JP5666410B2 - Semiconductor device - Google Patents
Semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- JP5666410B2 JP5666410B2 JP2011215150A JP2011215150A JP5666410B2 JP 5666410 B2 JP5666410 B2 JP 5666410B2 JP 2011215150 A JP2011215150 A JP 2011215150A JP 2011215150 A JP2011215150 A JP 2011215150A JP 5666410 B2 JP5666410 B2 JP 5666410B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- fuse
- insulating film
- interlayer insulating
- wiring
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
- Design And Manufacture Of Integrated Circuits (AREA)
Description
本発明は、SOG膜による平坦化を利用したヒューズを有する半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device having a fuse using planarization by an SOG film.
高精度な仕様を要求されるアナログICでは、製造バラツキ起因によるトランジスタや抵抗素子の特性バラツキを吸収するため、たとえば多結晶シリコン等からなる薄膜抵抗に接続された溶断できる薄膜で構成されたレーザートリミング用のヒューズをレーザー照射によって切断することで抵抗体の組み合わせパターンを調節し、回路の狙い値に落とし込む施策が一般的にとられている。 In analog ICs that require high-precision specifications, laser trimming that consists of a thin film that can be melted connected to a thin film resistor made of polycrystalline silicon, for example, to absorb variations in the characteristics of transistors and resistors due to manufacturing variations Generally, measures are taken to adjust the combination pattern of resistors by cutting the fuse for laser irradiation by laser irradiation, and drop it to the target value of the circuit.
こうしたヒューズを作成する場合において、そのヒューズとなるアルミあるいは多結晶シリコン等の薄膜にレーザーが効率よく照射できるよう、通常はこのような薄膜を覆っている保護膜である窒化膜や多層配線間における層間膜をエッチングによりおおかた除去している。このときSOG膜による平坦化を使用した半導体装置においては、上記エッチング開口部の断面にSOG膜が剥き出しになる。SOG膜は水分を通しやすいため、エッチング開口部から侵入した水分はSOG膜を通って内部素子領域へ移動し、PMOSトランジスタの高温における負電圧印加による不安定性(NBTI)や配線腐蝕の原因となる。 When creating such a fuse, it is usually between a nitride film or multilayer wiring that is a protective film covering such a thin film so that the laser can be efficiently applied to the thin film such as aluminum or polycrystalline silicon. The interlayer film is largely removed by etching. At this time, in the semiconductor device using the planarization by the SOG film, the SOG film is exposed on the cross section of the etching opening. Since the SOG film easily allows moisture to pass through, the moisture that has entered from the etching opening moves to the internal element region through the SOG film, and causes instability (NBTI) and wiring corrosion due to the negative voltage application of the PMOS transistor at a high temperature. .
これまで、SOG膜を介したヒューズ開口部からの内部素子への水分の侵入を抑制する方法としてヒューズ開口部の周囲にアルミ配線のシールリングと呼ばれる凸段差を設けることが提案されている。SOG膜による平坦化工程において、ヒューズ上のシールリングは周囲の凹凸よりも高い凸段差となることから、SOG塗布後のシールリング上のSOG膜厚は周囲より薄くなり、エッチバックの際に前記ヒューズ上のシールリング上のSOG膜は完全に除去されてしまう。よって、ヒューズ開口部からの内部素子へ繋がるSOG膜の層は、前記シールリング上で分断され、ヒューズ開口部からヒューズ上のSOG膜を介した水分の侵入を遮断することができる。(例えば、特許文献1参照) In the past, as a method for suppressing moisture from entering the internal element from the fuse opening via the SOG film, it has been proposed to provide a convex step called a seal ring of an aluminum wiring around the fuse opening. In the planarization process using the SOG film, the seal ring on the fuse has a convex step higher than the surrounding unevenness. Therefore, the SOG film thickness on the seal ring after the SOG coating becomes thinner than the surroundings, and the above-mentioned during the etch back The SOG film on the seal ring on the fuse is completely removed. Therefore, the layer of the SOG film connected to the internal element from the fuse opening is divided on the seal ring, so that the intrusion of moisture from the fuse opening through the SOG film on the fuse can be blocked. (For example, see Patent Document 1)
しかしながら、この方法ではヒューズとヒューズの間のシールリングの上の凸段差は周囲に比べ必ずしも高い段差とはならず、条件によってはSOG膜が残る場合がある。 ヒューズとヒューズの間のシールリングの上にSOG膜が残ってしまうと、ヒューズ開口部の側面で露出したSOG膜とヒューズとヒューズの間のシールリングの上に残ったSOG膜が繋がってしまうので、SOG膜を介してヒューズ開口部から内部素子へ直接水分が侵入し、内部素子の特性変動及び腐蝕の原因となってしまう。本発明は、上記のようなSOG膜の水分浸入経路も遮断して、より信頼性の高いヒューズの構造を持つ半導体装置を提供するのが目的である。 However, in this method, the convex step on the seal ring between the fuses is not necessarily a step higher than the surroundings, and the SOG film may remain depending on the conditions. If the SOG film remains on the seal ring between the fuses, the SOG film exposed on the side surface of the fuse opening is connected to the SOG film remaining on the seal ring between the fuses and fuses. Moisture directly enters the internal element from the fuse opening through the SOG film, causing fluctuations in the characteristics of the internal element and corrosion. An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a more reliable fuse structure by blocking the moisture intrusion path of the SOG film as described above.
上記課題を解決するために本発明では以下のような半導体装置とした。 In order to solve the above problems, the present invention provides the following semiconductor device.
まず、ヒューズを有する半導体装置であって、半導体基板上に設けられた凸領域と、凸領域を跨いで設けられたヒューズ配線と、ヒューズ配線の両端に設けられたヒューズ端子に接続された第1金属配線と、ヒューズ配線の上方に設けられ平面視的に凸領域内に凸領域よりも小さく設けられたヒューズ開口部とからなる半導体装置とした。 First, a semiconductor device having a fuse, a first region connected to a convex region provided on a semiconductor substrate, a fuse wiring provided across the convex region, and fuse terminals provided at both ends of the fuse wiring. A semiconductor device including a metal wiring and a fuse opening provided above the fuse wiring and provided in the convex region smaller than the convex region in plan view.
また、上記の半導体装置の凸領域の膜厚は、第1金属配線の膜厚よりも厚くなるようにした。
そして、上記の凸領域は、絶縁性の膜からなる半導体装置とした。
Further, the film thickness of the convex region of the semiconductor device is set to be larger than the film thickness of the first metal wiring.
The convex region is a semiconductor device made of an insulating film.
以上の構成とすることにより、ヒューズ上にSOG膜が残存することが無いため、ヒューズトリミングしてもヒューズ開口部から内部素子に水分が浸入する懸念がなく、長期に渡って特性の安定した半導体装置とすることができる。 With the above configuration, since no SOG film remains on the fuse, there is no risk of moisture entering the internal element from the fuse opening even after fuse trimming, and the semiconductor has stable characteristics over a long period of time. It can be a device.
図1は本発明の実施形態に係る半導体装置の平面図である。 FIG. 1 is a plan view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
ヒューズ配線とヒューズ端子からなるヒューズを有する半導体装置であって、ヒューズ配線4の下方には凸領域となるTEOS膜14の下敷きがあり、ヒューズ配線4はTEOS膜14を跨ぐように設けられている。また、ヒューズ配線4の上方にはTEOS膜14よりも小さい領域のヒューズ開口部13が設けられている。さらに、TEOS膜14の無い領域にてヒューズ配線14の両端に設けられたヒューズ端子15には第1金属配線7が電気的に接続されている。ここで、TEOS膜14は第1金属配線7よりも膜厚が厚くなるように形成されている。
A semiconductor device having a fuse consisting of a fuse wiring and a fuse terminal, wherein a TEOS
図2は図1のA−A´での断面模式図である。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
シリコン基板1上に絶縁膜2を設け、絶縁膜2上にヒューズ開口部13の領域を含んで重畳するようにTEOS膜14からなる凸領域を設ける。絶縁膜2とTEOS膜14を覆うゲート絶縁膜3を介してヒューズ配線4を設け、ヒューズ配線4およびゲート絶縁膜3の上には酸化膜5が被覆されている。酸化膜5の上には第1層間絶縁膜6が設けられ、第1層間絶縁膜6中に形成したコンタクトホールを介してヒューズ配線4の両端に設けられたヒューズ端子15と第1金属配線7が電気的に接続している。第1金属配線7の上には第2層間絶縁膜8とSOG膜9と第3層間絶縁膜10が設けられているが、SOG膜9は凹部のみに溜まるように形成されているため、TEOS膜14のある領域には存在しない。従ってヒューズ開口部13の領域にSOG膜9が露出するということは無い。
An
図示してはいないが、次に第2層間絶縁膜8と第3層間絶縁膜10と酸化膜5の一部にはそれらを貫通して第1金属配線7に達するビアホールが設けられ、第3層間絶縁膜10の上にはビアホールを介して第1金属配線7と接合する第2金属配線が設けられている。第2金属配線と第3層間絶縁膜10の上にはパッシベーション膜11とポリイミド膜12が設けられ、ヒューズ開口部13ではパッシベーション膜11とポリイミド膜12が除去され、ヒューズ開口部底面には第3層間絶縁膜10が露出している。
Although not shown, a via hole is formed in a part of the second
ヒューズ開口部13の下方には第3層間絶縁膜10や酸化膜5を介してヒューズ配線4が設けられる。後のヒューズトリミング工程においてヒューズ開口部13から入射したレーザー光にてヒューズ配線4を切断して所望の抵抗を得ることになるが、本発明においては、上述のような形状のヒューズを有する半導体装置としたため、ヒューズトリミング工程にて第3層間絶縁膜や酸化膜5やヒューズ配線の一部を除去させたとしてもSOG膜9が露出することはない。このためSOG膜を介してヒューズ開口部から内部素子へ水分が侵入し、内部素子の特性変動及び腐蝕の原因となってしまう懸念はなく、長期に渡って特性の安定した半導体装置とすることができる。さらには、ヒューズ配線4の下に厚いTEOS膜14があるためレーザー光のダメージが半導体基板1や内部素子に伝播することを抑制する効果も有する。
Below the fuse opening 13, the
図3は図1のB−B'での断面模式図である。
ヒューズ開口部13の下方にはヒューズ開口部13を含んでオーバーラップするようにTEOS膜14が下敷きされている。ヒューズ開口部13底面の第3層間絶縁膜10とTEOS膜14との間にはヒューズ配線4のほか、酸化膜5や第1層間絶縁膜6や第2層間絶縁膜8が形成されているだけでSOG膜9は存在しない。SOG膜9はヒューズ開口部13やTEOS膜14から離れた内部素子の凹部に位置するのみであり、ヒューズトリミング工程にて第3層間絶縁膜や酸化膜5やヒューズ配線の一部を除去させたとしてもSOG膜を介して内部素子まで水分をさせる懸念は無い。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG.
A TEOS
次に、本発明の実施形態を示す半導体装置の製造フローを示す図4乃至図6を用いて製造方法について説明する。
例えば抵抗が20〜30ΩcnのP型のシリコン基板1の表面上に、絶縁膜2として例えば酸化膜を膜厚6000Åとして熱酸化法を用いて成膜させる。次にTEOS膜14を例えば7000ÅでCVD法を用いて堆積する、次にゲート酸化膜3として例えば酸化膜を膜厚200Åとして熱酸化法を用いて成膜させる。次にヒューズ配線4として例えば多結晶シリコンを膜厚4000ÅとしてCVD法により堆積させたのちオン注入にて低抵抗化し、次いでフォトリソグラフィーとドライエッチングを用いて所望の形状に形成する。
Next, a manufacturing method will be described with reference to FIGS. 4 to 6 showing a manufacturing flow of a semiconductor device showing an embodiment of the present invention.
For example, on the surface of a P-
次に酸化膜5として例えばTEOS膜を膜厚1000ÅとしてCVD法により堆積させる。次に第1層間絶縁膜6として例えばBPSG膜を膜厚5000ÅとしてCVD法で堆積させる。次に第1金属配線7とヒューズ配線4両端のヒューズ端子15を接合するためのコンタクト開口をフォトリソグラフィーとドライエッチングを用いて行う(図4参照)。
Next, as the
次に第1金属配線7を例えばAl-Si-Cu膜を膜厚5000Åとしてスパッタ法を用いて堆積させ、所望の形状にフォトリソグラフィーとドライエッチングを用いて形成する。次に第2層間絶縁膜8を例えばTEOS膜として膜厚7000ÅとしてCVD法で堆積させる。次にSOG膜9を例えば3000Åとしてスピン塗布で成膜する(図5参照)。
Next, the
次にSOG膜9を例えば第1金属配線の表面までドライエッチングを用いてエッチバックさせる。次に第3層間絶縁膜10として例えばTEOS膜4000ÅをCVD法を用いて堆積させる。図示してはいないが、次に第2層間絶縁膜8と第3層間絶縁膜9と酸化膜5を貫通して第1金属配線7に達するビアホールを形成した後、ビアホールを介して第1金属配線7と接合する第2金属配線を第3層間絶縁膜10上に形成する。次にパッシベーション膜11として例えば窒化膜を膜厚9500ÅとしてCVD法を用いて堆積させる。次にポリイミド膜12を例えば膜厚12umとしてスピン塗布で成膜し、フォトリソを用いてヒューズ開口部13の領域だけ除去する(図6参照)。
Next, the
次にポリイミド膜12をマスクとして、ドライエッチングを用いて、パッシベーション膜11と第3層間絶縁膜10と第1層間絶縁膜6を除去することで図1に示す半導体装置を得ることができる。
Next, using the
1 シリコン基板
2 絶縁膜
3 ゲート酸化膜
4 ヒューズ配線
5 酸化膜
6 第1層間絶縁膜
7 第1金属配線
8 第2層間絶縁膜
9 SOG膜
10 第3層間絶縁膜
11 パッシベーション膜
12 ポリイミド膜
13 ヒューズ開口部
14 TEOS膜
15 ヒューズ端子
Claims (3)
前記半導体基板の上に設けられた絶縁膜と、
前記絶縁膜上にヒューズ開口部となる領域を含んで重畳するように設けられた凸領域と、
前記凸領域を跨いで前記絶縁膜の上に設けられたヒューズ配線と、
前記ヒューズ配線の上を覆う第1層間絶縁膜と、
前記第1層間絶縁膜に形成したコンタクトホールを介して前記ヒューズ配線の両端に設けられた前記ヒューズ端子と電気的に接続している第1金属配線と、
前記第1金属配線と前記第1層間絶縁膜の上に設けられた第2層間絶縁膜および前記第2層間絶縁膜の凹部に設けられたSOG膜と、
平坦化された前記SOG膜および前記第2層間絶縁膜の上に設けられた第3層間絶縁膜と、
前記第3層間絶縁膜の上に設けられたパッシベーション膜と、
前記パッシベーション膜を除去して、平面視的に前記凸領域内に前記凸領域よりも小さく設けられたヒューズ開口部と、
からなり、
前記凸領域上には前記SOG膜が存在していないことを特徴とする半導体装置。 A semiconductor substrate;
An insulating film provided on the semiconductor substrate;
A convex region provided so as to overlap the insulating film including a region to be a fuse opening;
A fuse wire which is provided on the insulating film across the front Kitotsu region,
A first interlayer insulating film overlying the fuse wiring,
Electrically connected to that first metal wiring and the fuse terminals provided at both ends of the fuse wire through a contact hole formed in the first interlayer insulating film,
A second interlayer insulating film provided on the first metal wiring and the first interlayer insulating film and an SOG film provided in a recess of the second interlayer insulating film;
A third interlayer insulating film provided on the planarized SOG film and the second interlayer insulating film;
A passivation film provided on the third interlayer insulating film;
Removing the passivation film, and in a plan view, the fuse opening provided in the convex region smaller than the convex region;
Tona is,
A semiconductor device characterized in that the SOG film does not exist on the convex region .
The semiconductor device according to claim 1, wherein the convex region is made of an insulating film.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011215150A JP5666410B2 (en) | 2011-09-29 | 2011-09-29 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011215150A JP5666410B2 (en) | 2011-09-29 | 2011-09-29 | Semiconductor device |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013077614A JP2013077614A (en) | 2013-04-25 |
JP2013077614A5 JP2013077614A5 (en) | 2014-08-28 |
JP5666410B2 true JP5666410B2 (en) | 2015-02-12 |
Family
ID=48480892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011215150A Expired - Fee Related JP5666410B2 (en) | 2011-09-29 | 2011-09-29 | Semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5666410B2 (en) |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05206284A (en) * | 1992-01-24 | 1993-08-13 | Matsushita Electron Corp | Formation of multilayer interconnection |
JPH0722508A (en) * | 1993-06-24 | 1995-01-24 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated circuit device |
JPH0774248A (en) * | 1993-08-31 | 1995-03-17 | Nippon Steel Corp | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP4097303B2 (en) * | 1996-03-05 | 2008-06-11 | 聯華電子股▲ふん▼有限公司 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
JP3459529B2 (en) * | 1996-12-19 | 2003-10-20 | 三洋電機株式会社 | Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same |
JP3667507B2 (en) * | 1997-10-27 | 2005-07-06 | 株式会社ルネサステクノロジ | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
US6259146B1 (en) * | 1998-07-17 | 2001-07-10 | Lsi Logic Corporation | Self-aligned fuse structure and method with heat sink |
JP4462030B2 (en) * | 2004-12-22 | 2010-05-12 | 富士電機システムズ株式会社 | Semiconductor device |
-
2011
- 2011-09-29 JP JP2011215150A patent/JP5666410B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013077614A (en) | 2013-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6215020B2 (en) | Semiconductor device | |
JP5139689B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US9397054B2 (en) | Semiconductor structure with an interconnect level having a conductive pad and metallic structure such as a base of a crackstop | |
US6879020B2 (en) | Semiconductor device | |
JP6595873B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof | |
JP5981260B2 (en) | Semiconductor device | |
US8728876B2 (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
JP5666410B2 (en) | Semiconductor device | |
JP5666411B2 (en) | Semiconductor device | |
TWI575697B (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
US9793215B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device | |
JP2005303051A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2012004499A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
TWI436471B (en) | Blocking splashing fuse structure | |
JP6524730B2 (en) | Semiconductor device | |
JP5037159B2 (en) | Semiconductor chip, manufacturing method thereof, and semiconductor wafer | |
JP2011187816A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
JP5167675B2 (en) | Semiconductor fuse device and manufacturing method thereof | |
JP2012114258A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JP2011199123A (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same | |
JPWO2016117056A1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device | |
JP2004363433A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140710 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140710 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20141112 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20141118 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20141210 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5666410 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |