉ６との間お上びｌ・リミング
抵抗１１と二層目金属膜１４の溶断部１６との間に設け
、二層目金属膜１４で溶断部１６の近傍の能動素子１．
１およびトリミング抵抗１２を被覆しているので、溶断
部１６とその近傍の能動素子１１およびトリミング抵抗
１２の素子を遮蔽することかできる。

また、二層目金属膜Ｉ４の電位をグランド電位または定
電位に設定しているので、電荷が外部に流出される。

したがって、金属膜配線の溶断時に発生ずる電荷や汚染
イオンによる溶断部近傍の素子への悪影響を防止するこ
とができ、素子の信頼性の向」二、素子の高集積化に貢
献することができる。

〈実施例〉 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す半導体装置の要部概略
平面図、第２図は第１図のＣ−Ｃ部分の断面図、第３図
は同じくその製造Ｉ：程を示す図である。

図示の如く、本実施例のトリミング抵抗内蔵半導体装置
は、半導体基板１０中に能動素子（トランジスタ）１１
とトリミング抵抗１２とが組み込まれ、該能動素子ＩＩ
とトリミング抵抗１２とがトリミング時に二層目金属膜
１３と二層目金属膜１４とて結線されている。

そして、前記能動素子１１と二層目金属膜１４の溶断部
１６との間、およびトリミング抵抗１２と二層目金属膜
１４の溶断部１６との間に、後述の眉間絶縁膜２１で絶
縁された二層目金属膜１３と二層目金属膜１４とを導通
させるための導通窓１７ａ、１７ｂが形成され、前記二
層目金属膜１４で溶断部１６の近傍の能動素子１１およ
びトリミング抵抗Ｉ２が被覆され、該二層目金属膜１４
の電（ｈ−がグランド電位または定電位となるよう設定
されている。

前記半導体基板ＩＯは、第２図の如く、Ｐ形の基板上に
エピタキシャルＮ形層を成長させておき、これに表面か
ら必要に応じてＰ、Ｎ層を拡散させてトランジスタ１１
、トリミング抵抗１２等の回路素子が組み込まれている
。該トランジスタ１１およびトリミング抵抗１２等の回
路素子を分離絶縁するために、Ｐ＋層を表面から基板の
Ｐ層に届くまで拡散させているので、トランジスタ１１
およびトリミング抵抗Ｉ２の周囲はｐ４層の壁で囲まれ
ている。

前記トランジスタＩＩは、第１図の如く、二層目金属膜
１４の溶断部１６を挾んてトリミング抵抗１２と平行に
配置されており、複数の抵抗素子を有している。

そして、トランジスタ＋１よびトリミング抵抗１２の表
面には、第２図の如く、５ｉＯｐ等に上りフィールド絶
縁膜１８が被覆形成されており、これによりトランジス
タ１１およびトリミング抵抗１２の表面状態の変化によ
る特性の変化を制御し、表面に発生ずる雑音簀を小さく
している。なお、トランジスタ１１およびトリミング抵
抗Ｉ２には、コンタクト窓１９が設けられている。

前記一層目金属膜１３は、第１．２図の如く、）・ラン
ジスタ１１およびトリミング抵抗１２等の回路素子を結
線するようフィールド絶縁膜１８」二にＡＱ蒸着等によ
り薄膜形成されており、また、一層目金属膜■３は導通
窓１７ａ、＋７ｂの下側にも形成されている。そして、
該一層目金属膜１３の表面には、二層目金属膜Ｉ４との
層間絶縁を図るために８１０２等により層間絶縁膜２１
が被覆形成されている。

前記二層目金属膜１４は、第２図の如く、層間絶縁膜２
１上にＡＣ蒸着等により薄膜形成されて１ｊす、該二層
目金属膜Ｉ４の表面は、保護樹脂により表面保護膜２２
が被覆形成されている。

前記溶断部１６は、第１．２図の如く、二層目金属膜１
４で形成されており、トリミング抵抗１２と並列に配置
されている。なお、溶断部Ｉ６には、パッド窓２０が接
続されている。

前記導通窓１７ａ、＋７ｂは、第３図の如く、層目金属
膜１３」二に層間絶縁膜２Ｉを形成した後、一層目金属
膜Ｉ３と二層目金属膜１４とを導通させたい部分、すな
わちトランジスタ１１と溶断部１６との間およびトリミ
ンク抵抗１２と溶断部１６との間に窓開（′Ｊして形成
されており、該導通窓１７ａ、１７ｂで二層目金属膜１
３二層目金属膜１４とを導通させている。

そして、トランジスタ１１例の導通窓１７ａは、第１図
の如く、トランジスタ１１と平行に溶断部１６の並列方
向を長手方向とずろ長寸法の短冊形孔とされている。一
方、トリミング抵抗１２側の導通窓１７ｂは、短寸法の
短冊形孔としてトリミング抵抗１２ど平行に複数個（二
個）配されている。

上記半導体装置の製造方法を第３図に基づいて説明する
。

まず、半導体基板１０中に組み込まれたトランジスタ１
１やトリミング抵抗１２等の回路素子の表面に５ｉＯｚ
等によりフィールド絶縁膜１８を形成し、フィールド絶
縁膜１８」二にＡＱ蒸着等に上り）・ランノスタ１１お
よびトリミング抵抗１２等の回路素子を結線するよう二
層目金属膜１３を形成する。

そして、一層目金属膜１３の形成後、一層目金属膜１３
と二層目金属膜１４との層間絶縁をするために５ｉＯｐ
等により層間絶縁膜２１を形成する。

つづいて、層間絶縁膜２１−Ｌにおいて、一層目金属膜
１３と二層目金属膜Ｉ４とを導通させたい部分、すなわ
ちトランジスタ１１と二層目金属膜１４の溶断部１６と
なる部分との間、およびトリミング抵抗１２と溶断部Ｉ
６となる部分との間に、窓開けを施して導通窓１７ａ、
Ｉ７ｂを形成する。

次に、二層目金属膜１４の溶断部１６とその近傍のトラ
ンジスタ１１およびトリミング抵抗１２の層間絶縁膜２
１」二にＡＣ蒸着等により二層目金属膜１４を形成する
。

しかる後、二層目金属膜１４上に表面保護膜２２が形成
される。

このように製造された半導体装置は、そのトリミング時
に二層目金属膜Ｉ４の溶断部１６に過大な電流を流す、
あるいはレーザー光を照射して溶断部１６を溶断してト
リミング抵抗Ｉ２の抵抗値が調整される。

この溶断の際、高温の熱が発生し、溶断部１６の近傍の
絶縁膜中、または絶縁膜上に多量のイオンが発生ずる。

この汚染イオンは絶縁膜中または絶縁膜上を移動し、ま
た溶断部１６の金属膜の発散が近傍のトランジスタ１１
およびトリミング抵抗Ｉ２へ悪影響を与え、トランジス
タ１１およびトリミング抵抗１２の電気特性、信頼性を
著しく低下させる場合がある。

しかし、本実施例では、一層目金属膜１３と二層目金属
膜１４との導通を図るための導通窓１７ａ、１７ｂをト
ランジスタ１１と二層目金属膜１４の溶断部１６との間
、およびトリミング抵抗１１と二層目金属膜１４の溶断
部１６との間に設け、二層目金属膜１４で二層目金属膜
１４の溶断部１６の近傍のトランジスタ１１お上びトリ
ミング抵抗１２とを被覆しているのて、溶断部１６に対
してその近傍のトランジスタ１１およびトリミング抵抗
１２の素子を遮蔽することができる。

また、二層目金属膜１４の電位をグランド電位または定
電位に設定しているので、電荷が外部に流出される。

したがって、金属膜配線の溶断時に発生ずる重荷や汚染
イオンによる溶断部近傍の素子への悪影響を防止するこ
とができ、素子の信頼性の向上、素子の高集積化に貢献
することができる。

なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく
、本発明の範囲内で上記実施例に多くの１− 修正および変更を加え得ることは勿論である。

例えば、」二足実施例では、素子部を二層目金属膜で被
覆しているが、溶断部のみを多層金属膜で被覆する構成
としても良い。

また、第４図の如く、溶断部を二層目金属膜で形成して
も良く、この場合、二層目金属膜は溶断部を被覆してい
るが、近傍の素子側を被覆してもよい。また、溶断時に
フィールド絶縁膜中に発生する汚染イオンや電荷を遮断
するには、一層目金属膜とコンタクトを取るコンタクト
窓を設けておくとその効果は大きくなる。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかな通り、本発明によると、一層目
金属膜と二層目金属膜との導通を図るための導通窓を能
動素子と二層目金属膜の溶断部との間およびトリミング
抵抗と二層目金属膜の溶断部との間に設け、二層目金属
膜で溶断部の近傍の能動素子およびトリミング抵抗を被
覆しているので、溶断部に対してその近傍の能動素子お
よびトリミング抵抗の素子を遮蔽することができる。

また、二層目金属膜の電位をグランド電位または定電位
に設定しているので、電荷が外部に流出される。

したがって、金属膜配線の溶断時に発生ずる電荷や汚染
イオンによる溶断部近傍の素子への悪影響を防止するこ
とができ、素子の信頼性の向４二、素子の高集積化に貢
献することができるといった優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第】図は本発明の一実施例を示す半導体装置の要部概略
平面図、第２図は第１図のＣ−Ｃ部分の断面図、第３図
は同じくその製造工程を示す図、第４図は本発明の他の
実施例を示ず半導体装置の断面図、第５図は従来の半導
体装置の平面図である。 ＩＯ二半導体基板、１ｊ：能動素子（トランジスタ）、
１２．トリミング抵抗、１３ニ一層目金属膜、Ｉ４・二
層目金属膜、Ｉ６溶断部、１７ａ、＋７ｂ導通窓。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体基板中に能動素子とトリミング抵抗とが組み込ま
   れ、該能動素子とトリミング抵抗とが一層目金属膜と二
   層目金属膜とで結線された半導体装置において、前記能
   動素子と金属膜配線の溶断部との間およびトリミング抵
   抗と金属膜配線の溶断部との間に、一層目金属膜と二層
   目金属膜とを導通させるための導通窓が形成され、前記
   二層目金属膜で金属膜配線の溶断部またはその近傍の能
   動素子およびトリミング抵抗が被覆され、該二層目金属
   膜の電位がグランド電位または定電位に設定されたこと
   を特徴とする半導体装置。