JPH0573058B2 - - Google Patents

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JPH0573058B2
JPH0573058B2 JP60016935A JP1693585A JPH0573058B2 JP H0573058 B2 JPH0573058 B2 JP H0573058B2 JP 60016935 A JP60016935 A JP 60016935A JP 1693585 A JP1693585 A JP 1693585A JP H0573058 B2 JPH0573058 B2 JP H0573058B2
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JP
Japan
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fuse
well
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impurity region
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JPS61176135A (ja
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Takehide Shirato
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W20/00Interconnections in chips, wafers or substrates
    • H10W20/40Interconnections external to wafers or substrates, e.g. back-end-of-line [BEOL] metallisations or vias connecting to gate electrodes
    • H10W20/49Adaptable interconnections, e.g. fuses or antifuses
    • H10W20/493Fuses, i.e. interconnections changeable from conductive to non-conductive

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  • Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は冗長部切断用のヒユーズを有する半導
体装置に係り、特にヒユーズ溶断部の電流リーク
を防止するヒユーズ配設部構造に関する。
半導体集積回路装置(IC)においては、機能
変更及び不良救済等の目的により冗長回路が具備
せしめられ、これら冗長回路の切り離しには、大
電流を流すことによつて容易に溶断することが可
能な導電膜よりなるヒユーズが用いられる。
また該ヒユーズは、アナログICにおいてオペ
アンプ等のゲインを調節するために設けられる帰
還抵抗を調節する際等にも多く用いられる。
かかるヒユーズにおいて、溶断後該ヒユーズの
溶断部に生ずる電流リークはこれらICの性能に
大きな悪影響を及ぼすので、溶断部の絶縁性を高
めるヒユーズ構造が要望されている。
〔従来の技術〕
上記導電膜ヒユーズで最も多用されているの
は、多結晶シリコン膜を溶断材料に用いた多結晶
シリコン・ヒユーズである。
該ヒユーズは通常フイールド絶縁膜上に配設さ
れる。
第4図は従来の多結晶シリコン・ヒユーズを示
す模式平面図a及びそのA−A矢視模式断面図
b、B−B矢視断面図cである。
同図において、1は例えばn形シリコン基板、
2はフイールド酸化膜、3は多結晶シリコン・ヒ
ユーズ、3mは被溶断部、3a及び3bは配線接
続部、4は層間絶縁膜、5は配線コンタクト窓、
6a及び6bはアルミニウム配線、7はカバー絶
縁膜、8は溶断用開孔を示す。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記ヒユーズを形成するに際しては、フイール
ド酸化膜2上に多結晶シリコン・ヒユーズ3のパ
ターンを形成し、該ヒユーズ・パターンに高濃度
に不純物(例えば燐及び砒素等)をイオン注入し
て該ヒユーズ・パターンに高導電性を付与した
後、その上に層間絶縁膜4を形成し、該層間絶縁
膜4に配線コンタクト窓5を形成し、該層間絶縁
膜4上に該コンタクト窓5で多結晶シリコン・ヒ
ユーズ3パターンに接するアルミニウム配線6a
及び6bを形成し、その上にカバー絶縁膜7を形
成し、しかる後コントロール・エツチング手段に
よりカバー絶縁膜7及び層間絶縁膜4を貫いてヒ
ユーズ3の被溶断部3mが表出される溶断用開孔
8が形成される。
かかる方法で上記ヒユーズを形成した場合、多
結晶シリコン・ヒユーズ3のパターンに高濃度に
不純物をイオン注入する際該ヒユーズ・パターン
近傍のフイールド酸化膜2にも不純物が高濃度に
注入されてそのエツチング・レートが向上するこ
と、及び開孔形成の際のコントロール・エツチン
グにおいてカバー絶縁膜7、層間絶縁膜4及びフ
イールド酸化膜2の間に選択性がないこと、及び
エツチング・レートの基板面内の分布等によつ
て、溶断用開孔8の底面が点線9で図示するよう
にフイールド酸化膜2中に深く食い込み、極端な
場合はシリコン基板1面が表出する場合がある。
このような場合第5図に同一符号を用いて示す
溶断後の模式側断面図のように、溶融して垂れ下
がつた多結晶シリコン層103a及び103bが
シリコン基板1に直に接触し、該シリコン基板1
を介してヒユーズ3の溶融端部3mA,3mB間に
電流通路ILが形成され、該ヒユーズの切断が不完
全になるという問題を生ずる。
又図示しないがとたとえ基板面が露出しないで
も、ヒユーズ近傍のフイールド酸化膜が非常に薄
くなつているために、溶断に際しての熱衝撃によ
つて該フイールド酸化膜に生ずるクラツク或いは
該フイールド酸化膜のピンホール等を介し、基板
を通じてヒユーズの溶融端部間に電流リークを生
じ、該ヒユーズが配設されるICの性能が損なわ
れるという問題が生じていた。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点は、一導電型半導体基板上に絶縁膜
を介して形成されたヒユーズを有し、該半導体基
板における該ヒユーズの下部に当たる領域に電気
的にフローテイングな反対導電型ウエル領域が配
設され、且つ該ウエル領域内における該ヒユーズ
の少なくとも一端部の下部領域に選択的に電気的
にフローテイングな一導電型不純物領域が、該一
導電型不純物領域と前記反対導電型ウエル領域と
がなすpn接合が前記下部領域にて前記ヒユーズ
を横切つて形成されるように、設けられてなるこ
とを特徴とする半導体装置によつて解決される。
〔作用〕
即ち本発明の半導体装置においてはヒユーズを
基板と反対導電型の電気的にフローテイングなウ
エル上に絶縁膜を介して形成し、且つ該反対導電
型ウエル領域内における該ヒユーズの一端部若し
くは両端部の下部領域に電気的にフローテイング
な独立の一導電型不純物領域を設けることによつ
て、該ウエルと一導電型不純物領域間の接合に形
成される電位障壁及びウエルと基板間の接合に形
成される電位障壁によつて、ヒユーズの両溶融端
部が半導体面に接した際該ウエルを通じヒユーズ
の両溶融端部間に電流が流れること、及びヒユー
ズの両溶融端部若しくは一溶融端部が半導体面に
接触した際ヒユーズの溶融端部と基板間に電流が
流れることを阻止するものである。
かくてヒユーズ溶断用の開孔を形成する際の製
造条件のばらつきによつて、該開孔底部に半導体
面が表出したり、又は該開孔底部の絶縁膜厚が極
度に薄くなつた際にも、該ヒユーズの溶融端部と
半導体基板間或いはヒユーズの両溶融端部間の電
流リークはなくなるので、該半導体装置の性能劣
化は防止される。
〔実施例〕
以下本発明を図示実施例により、具体的に説明
する。
第1図は本発明に係わるヒユーズ部構造の一実
施例を示す模式平面図a及びそのA−A矢視断面
図b、第2図は同溶断後の状態を示す模式側断面
図、第3図はヒユーズ部構造の他の一実施例を示
す模式側断面図である。
全図を通じ同一対象物は同一符号で示す。
本発明に係わるヒユーズ部構造の一実施例を示
す第1図において、1は例えばキヤリア濃度1015
cm-3程度のn形シリコン基板、2は厚さ6000〜
8000Å程度のフイールド酸化膜、3は多結晶シリ
コン・ヒユーズ、3mは被溶断部、3a及び3b
は配線接続部、4は燐珪酸ガラス(PSG)等よ
りなる層間絶縁膜、5は配線コンタクト窓、6a
及び6bはアルミニウム配線、7はPSG等より
なるカバー絶縁膜、8は溶断用開孔、10は例え
ばキヤリア濃度1016〜1017cm-3、深さ3〜4μm程
度のpウエル、11は例えばキヤリア濃度1017cm
-3、深さ3000Å程度のn型不純物領域を示す。
同図に示すように本発明のヒユーズ部構造にお
いては、ヒユーズ3下部の例えばn型シリコン基
板1面に該ヒユーズ3の下部領域を包含する電気
的にフローテイングな基板と反対導電型のウエル
即ちpウエル10が配設され、且つ該pウエル1
0におけるヒユーズ3の被溶断部における一端部
例えば配線接続部3aに寄つた側の下部領域に選
択的に電気的にフローテイングな該ウエル10と
反対導電型の不純物領域即ちn型不純物領域11
が形成される。なお該電気的にフローテイングな
n型不純物領域11のヒユーズ他端側の端面はヒ
ユーズ被溶断部3mの中央部付近に位置せしめら
れる。また該n型不純物領域11の幅はヒユーズ
被溶断部3mの幅の少なくとも3倍程度に形成さ
れる。
なお上記構造は、ヒユーズ3の内部回路に接続
される側の一端部に+電位が印加される場合の例
である。
上記実施例の構造において、溶断用開孔8形成
に際してエツチングが過度に進み、例えば溶断用
開孔8の底部に半導体面が表出した場合のヒユー
ズ3溶断後の状態を示したのが第2図である。
このような場合同図に示すように上記実施例の
構造においては、溶断によつて該ヒユーズの接地
側溶融端部3mBから垂れ下がつた多結晶シリコ
ン層103bはp型ウエル10上に、また+電位
が印加される内部回路に接続される側の溶融端部
3mAから垂れ下がつた多結晶シリコン層103
aはn型不純物領域11上に接触する。従つて該
溶融端部が接触する半導体を介し、+電位が印加
される内部回路に接続される側の溶融端部3mA
から接地側溶融端部3mB及び基板1に流れるリ
ーク電流はn型不純物領域とpウエル間の接合部
に、印加される逆バイアスによつて形成される電
位障壁によつて阻止される。
なお上記pウエル内に電気的にフローテイング
なn型不純物領域のみを形成する構造において、
内部回路に接続される側のヒユーズ溶融端部に−
電位が印加される場合には該ヒユーズの接地側溶
融端部の下部領域に電気的にフローテイングなn
型不純物領域を設ければ良い。即ち電気的にフロ
ーテイングなn型不純物領域とpウエル領域間の
接合には逆バイアスが印加されるようにn型不純
物領域の配置を考慮しなければならない。
第3図はウエル領域10内におけるヒユーズ3
の両溶融端部3mA及び3mBの下部領域に互いに
離れた独立の電気的にフローテイングなn型不純
物領域11a及び11bをそれぞれ設けた例であ
る。
この構造においてはどちらの溶融端部に+、−
何れの電位が印加された場合でも、n型不純物領
域11a若しくは11bとpウエル10間の接合
の中、逆バイアスが印加されるどちらかの接合部
の電位障壁によりリーク電流の阻止がなされる。
以上実施例に示した構造は、基板、ウエル及び
ウエル内に設ける不純物領域を総て上記実施例と
反対の導電型で形成しても良い。
またヒユーズ材料は上記多結晶シリコンに限ら
ない。
そして一般に多く用いられているCMOS構造
の半導体ICにおいて、上記ヒユーズ下部のウエ
ルはトランジスタの形成されるウエルと同時に形
成され、ウエル内の不純物領域は基板側のチヤネ
ル・ストツパと同時に形成されるので、上記ヒユ
ーズ配設構造を用いることによつて製造工程が複
雑化することはない。
〔発明の効果〕
以上説明のように本発明によればヒユーズの両
溶融端部間及びヒユーズ溶融端部と半導体基板間
の電流リークは防止される。従つて本発明は冗長
部切断用のヒユーズを有する半導体集積回路装置
の製造歩留り及び信頼性の向上に有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係わるヒユーズ部構造の一実
施例を示す模式平面図a及びそのA−A矢視断面
図b、第2図は同実施例の溶断後の状態を示す模
式側断面図、第3図は本発明に係わるヒユーズ部
構造の他の一実施例を示す模式側断面図、第4図
は従来のヒユーズを示す模式平面図a及びそのA
−A矢視模式断面図b、B−B矢視断面図c、第
5図は従来のヒユーズの溶断後の状態を示す模式
側断面図である。 図において、1はn形シリコン基板、2はフイ
ールド酸化膜、3は多結晶シリコン・ヒユーズ、
3mは被溶断部、3a及び3bは配線接続部、4
は層間絶縁膜、5は配線コンタクト窓、6a及び
6bはアルミニウム配線、7はカバー絶縁膜、8
は溶断用開孔、10はpウエル、11はn型不純
物領域を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 一導電型半導体基板上に絶縁膜を介して形成
    されたヒユーズを有し、該半導体基板における該
    ヒユーズの下部に当たる領域に電気的にフローテ
    イングな反対導電型ウエル領域が配設され、且つ
    該ウエル領域内における該ヒユーズの少なくとも
    一端部の下部領域に選択的に電気的にフローテイ
    ングな一導電型不純物領域が、該一導電型不純物
    領域と前記反対導電型ウエル領域とがなすpn接
    合が前記下部領域にて前記ヒユーズを横切つて形
    成されるように、設けられてなることを特徴とす
    る半導体装置。
JP60016935A 1985-01-31 1985-01-31 半導体装置 Granted JPS61176135A (ja)

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JP60016935A JPS61176135A (ja) 1985-01-31 1985-01-31 半導体装置

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JPS61176135A JPS61176135A (ja) 1986-08-07
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8952237B2 (en) 2013-02-07 2015-02-10 Mitsubishi Electric Corporation Solar battery module and solar power generation system

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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