JPH0917874A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

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JPH0917874A
JPH0917874A JP7164345A JP16434595A JPH0917874A JP H0917874 A JPH0917874 A JP H0917874A JP 7164345 A JP7164345 A JP 7164345A JP 16434595 A JP16434595 A JP 16434595A JP H0917874 A JPH0917874 A JP H0917874A
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fuse
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well region
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勝彦 根木
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Abstract

PURPOSE: To provide a semiconductor device capable of obtaining a normal logic output even if an insulation film is destroyed under the fuse when a laser is emitted by enough energy to accurately cut a fuse, and its manufacturing method. CONSTITUTION: This embodiment comprises an insulation film 4 provided in a main face of an N type silicon substrate 1; a fuse 5 of a polycrystalline silicon structure for laser trimming which is provided on the insulation film 4; N type element areas 12, 13 formed in a first P well area 2; means 9, 32 for fixing a second P well area 3 formed in a location of the silicon substrate under the fuse 5 having the same depth as the first P well area 2 to a grounding potential.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置およびその製
造方法に係わり、特にレーザトリミング用の多結晶シリ
コン構成のヒューズを有する半導体装置およびその製造
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device having a fuse of polycrystalline silicon for laser trimming and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置でレーザトリミング用の多結
晶シリコン構成のヒューズは半導体メモリのリダンダン
シービットの切換用のスイッチなどに利用されている。
2. Description of the Related Art Polycrystalline silicon fuses for laser trimming in semiconductor devices are used as switches for switching redundancy bits in semiconductor memories.

【0003】例えば図4において、多結晶シリコン構成
のヒューズ5とNチャネル型絶縁ゲート電界効果トラン
ジスタ(以下、NMOS、と称す)10を直列接続し、
ヒューズ5の一端を正電圧を供給する高電位側の電源電
圧(以下、VDD、と称す)ライン(端子)31に接続
し、ヒューズ5の他端をNMOS10のドレイン13と
ともにインバータ(以下、INV、と称す)33の入力
端34に接続し、NMOS10のソース12を低電位側
の電源電圧(以下、接地電圧、と称す)ライン(端子)
32に接続し、NMOS10のゲートをINV33の出
力端35に接続している。
For example, in FIG. 4, a fuse 5 having a polycrystalline silicon structure and an N-channel insulated gate field effect transistor (hereinafter, referred to as NMOS) 10 are connected in series.
One end of the fuse 5 is connected to a high-potential-side power supply voltage (hereinafter referred to as VDD) line (terminal) 31 for supplying a positive voltage, and the other end of the fuse 5 is connected to an inverter (hereinafter referred to as INV, ) 33, and connects the source 12 of the NMOS 10 to a low-potential-side power supply voltage (hereinafter, referred to as ground voltage) line (terminal).
32, and the gate of the NMOS 10 is connected to the output terminal 35 of the INV 33.

【0004】このような回路において、ヒューズ5を切
断しない場合は、INV33の入力端34はハイレベル
(H)となり、INV33の出力端35はロウレベル
(L)となり、これによりゲート14はロウレベルとな
ってNMOS10はオフ状態となり、この回路からの出
力はロウレベルとなる。
In such a circuit, when the fuse 5 is not blown, the input terminal 34 of the INV 33 goes to a high level (H) and the output terminal 35 of the INV 33 goes to a low level (L), whereby the gate 14 goes to a low level. As a result, the NMOS 10 is turned off, and the output from this circuit goes low.

【0005】ヒューズ5がレーザトリミングにより切断
した場合は、INV33の入力端34はロウレベルとな
り、INV33の出力端35ハイレベルとなり、これに
よりゲート14はハイレベルとなってNMOS10はオ
ン状態となり、この回路からの出力はハイレベルとな
る。
When the fuse 5 is cut by laser trimming, the input terminal 34 of the INV 33 goes low and the output terminal 35 of the INV 33 goes high, whereby the gate 14 goes high and the NMOS 10 is turned on. Is high level.

【0006】この回路の従来技術の構造を図7に示す。
N型シリコン基板1の主面にフィールド絶縁膜4が設け
られ、NMOS10を形成する箇所にPウェル領域2が
形成されている。Pウエル2内にN型ソース12および
N型ドレイン13が形成され、チャネル領域11上にゲ
ート絶縁膜15を介してポリシリゲート14が形成され
てNMOS10を構成している。また、N型シリコン基
板1、すなわちシリコン基板のN型の主面にP型ソース
22およびN型ドレイン23が形成され、チャネル領域
21上にゲート絶縁膜25を介してポリシリゲート24
が形成されてPチャネル型絶縁ゲート電界効果トランジ
スタ(以下、PMOS、と称す)20を構成している。
このNMOS10とPMOS20でCMOS構成の半導
体装置となっており、図4の論理回路ではこのうちNM
OS10を使用している。
FIG. 7 shows a prior art structure of this circuit.
A field insulating film 4 is provided on a main surface of an N-type silicon substrate 1, and a P well region 2 is formed at a position where an NMOS 10 is formed. An N-type source 12 and an N-type drain 13 are formed in the P-well 2, and a polysilicon 14 is formed on the channel region 11 via a gate insulating film 15 to configure the NMOS 10. Further, a P-type source 22 and an N-type drain 23 are formed on the N-type silicon substrate 1, that is, the N-type main surface of the silicon substrate, and a polysilicon gate 24 is formed on the channel region 21 via a gate insulating film 25.
Are formed to form a P-channel insulated gate field effect transistor (hereinafter, referred to as PMOS) 20.
The NMOS 10 and the PMOS 20 form a semiconductor device having a CMOS structure, and the logic circuit of FIG.
OS10 is used.

【0007】フィールド絶縁膜4上にレーザトリミング
用の多結晶シリコン構成のヒューズ5が形成され、絶縁
層6の開口部7に露出したヒューズ5の箇所にレーザ8
を照射することによりヒューズ5を切断する。
A fuse 5 of a polycrystalline silicon structure for laser trimming is formed on the field insulating film 4, and a laser 8 is formed on the portion of the fuse 5 exposed at the opening 7 of the insulating layer 6.
, The fuse 5 is cut.

【0008】そして、Pウェル領域2およびN型ソース
12は接地電圧ライン32に接続されて接地電位(0ボ
ルト)に固定し、N型シリコン基板1はVDDライン3
1に接続されてPMOS20の基板電位をVDD電位
(正電位)に固定し、ヒューズ5の一端がVDDライン
32に接続され、他端がN型ドレイン13に接続される
ことにより図4の回路を構成している。
The P-well region 2 and the N-type source 12 are connected to a ground voltage line 32 and fixed at a ground potential (0 volt).
4 is connected to 1 to fix the substrate potential of the PMOS 20 to the VDD potential (positive potential), one end of the fuse 5 is connected to the VDD line 32, and the other end is connected to the N-type drain 13. I am configuring.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】上記図7の半導体装置
において、十分のエネルギーによりレーザ8を照射しな
いとヒューズ5を確実に切断することができない。
In the semiconductor device shown in FIG. 7, the fuse 5 cannot be reliably cut unless the laser 8 is irradiated with sufficient energy.

【0010】このためにヒューズ5は切断できてもその
下のフィールド絶縁膜4が破壊して、ヒューズ5の切断
端がN型シリコン基板1に短絡する事故がしばしば発生
する。この際に、N型ドレイン13に接続するヒューズ
5の切断端がN型シリコン基板1に短絡すると、図4の
INV33の入力端34がハイレベルとなり、この回路
の出力はロウレベルとなってしまう。
For this reason, even if the fuse 5 can be cut, the field insulating film 4 thereunder is broken, and an accident that the cut end of the fuse 5 is short-circuited to the N-type silicon substrate 1 often occurs. At this time, if the cut end of the fuse 5 connected to the N-type drain 13 is short-circuited to the N-type silicon substrate 1, the input terminal 34 of the INV 33 in FIG. 4 goes high, and the output of this circuit goes low.

【0011】すなわち出力をハイレベルにするためにヒ
ューズ5を切断したのに、出力がロウレベルとなってし
まうから、レーザトリミングが不可能となる。
That is, although the fuse 5 is cut to set the output to a high level, the output is set to a low level, so that laser trimming becomes impossible.

【0012】一方、特開平3−83361号公報には、
基板と逆の導電型の拡散層上に絶縁膜を介してヒューズ
を形成し、レーザトリミングの際の絶縁膜の破壊しても
基板と拡散層とのpn接合により、ヒューズと基板とが
短絡することを防止しまた基板表面を保護する技術が開
示されている。しかしながら同公報では絶縁膜が破壊し
ても正常な論理出力を得ようとする思想が無いから、拡
散層を固定電位にする手段が設けられておらず、この拡
散層の電位はフローティング状態である。したがって絶
縁膜の破壊の際に基板表面は保護できても正常な論理出
力を出力することができない。また同公報の拡散層はど
のようなものであるのか具体的に開示していないから、
通常のソース、ドレインと同様の浅いものである。この
ような拡散層は、絶縁膜を破壊するような強エネルギー
のレーザにより、容易にそのpn接合も破壊されてしま
う。
On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 3-83361 discloses that
A fuse is formed on a diffusion layer of the opposite conductivity type to the substrate via an insulating film, and even if the insulating film is broken during laser trimming, the fuse and the substrate are short-circuited due to a pn junction between the substrate and the diffusion layer. There is disclosed a technique for preventing such a situation and protecting the substrate surface. However, in this publication, there is no idea to obtain a normal logic output even if the insulating film is broken, so that there is no means for setting the diffusion layer to a fixed potential, and the potential of this diffusion layer is in a floating state. . Therefore, even when the surface of the substrate can be protected when the insulating film is broken, a normal logical output cannot be output. Also, since the diffusion layer of the publication is not specifically disclosed,
It is as shallow as normal source and drain. The pn junction of such a diffusion layer is easily destroyed by a laser having high energy that destroys the insulating film.

【0013】したがって本発明の目的は、十分のエネル
ギーによりレーザを照射してヒューズを確実に切断した
際にヒューズ下の絶縁膜が破壊しても、正常な論理出力
が得ることができる半導体装置およびその製造方法を提
供することである。
Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of obtaining a normal logic output even if the insulating film under the fuse is broken when the fuse is surely cut by irradiating the laser with sufficient energy. It is to provide the manufacturing method.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、第1導
電型の半導体基板の主面に設けられた絶縁膜と、前記絶
縁膜上に設けられたレーザトリミング用の多結晶シリコ
ン構成のヒューズと、前記主面より基板内部に形成され
た、第1導電型とは逆の導電型の第2導電型の第1のウ
ェル領域と、前記第1のウェル領域内に形成された第1
導電型の素子領域と、前記第1のウェル領域と同じ深さ
を有して前記ヒューズ下の半導体基板の箇所に前記主面
より基板内部に形成された第2導電型の第2のウェル領
域と、前記第2のウェル領域を前記第1導電型の半導体
基板の電位とは異なるウェル電位に固定する手段とを有
する半導体装置にある。あるいは、第1導電型の半導体
基板の主面に設けられた絶縁膜と、前記主面より基板内
部に形成された、第1導電型とは逆の導電型の第2導電
型のウェル領域と、前記ウェル領域内に形成された第1
導電型の素子領域と、前記ウェル領域上の前記絶縁膜の
上に形成されたレーザトリミング用の多結晶シリコン構
成のヒューズと、前記ウェル領域を前記第1導電型の半
導体基板の電位とは異なる電位に固定する手段とを有す
る半導体装置にある。
The present invention is characterized in that an insulating film provided on a main surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type and a polycrystalline silicon structure for laser trimming provided on the insulating film. A fuse, a first well region of a second conductivity type opposite to the first conductivity type, formed in the substrate from the main surface, and a first well formed in the first well region.
A conductive type element region and a second conductive type second well region formed at the same depth as the first well region on the semiconductor substrate below the fuse and inside the substrate from the main surface. And means for fixing the second well region to a well potential different from the potential of the semiconductor substrate of the first conductivity type. Alternatively, an insulating film provided on the main surface of the semiconductor substrate of the first conductivity type, and a well region of the second conductivity type opposite to the first conductivity type and formed inside the substrate from the main surface. A first region formed in the well region;
A conductive element region, a fuse formed of polycrystalline silicon for laser trimming formed on the insulating film over the well region, and the well region having a potential different from that of the semiconductor substrate of the first conductive type And a means for fixing to a potential.

【0015】ここで、前記第1導電型はN型であり、前
記第2導電型はP型であり、前記素子領域はNMOSの
N型ソースおよびドレイン領域であり、前記ウェル電位
は接地電圧供給手段により零電位の接地電位に固定する
することができる。
Here, the first conductivity type is N-type, the second conductivity type is P-type, the element region is an N-type source and drain region of NMOS, and the well potential is ground voltage supply. It can be fixed to the ground potential of zero potential by means.

【0016】あるいは、前記第1導電型はP型であり、
前記第2導電型はN型であり、前記素子領域はRMOS
のP型ソースおよびドレイン領域であり、前記ウェル電
位はVDD供給手段により正電位であるVDD電位に固
定することができる。
Alternatively, the first conductivity type is a P type,
The second conductivity type is N-type, and the element region is RMOS.
And the well potential can be fixed to the positive potential VDD by the VDD supply means.

【0017】また、前記素子領域はNMOS(もしくは
PMOS)のソースおよびドレイン領域であり、前記半
導体基板の他の箇所にPMOS(もしくはNMOS)が
形成され、このNMOS(もしくはPMOS)とPMO
S(もしくはNMOS)によりCMOS構成の半導体装
置となっていることができる。
The element region is a source and drain region of an NMOS (or PMOS), and a PMOS (or NMOS) is formed at another portion of the semiconductor substrate.
A semiconductor device having a CMOS structure can be formed by using S (or NMOS).

【0018】また、上記第1および第2のウェル領域を
有する半導体装置を製造するに際して、第1導電型の前
記半導体基板の第1および第2の部分に選択的にかつ同
時に第2導電型の不純物を導入し、しかる後に前記絶縁
膜を形成し、これにより深さ方向の不純物濃度プロファ
イルおよび深さが互いに同一の前記第1および第2のウ
ェル領域を前記第1および第2の部分にそれぞれ形成す
ることができる。
Further, in manufacturing the semiconductor device having the first and second well regions, the second conductivity type is selectively and simultaneously applied to the first and second portions of the semiconductor substrate of the first conductivity type. Impurities are introduced, and then the insulating film is formed, whereby the first and second well regions having the same impurity concentration profile in the depth direction and the same depth are formed in the first and second portions, respectively. Can be formed.

【0019】[0019]

【作用】このように本発明では、ヒューズ下の絶縁膜の
下に接地電位もしくはVDD電位に固定されたウェル領
域を設けたから、十分のエネルギーによりレーザを照射
してヒューズを確実に切断した際にヒューズ下の絶縁膜
が破壊してINV入力側のヒューズ切断端が絶縁膜下と
短絡しても、ウェル領域から接地電位もしくはVDD電
位が供給され意図する正常な出力レベルが得られる。
As described above, according to the present invention, the well region fixed to the ground potential or the VDD potential is provided under the insulating film below the fuse. Therefore, when the laser is irradiated with sufficient energy to surely cut the fuse, Even if the insulating film under the fuse is broken and the cut end of the fuse on the INV input side is short-circuited with the insulating film, the ground potential or the VDD potential is supplied from the well region, and the intended normal output level is obtained.

【0020】またウェル領域内のソース、ドレイン領域
等の素子領域の接合深さが、例えば1μmの際はウェル
領域の接合深さは10μmであり、微細設計で素子領域
の接合深さが、例えば0.2μmの際はウェル領域の接
合深さは2μmとなり、ウェル領域の接合深さは素子領
域の接合深さの約5倍〜10倍となっている。したがっ
て絶縁膜を破壊するような強力なレーザエネルギーの照
射でもウェル領域の接合が破壊することがなく上記正常
な出力レベルが保障される。
When the junction depth of the element regions such as the source and drain regions in the well region is, for example, 1 μm, the junction depth of the well region is 10 μm. In the case of 0.2 μm, the junction depth of the well region is 2 μm, and the junction depth of the well region is about 5 to 10 times the junction depth of the element region. Therefore, the above-mentioned normal output level is ensured without breaking the junction of the well region even with the irradiation of strong laser energy that breaks the insulating film.

【0021】[0021]

【実施例】以下、図面を参照して本発明を説明する。図
1および図2は、図4の論理回路に用いる本発明の第1
の実施例の半導体装置を示す図である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 show the first embodiment of the present invention used for the logic circuit of FIG.
FIG. 3 is a diagram showing a semiconductor device according to an example of the present invention.

【0022】まず図1において、N型シリコン基板1の
主面から選択的にP型不純物を導入してN型シリコン基
板の第1の部分および第2の部分にそれぞれ第1のP型
不純物領域2′および第2のP型不純物領域3′を同時
に形成する。その後、例えばフィールド酸化膜4を形成
する際の高熱酸化等の熱処理により第1および第2のP
型不純物領域2′,3′が同様に拡がって図2の第1の
Pウエル領域2および第2のウェル領域3が得られる。
したがってこの第1および第2のPウェル領域2,3は
たがいに同一の深さ方向の不純物濃度プロファイルを有
し、またたがいに同一の、例えば2〜10μmの深い接
合深さを有している。
First, in FIG. 1, a P-type impurity is selectively introduced from the main surface of an N-type silicon substrate 1 to form a first P-type impurity region in each of a first portion and a second portion of the N-type silicon substrate. 2 'and the second P-type impurity region 3' are simultaneously formed. Thereafter, the first and second P layers are formed by heat treatment such as high-temperature oxidation when forming the field oxide film 4.
Type impurity regions 2 'and 3' are similarly expanded to obtain first P-well region 2 and second well region 3 in FIG.
Therefore, the first and second P-well regions 2 and 3 have the same impurity concentration profile in the depth direction and have the same deep junction depth, for example, 2 to 10 μm. .

【0023】この図2において、フィールド絶縁膜4に
区画され囲まれた領域にNMOS10とPMOS20が
形成されてCMOS構造となっている。
In FIG. 2, an NMOS 10 and a PMOS 20 are formed in a region defined and surrounded by the field insulating film 4 to form a CMOS structure.

【0024】すなわちNMOS10は第1のPウェル領
域2内に形成された0.2〜1.0μmと浅い接合深さ
のN型ソース、ドレイン領域12,13と、チャネル領
域11上にゲート絶縁膜15を介して形成されたポリシ
リゲート14を有して構成されている。
That is, the NMOS 10 has N-type source and drain regions 12 and 13 formed in the first P-well region 2 and having a shallow junction depth of 0.2 to 1.0 μm, and a gate insulating film on the channel region 11. It has a polysilicon 14 formed through the gate 15.

【0025】一方、PMOS20はN型シリコン基板
1、すなわちシリコン基板1のN型の主面から内部に形
成された0.2〜1.0μmと浅い接合深さのP型ソー
ス、ドレイン領域22,23と、チャネル領域21上に
ゲート絶縁膜25を介して形成されたポリシリゲート2
4を有して構成されている。
On the other hand, the PMOS 20 is a P-type source / drain region 22 having a shallow junction depth of 0.2 to 1.0 μm formed inside the N-type silicon substrate 1, that is, the N-type main surface of the silicon substrate 1. 23 and a polysilicide 2 formed on the channel region 21 with a gate insulating film 25 interposed therebetween.
4.

【0026】このようにNMOS10とPMOS20と
を形成してCMOS構造の半導体装置となっている。
By thus forming the NMOS 10 and the PMOS 20, a semiconductor device having a CMOS structure is obtained.

【0027】さらに第2のPウェル領域3上のフィール
ド絶縁膜4上に多結晶シリコン構成のヒューズ5が形成
され、全体を被覆する絶縁層6に開口部7が形成され、
プログラミングに必要な際に開口部7を通してレーザ8
を照射してヒューズ5を切断するようになっている。
Further, a fuse 5 of polycrystalline silicon is formed on the field insulating film 4 on the second P-well region 3, and an opening 7 is formed in the insulating layer 6 covering the whole.
Laser 8 through aperture 7 when needed for programming
Is applied to cut the fuse 5.

【0028】NMOS10を形成する第1のPウェル領
域2およびヒューズ5の下に形成されている第2のPウ
ェル領域3は、絶縁層6およびフィールド絶縁膜4に設
けられたコンタクトホールを通してウェル電極配線9に
より接地電圧ライン32にそれぞれ接続されている。し
たがって、第1のPウェル2と同様に第2のPウェル3
も接地電位(0ボルト)に固定されている。また、N型
シリコン基板1はVDDライン31に接続してPMOS
20の基板電位をVDDにしており、ヒューズ5の一端
はVDDライン31に接続し、他端はNMOS10のN
型ドレイン13に接続し、そのノードがINV(インバ
ータ)33(図4)の入力端34に接続し、NMOS1
0のゲート14がINV33の出力端35に接続し、N
MOS10のN型ソース12が接地電圧ライン32に接
続している。
The first P well region 2 forming the NMOS 10 and the second P well region 3 formed below the fuse 5 are connected to the well electrode through contact holes provided in the insulating layer 6 and the field insulating film 4. The wires 9 are connected to the ground voltage lines 32, respectively. Therefore, similarly to the first P well 2, the second P well 3
Are also fixed to the ground potential (0 volt). Also, the N-type silicon substrate 1 is connected to the VDD line 31 and connected to the PMOS
The substrate potential of the fuse 20 is set to VDD, one end of the fuse 5 is connected to the VDD line 31, and the other end is connected to the N
Connected to the input terminal 34 of the INV (inverter) 33 (FIG. 4).
0 is connected to the output terminal 35 of the INV 33,
The N-type source 12 of the MOS 10 is connected to the ground voltage line 32.

【0029】ヒューズ5を切断しない場合は、図4の論
理回路において、INV33の入力端34はハイレベル
となり、INV33の出力端35はロウレベルとなり、
これによりゲート14はロウレベルとなってNMOS1
0はオフ状態となり、この回路からの出力はロウレベル
となる。
When the fuse 5 is not blown, the input terminal 34 of the INV 33 goes high, the output terminal 35 of the INV 33 goes low in the logic circuit of FIG.
As a result, the gate 14 becomes low level and the NMOS 1
0 is turned off, and the output from this circuit goes to low level.

【0030】ヒューズ5がレーザトリミングにより切断
した場合は、INV33の入力端34はロウレベルとな
り、INV33の出力端35ハイレベルとなり、これに
よりゲート14はハイレベルとなってNMOS10はオ
ン状態となり、この回路からの出力はハイレベルとな
る。
When the fuse 5 is cut by laser trimming, the input end 34 of the INV 33 becomes low level and the output end 35 of the INV 33 becomes high level, whereby the gate 14 becomes high level and the NMOS 10 is turned on. The output from is high level.

【0031】図2を参照して、このヒューズ5を溶断す
る際に、レーザ8のエネルギーを高めて確実に切断する
必要がある。したがってフィールド絶縁膜4が破壊して
NMOS10のN型ドレイン13に接続する、すなわち
INVの入力端に接続するヒューズの切断端が破壊した
フィールド絶縁膜の下のシリコン領域に短絡する場合が
生じる。
Referring to FIG. 2, when fusing fuse 5, it is necessary to increase the energy of laser 8 and reliably cut it. Therefore, the field insulating film 4 is broken and connected to the N-type drain 13 of the NMOS 10, that is, the cut end of the fuse connected to the input terminal of INV is short-circuited to the silicon region below the broken field insulating film.

【0032】しかしながら本実施例ではこのシリコン領
域は接地電位に固定された第2のPウェル3であるか
ら、この短絡が発生しても、第2のPウェル領域3から
の接地電位により、INVの入力端はロウレベルとな
り、その出力はハイレベルとなる。
However, in this embodiment, since this silicon region is the second P-well 3 fixed to the ground potential, even if this short circuit occurs, the ground potential from the second P-well region 3 causes INV Is at a low level and its output is at a high level.

【0033】すなわちヒューズの切断により出力をハイ
レベルとしたい回路では、フィールド絶縁膜の破壊によ
る短絡が発生してもハイレベルとなるから、所定のプロ
グラミングを行なうことができる。
That is, in a circuit in which the output is to be set to a high level by cutting a fuse, a predetermined programming can be performed since the output is set to a high level even if a short circuit occurs due to the destruction of the field insulating film.

【0034】しかもヒューズ下の拡散層は、ソース、ド
レイン等の素子領域の接合深さよりも約10倍深い接合
深さのウェル領域であるから、フィルド絶縁膜が破壊す
るほどの強力なエネルギーのレーザ照射でもその接合が
破壊することがなく、上記ハイレベルの維持が確実なも
のとなる。
Further, since the diffusion layer under the fuse is a well region having a junction depth approximately ten times as deep as the junction depth of the element regions such as the source and the drain, a laser having a strong energy enough to break the filled insulating film is obtained. The junction is not destroyed even by irradiation, and the high level can be reliably maintained.

【0035】図3は本発明の第2の実施例を示す図であ
る。尚、図3において図2と同一もしくは類似の箇所は
同じ符号で示してあるから、重複する説明は省略する。
FIG. 3 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. Note that, in FIG. 3, the same or similar portions as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the duplicate description will be omitted.

【0036】図2の第1の実施例ではNMOS10を形
成する第1のPウェル領域2およびヒューズ5の下に形
成されている第2のPウェル領域3をそれぞれ形成して
いた。しかしこの図3に示す第2の実施例では、一つの
Pウェル領域42にNMOS10を形成しかつその上に
ヒューズ5を位置させている。
In the first embodiment shown in FIG. 2, the first P well region 2 forming the NMOS 10 and the second P well region 3 formed below the fuse 5 are formed. However, in the second embodiment shown in FIG. 3, the NMOS 10 is formed in one P-well region 42, and the fuse 5 is located thereon.

【0037】第1の実施例ではNMOS10とヒューズ
5の相対的位置関係を自由に設定できるからレイアウト
設計上の制約が小となる利点があり、一方、第2の実施
例では一つのPウェル領域でNMOS10の形成とその
上のヒューズ5の形成を行うから集積度が向上する利点
を有する。
In the first embodiment, the relative positional relationship between the NMOS 10 and the fuse 5 can be freely set, so that there is an advantage that the restriction on the layout design is reduced. On the other hand, in the second embodiment, one P-well region is provided. Since the formation of the NMOS 10 and the formation of the fuse 5 on the NMOS 10 are performed, the integration is advantageously improved.

【0038】次に、図5および図6を参照して本発明の
第3の実施例を説明する。尚、図5および図6において
図2、図3および図4と同一もしくは類似の箇所は同じ
符号で示してあるから、重複する説明はなるべく省略す
る。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5 and FIG. 6, the same or similar parts as those in FIG. 2, FIG. 3 and FIG. 4 are indicated by the same reference numerals, and duplicate description will be omitted as much as possible.

【0039】図5ではP型シリコン基板41に第1のN
ウェル領域42および第2のウェル領域43を形成し、
第1のNウェル領域42にPMOS20を形成し、第2
のNウェル領域43上のフィールド絶縁膜4の上に多結
晶シリコン構成のヒューズ5を形成している。この第1
のNウェル領域42と第2のNウェル領域43は、第1
の実施例の第1のPウェル領域2と第2のPウェル領域
3の場合と同様に、同時に形成しているから、第1のN
ウェル領域42および第2のウェル領域43の深さ方向
の濃度プロファイルや接合深さはたがいに同一である。
In FIG. 5, a first N-type
Forming a well region 42 and a second well region 43;
The PMOS 20 is formed in the first N-well region 42 and the second
A fuse 5 having a polycrystalline silicon structure is formed on the field insulating film 4 on the N well region 43 of FIG. This first
N well region 42 and second N well region 43
As in the case of the first P-well region 2 and the second P-well region 3 in the embodiment of FIG.
The concentration profiles and the junction depth in the depth direction of the well region 42 and the second well region 43 are the same.

【0040】第1のNウェル42および第2のNウェル
43は絶縁層6およびフィールド絶縁膜4に設けられた
コンタクトホールを通してウェル電極配線9によりVD
Dライン31にそれぞれ接続し、これにより第1のNウ
ェル42と同様に第2のNウェル43もVDD電位(正
電圧)となっている。また、P型シリコン基板41は接
地電圧ライン32に接続してNMOS10の基板電位を
接地電圧にしており、ヒューズ5の一端は接地電圧ライ
ン32に接続し、他端はPMOS20のP型ドレイン2
3に接続し、そのノードがINV(インバータ)の入力
端に接続し、PMOS20のゲート24がINVの出力
端に接続し、PMOS20のP型ソース22がVDDラ
イン32に接続している。
The first N well 42 and the second N well 43 are connected to the VD by the well electrode wiring 9 through the contact holes provided in the insulating layer 6 and the field insulating film 4.
The second N well 43 is connected to the VDD potential (positive voltage) similarly to the first N well 42. The P-type silicon substrate 41 is connected to the ground voltage line 32 to set the substrate potential of the NMOS 10 to the ground voltage. One end of the fuse 5 is connected to the ground voltage line 32, and the other end is connected to the P-type drain 2 of the PMOS 20.
3, its node is connected to the input terminal of INV (inverter), the gate 24 of the PMOS 20 is connected to the output terminal of INV, and the P-type source 22 of the PMOS 20 is connected to the VDD line 32.

【0041】ヒューズ5を切断しない場合は、図6の論
理回路において、INV33の入力端34はロウレベル
となり、INV33の出力端35はハイレベルとなり、
これによりゲート24はハイレベルとなってPMOS2
0はオフ状態となり、この回路からの出力はハイレベル
となる。
When the fuse 5 is not blown, the input terminal 34 of the INV 33 goes low and the output terminal 35 of the INV 33 goes high in the logic circuit of FIG.
As a result, the gate 24 becomes high level and the PMOS2
0 is turned off, and the output from this circuit becomes high level.

【0042】ヒューズ5がレーザトリミングにより切断
した場合は、INV33の入力端34はハイレベルとな
り、INV33の出力端35はロウレベルとなり、これ
によりゲート24はロウレベルとなってPMOS20は
オン状態となり、この回路からの出力はロウレベルとな
る。
When the fuse 5 is cut by laser trimming, the input terminal 34 of the INV 33 goes high, the output terminal 35 of the INV 33 goes low, the gate 24 goes low, and the PMOS 20 is turned on. Is low level.

【0043】図5において、このヒューズ5を確実に溶
断するために、レーザ8のエネルギーを高めてフィール
ド絶縁膜4が破壊してPMOS20のP型ドレイン23
に接続する、すなわちINVの入力端に接続するヒュー
ズの切断端が破壊したフィールド絶縁膜の下のシリコン
領域に短絡する場合が生じても、このシリコン領域はV
DD電位に固定された第2のNウェル43であるから、
第2のNウェル領域43からのVDD電位により、IN
Vの入力端はハイレベルとなり、その出力はロウレベル
となる。
In FIG. 5, in order to surely blow the fuse 5, the energy of the laser 8 is increased to break the field insulating film 4 and the P-type drain 23 of the PMOS 20.
, That is, if the cut end of the fuse connected to the input terminal of INV is short-circuited to the silicon region below the broken field insulating film, this silicon region remains at V
Since the second N well 43 is fixed to the DD potential,
By the VDD potential from the second N-well region 43, IN
The input terminal of V is at a high level, and its output is at a low level.

【0044】すなわちヒューズの切断により出力をロウ
レベルとしたい回路では、フィールド絶縁膜の破壊によ
る短絡が発生してもロウレベルとなるから、所定のプロ
グラミングが可能となる。
That is, in a circuit in which the output is to be set to a low level by cutting a fuse, the output is set to a low level even if a short circuit occurs due to destruction of the field insulating film, so that predetermined programming can be performed.

【0045】また第1の実施例と第2の実施例との関係
のように、第3の実施例の第1および第2のNウェル領
域42,43を一体的に一つのNウェルにすることもで
きる。
Also, as in the relationship between the first and second embodiments, the first and second N-well regions 42 and 43 of the third embodiment are integrated into one N-well. You can also.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は多結晶シ
リコンで構成されるレーザトリミング用のヒューズの下
に基板と反対導電型のウェルを形成し、このウェルを所
定の固定電位にしたので、ヒューズ溶断を確実にするた
めに大きいエネルギーのレーザを照射してその下の絶縁
膜が破壊してもレーザトリミング後の回路の電位が期待
値どうりになるという効果を有する。
As described above, according to the present invention, a well of the opposite conductivity type to the substrate is formed under a laser trimming fuse made of polycrystalline silicon, and this well is set to a predetermined fixed potential. In addition, even if a high-energy laser is irradiated to ensure that the fuse is blown and the insulating film thereunder is broken, the potential of the circuit after laser trimming has the expected value.

【0047】さらにソース、ドレイン等の素子領域より
数倍〜10倍ほど深い接合のウェルを用いているから、
絶縁膜が破壊するようなレーザ照射であってもその接合
が破壊することがなく、上記固定電位の維持を確実なも
のにする。
Further, since a well having a junction several times to 10 times deeper than an element region such as a source and a drain is used,
Even if the laser irradiation is such that the insulating film is broken, the junction is not broken, and the fixed potential is reliably maintained.

【0048】またCMOS構成のNMOSもしくはPM
OSを形成するウェルと同時に形成できるので、本発明
のウェルを設けても通常の製造フローをそのまま用いる
ことができる。
Also, a CMOS NMOS or PM
Since it can be formed simultaneously with the well for forming the OS, even if the well of the present invention is provided, the normal manufacturing flow can be used as it is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例の半導体装置の製造方法
の一部の工程を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing some steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例の半導体装置を示す一部
回路図を含む断面図である。
FIG. 2 is a sectional view including a partial circuit diagram showing the semiconductor device of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例の半導体装置を示す一部
回路図を含む断面図である。
FIG. 3 is a sectional view including a partial circuit diagram showing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention;

【図4】本発明の第1および第2の実施例の半導体装置
が用いる論理回路を示す回路図である。
FIG. 4 is a circuit diagram showing a logic circuit used in the semiconductor devices of the first and second embodiments of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施例の半導体装置を示す一部
回路図を含む断面図である。
FIG. 5 is a sectional view including a partial circuit diagram showing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention;

【図6】本発明の第3の実施例の半導体装置が用いる論
理回路を示す回路図である。
FIG. 6 is a circuit diagram showing a logic circuit used in a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図7】図4の論理回路を得るための従来技術の半導体
装置を示す一部回路図を含む断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view including a partial circuit diagram showing a conventional semiconductor device for obtaining the logic circuit of FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 N型シリコン基板 2 Pウェル領域(第1のPウェル領域) 2′ 第1のP型不純物領域 3 第2のPウェル領域 3′ 第2のP型不純物領域 4 フィールド絶縁膜 5 多結晶シリコン構成のヒューズ 6 絶縁層 7 開口部 8 レーザ 9 ウェル電極配線 10 NMOS 11 チャネル領域 12 N型ソース 13 N型ドレイン 14 ポリシリゲート 15 ゲート絶縁膜 20 NMOS 21 チャネル領域 22 P型ソース 23 N型ドレイン 24 ポリシリゲート 25 ゲート絶縁膜 31 VDDライン 32 接地電圧ライン 33 INV 34 入力端 35 出力端 41 P型シリコン基板 42 第1のNウェル領域 43 第2のNウェル領域 REFERENCE SIGNS LIST 1 N-type silicon substrate 2 P-well region (first P-well region) 2 ′ first P-type impurity region 3 second P-well region 3 ′ second P-type impurity region 4 field insulating film 5 polycrystalline silicon Fuse of configuration 6 Insulating layer 7 Opening 8 Laser 9 Well electrode wiring 10 NMOS 11 Channel region 12 N-type source 13 N-type drain 14 Polysilicon 15 Gate insulating film 20 NMOS 21 Channel region 22 P-type source 23 N-type drain 24 Polysilicon 25 Gate insulating film 31 VDD line 32 Ground voltage line 33 INV 34 Input terminal 35 Output terminal 41 P-type silicon substrate 42 First N-well region 43 Second N-well region

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型の半導体基板の主面に設けら
れた絶縁膜と、前記絶縁膜上に設けられたレーザトリミ
ング用の多結晶シリコン構成のヒューズと、前記主面よ
り基板内部に形成された、第1導電型とは逆の導電型の
第2導電型の第1のウェル領域と、前記第1のウェル領
域内に形成された第1導電型の素子領域と、前記第1の
ウェル領域と同じ深さを有して前記ヒューズ下の半導体
基板の箇所に前記主面より基板内部に形成された第2導
電型の第2のウェル領域と、前記第2のウェル領域を前
記第1導電型の半導体基板の電位とは異なるウェル電位
に固定する手段とを有することを特徴とする半導体装
置。
An insulating film provided on a main surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type; a fuse having a polycrystalline silicon structure for laser trimming provided on the insulating film; A first well region of a second conductivity type formed of a conductivity type opposite to the first conductivity type, an element region of a first conductivity type formed in the first well region; A second well region of a second conductivity type formed at a location on the semiconductor substrate below the fuse and from the main surface to the inside of the substrate, having the same depth as the well region of Means for fixing a well potential different from the potential of the semiconductor substrate of the first conductivity type.
【請求項2】 第1導電型の半導体基板の主面に設けら
れた絶縁膜と、前記主面より基板内部に形成された、第
1導電型とは逆の導電型の第2導電型のウェル領域と、
前記ウェル領域内に形成された第1導電型の素子領域
と、前記ウェル領域上の前記絶縁膜の上に形成されたレ
ーザトリミング用の多結晶シリコン構成のヒューズと、
前記ウェル領域を前記第1導電型の半導体基板の電位と
は異なる電位に固定する手段とを有することを特徴とす
る半導体装置。
2. An insulating film provided on a main surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type and a second conductivity type formed on the inside of the substrate from the main surface and having a conductivity type opposite to the first conductivity type. A well region;
A first-conductivity-type element region formed in the well region, and a fuse having a polycrystalline silicon structure for laser trimming formed on the insulating film on the well region,
Means for fixing the well region to a potential different from the potential of the semiconductor substrate of the first conductivity type.
【請求項3】 前記第1導電型はN型であり、前記第2
導電型はP型であり、前記素子領域はNチャネル型絶縁
ゲート電界効果トランジスタのN型ソースおよびドレイ
ン領域であり、前記ウェル電位は低電位側の電源電位で
あることを特徴とする請求項1もしくは請求項2記載の
半導体装置。
3. The method according to claim 2, wherein the first conductivity type is N-type, and the second conductivity type is N-type.
2. The device according to claim 1, wherein the conductivity type is P-type, the element region is an N-type source and drain region of an N-channel insulated gate field effect transistor, and the well potential is a low potential side power supply potential. Alternatively, the semiconductor device according to claim 2.
【請求項4】 前記第1導電型はP型であり、前記第2
導電型はN型であり、前記素子領域はPチャネル型絶縁
ゲート電界効果トランジスタのP型ソースおよびドレイ
ン領域であり、前記ウェル電位は高電位側の電源電位で
あることを特徴とする請求項1もしくは請求項2記載の
半導体装置。
4. The first conductivity type is P-type, and the second conductivity type is P-type.
2. The device according to claim 1, wherein the conductivity type is N-type, said element region is a P-type source and drain region of a P-channel insulated gate field-effect transistor, and said well potential is a power supply potential on a high potential side. Alternatively, the semiconductor device according to claim 2.
【請求項5】 前記素子領域は第1導電型チャネルの第
1の絶縁ゲート電界効果トランジスタのソースおよびド
レイン領域であり、前記半導体基板の他の箇所に第2導
電型チャネルの第2の絶縁ゲート電界効果トランジスタ
が形成され、前記第1および第2のトランジスタにより
CMOS構成の半導体装置となっていることを特徴とす
る請求項1もしくは請求項2記載の半導体装置。
5. The element region is a source and drain region of a first insulated gate field effect transistor of a first conductivity type channel, and a second insulated gate of a second conductivity type channel in another part of the semiconductor substrate. 3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a field effect transistor is formed, and the first and second transistors form a semiconductor device having a CMOS configuration.
【請求項6】 請求項1記載の半導体装置を製造するに
際して、第1導電型の前記半導体基板の第1および第2
の部分に選択的にかつ同時に第2導電型の不純物を導入
し、しかる後に前記絶縁膜を形成し、これにより深さ方
向の不純物濃度プロファイルおよび深さが互いに同一の
前記第1および第2のウェル領域を前記第1および第2
の部分にそれぞれ形成することを特徴とする半導体装置
の製造方法。
6. When manufacturing the semiconductor device according to claim 1, the first and second semiconductor substrates of the first conductivity type are provided.
Of the second conductivity type is selectively and simultaneously introduced into the portion of the first and second portions, and then the insulating film is formed, whereby the impurity concentration profile in the depth direction and the first and second portions having the same depth are formed. The well region as the first and second
A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the semiconductor device is formed on each of the above.
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