JP3900115B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
Semiconductor device and manufacturing method thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP3900115B2 JP3900115B2 JP2003161801A JP2003161801A JP3900115B2 JP 3900115 B2 JP3900115 B2 JP 3900115B2 JP 2003161801 A JP2003161801 A JP 2003161801A JP 2003161801 A JP2003161801 A JP 2003161801A JP 3900115 B2 JP3900115 B2 JP 3900115B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- insulating film
- fuse
- fuse element
- film
- protective insulating
- 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
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、特にヒューズ素子を有する半導体装置及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体装置の高密度化、高集積化に伴い、半導体装置の一部の不良回路による歩留まり低下を抑制する1つの手段として、冗長回路技術が提案されている。
【0003】
冗長回路には、半導体基板上に形成された絶縁膜と、絶縁膜上に形成されたヒューズ素子と、ヒューズ素子を覆う保護絶縁膜が形成されており、レーザートリミング工程において、ヒューズ素子上の保護絶縁膜を介して、ヒューズ素子にレーザー照射を行ってヒューズ素子を切断する。これにより、不良回路を冗長回路に置き換えて、不良回路を有する半導体装置の救済が行われる。
【0004】
このようにヒューズ素子をレーザーで切断する場合、ヒューズ素子を覆う保護絶縁膜の膜厚が厚すぎる場合、レーザー照射時に下地の絶縁膜方向に亀裂が入りやすく、レーザーを照射したヒューズ素子のみならず周辺のヒューズ素子などに損傷が生じるという課題があった。一方、保護絶縁膜の膜厚が薄すぎると、ヒューズ素子と同時に形成された配線が水分によって腐食するという課題があった。
【0005】
そこで、従来の半導体装置の製造方法では、膜厚の厚い保護絶縁膜を形成した後、ヒューズ素子上の保護絶縁膜の残膜厚が所望の膜厚になるようにエッチングを行ってトリミング窓開口部を形成する方法が用いられていた(例えば、特許文献1参照)。
【0006】
以下、従来の半導体装置の製造方法について、図面を用いて説明する。
【0007】
図6(a)〜図6(c)は、従来のヒューズ素子を有する半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【0008】
まず、図6(a)に示す工程で、半導体基板100上に絶縁膜101を形成した後、絶縁膜101上に金属膜からなるヒューズ素子102a及びボンディングパッド102bを形成する。その後、基板上に、ヒューズ素子102a及びボンディングパッド102bを覆う保護絶縁膜103を形成した後、ボンディングパッド102b上の保護絶縁膜103をエッチングして、パッド開口部104を形成する。
【0009】
次に、図6(b)に示す工程で、基板上に、ヒューズ素子102a形成領域に開口を有するレジスト105を形成した後、レジスト105をマスクにして保護絶縁膜103を所望の厚さ分だけエッチングしてトリミング窓開口部107を形成し、ヒューズ素子102a形成領域にヒューズ部絶縁膜103aを形成する。
【0010】
次に、図6(c)に示す工程で、レジスト105を除去する。その後、レーザートリミング工程では、ヒューズ素子102a上のヒューズ部絶縁膜103aを介して、ヒューズ素子102aにトリミング窓開口部107からレーザー照射を行ってヒューズ素子102aを切断する。このとき、複数のヒューズ素子102aの中から所定のヒューズ素子102aを切断する。
【0011】
【特許文献1】
特開2001−77202号公報
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来の半導体装置の製造方法では、ヒューズ素子102a上に残存するヒューズ部絶縁膜103aの膜厚を精度良く制御することが困難であった。
【0013】
すなわち、図6(a)に示す工程で厚さ1μmの保護絶縁膜103を形成した後、図6(b)に示す工程でヒューズ素子102a形成領域の保護絶縁膜103を800nmエッチングして、ヒューズ素子102aの上面上に厚さ200nmのヒューズ部絶縁膜103aを形成する場合、ばらつきを片側10%(保護絶縁膜103のばらつき100nm、エッチング量のばらつき80nm)と仮定すると、残膜厚のばらつきはそれぞれのばらつきの2乗平均と考えられ、計算すると片側128nmとなる。従って、ヒューズ素子102aの上面上のヒューズ部絶縁膜103aの厚さは、200±128nmとなる。例えば、保護絶縁膜103としてシリコン窒化膜を用いた場合、レーザーによるヒューズ素子102aのトリミングを安定して行うためには、ヒューズ部絶縁膜103aの膜厚を250nm以内に抑えなければならないが、上記のようにばらつきによって膜厚が250nmを越えるため、レーザートリミング工程においてヒューズ素子の切断歩留まりが低くなるという問題があった。
【0014】
そこで、本発明の目的は、膜厚の厚い保護絶縁膜を有し、且つ、ヒューズ素子上の一部にばらつきの少ない膜厚の薄いヒューズ部絶縁膜を有す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。
【0015】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置は、半導体基板上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上に形成された導電膜からなるヒューズ素子と、前記ヒューズ素子の上面上に形成された保護絶縁膜と、前記ヒューズ素子の側面上に形成されたヒューズ部絶縁膜とを備え、前記ヒューズ部絶縁膜は、前記保護絶縁膜に比べて膜厚が薄いことを特徴とする。
【0016】
この構成によれば、ヒューズ素子上に形成された保護絶縁膜に比べて、膜厚の薄いヒューズ部絶縁膜がヒューズ素子の側面上に形成されているため、レーザー照射によってヒューズ素子の切断を安定して行うことができるので、切断不良を排除して半導体装置の歩留まりを改善できる。
【0017】
上記半導体装置において、前記ヒューズ素子と同じ金属膜からなり、前記絶縁膜上に形成されたボンディングパッドを備え、前記ボンディングパッド上には、パッド開口部が形成されている前記保護絶縁膜が形成されていることを特徴とする。
【0018】
上記半導体装置において、前記ヒューズ部絶縁膜と前記保護絶縁膜は、同じ絶縁膜によって一体形成されている。
【0019】
上記半導体装置において、前記ヒューズ部絶縁膜及び前記保護絶縁膜は、シリコン窒化膜であり、前記ヒューズ部絶縁膜及び前記保護絶縁膜上には、同一のパターン幅を有するシリコン酸化膜が形成されている。
【0020】
上記半導体装置において、前記保護絶縁膜は、前記ヒューズ素子上に同一パターン幅で形成されたおり、前記ヒューズ部絶縁膜は、前記ヒューズ素子及び前記保護絶縁膜上に形成された被覆絶縁膜の一部である。
【0021】
上記半導体装置において、前記保護絶縁膜は、シリコン酸化膜であり、前記ヒューズ部絶縁膜は、シリコン窒化膜である。
【0022】
上記半導体装置において、前記ヒューズ部絶縁膜の膜厚は、30nm〜200nmである。
【0023】
本発明の第1の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に絶縁膜を形成する工程(a)と、前記絶縁膜上に導電膜からなるヒューズ素子を形成する工程(b)と、前記工程(b)の後に、基板上に前記ヒューズ素子上を覆う保護絶縁膜を形成する工程(c)と、前記工程(c)の後に、前記保護絶縁膜をエッチングして、前記ヒューズ素子の側面から離間した位置にヒューズ近接開口部を形成する工程(d)とを備え、前記工程(d)では、前記ヒューズ素子の側面上に、前記保護絶縁膜からなるヒューズ部絶縁膜が前記保護絶縁膜の膜厚よりも薄く形成されることを特徴とする。
【0024】
この第1の半導体装置の製造方法によれば、保護絶縁膜をエッチングして、ヒューズ素子の側面から離間した位置にヒューズ近接開口部を形成することによって、ヒューズ素子の側面上に、保護絶縁膜からなるヒューズ部絶縁膜を薄く形成することができるため、ヒューズ部絶縁膜の膜厚を精度良く制御することができる。したがって、レーザー照射によるヒューズ素子の切断を安定して行うことができ、切断不良を排除して半導体装置の歩留まりを改善できる。さらに、工程数を増やすことなくヒューズ部絶縁膜を形成できるため、製造コストの低減を図ることができる。
【0025】
上記第1の半導体装置の製造方法において、前記工程(b)では、前記絶縁膜上に前記ヒューズ素子と同じ導電膜からなるボンディングパッドを形成し、前記工程(c)では、前記ボンディングパッド上に覆う前記保護絶縁膜を形成し、前記工程(d)では、前記ボンディングパッド上の前記保護絶縁膜をエッチングして、パッド開口部を形成する。
【0026】
上記第1の半導体装置の製造方法において、前記工程(d)では、前記ヒューズ素子の側面から30nm〜200nm離間した位置に前記ヒューズ近接開口部を形成する。
【0027】
上記第1の半導体装置の製造方法において、前記保護絶縁膜は、シリコン窒化膜であり、前記工程(d)では、シリコン酸化膜をマスクして、前記保護絶縁膜のエッチングを行う。
【0028】
本発明の第2の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に絶縁膜を形成する工程(a)と、前記絶縁膜上に導電膜からなるヒューズ素子用導体領域を形成する工程(b)と、前記工程(b)の後に、基板上に前記ヒューズ素子用導体領域を覆う保護絶縁膜を形成する工程(c)と、前記保護絶縁膜をエッチングして、前記ヒューズ素子用導体領域上にヒューズ上保護絶縁膜を形成する工程(d)と、前記ヒューズ上保護絶縁膜をマスクにして、前記ヒューズ素子用導体領域をエッチングしてヒューズ素子を形成する工程(e)と、前記工程(e)の後に、前記ヒューズ素子の側面上を覆う前記保護絶縁膜の膜厚よりも薄いヒューズ部絶縁膜を形成する工程(f)とを備えていることを特徴とする。
【0029】
この第2の半導体装置の製造方法によれば、ヒューズ上保護絶縁膜をマスクにして、ヒューズ素子用導体領域をエッチングしてヒューズ素子を形成した後に、ヒューズ素子の側面上に膜厚の薄いヒューズ部絶縁膜を形成するため、
上記第2の半導体装置の製造方法において、前記工程(b)では、前記絶縁膜上に導電膜からなるボンディングパッドを形成し、前記工程(c)では、前記ボンディングパッド上に前記保護絶縁膜を形成し、前記工程(f)では、基板上の全面に、前記ヒューズ部絶縁膜となる被覆絶縁膜を形成し、前記工程(f)の後に、前記ボンディングパッド上の前記保護絶縁膜及び前記被覆絶縁膜をエッチングして、パッド開口部を形成する。
【0030】
上記第2の半導体装置の製造方法において、前記保護絶縁膜は、シリコン酸化膜であり、前記ヒューズ部絶縁膜は、シリコン窒化膜である。
【0031】
上記第2の半導体装置の製造方法において、前記ヒューズ部絶縁膜の膜厚は、30nm〜200nmである。
【0032】
この第2の半導体装置の製造方法によれば、ヒューズ部絶縁膜の膜厚を精度良く制御することができる。したがって、レーザー照射によるヒューズ素子の切断を安定して行うことができ、切断不良を排除して半導体装置の歩留まりを改善できる。
【0033】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1〜図5は、この発明の実施の形態による半導体装置、およびその製造方法を示す図である。
【0034】
(第1の実施の形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【0035】
この第1の実施形態における半導体装置は、トランジスタなどの半導体素子が形成されている半導体基板10の上に形成された層間絶縁膜11と、層間絶縁膜11上に最上層の金属配線に形成されたヒューズ素子12aと、層間絶縁膜11上に最上層の金属配線で形成されたボンディングパッド12bと、ヒューズ素子12a及びボンディングパッド12bが形成されている層間絶縁膜11上に形成された厚さ800nmのシリコン窒化膜からなる下部保護絶縁膜13aと、下部保護絶縁膜13a上に形成された厚さ200nmのシリコン酸化膜からなる上部保護絶縁膜14aと、ヒューズ素子12aの側面上に下部保護絶縁膜13aとなる下部絶縁膜の一部が残存してなる厚さ30〜200nmのヒューズ部絶縁膜13bと、ヒューズ素子12aの側面から30〜200nm程度離間した位置に下部保護絶縁膜13aとなる下部絶縁膜及び上部保護絶縁膜14aとなる上部絶縁膜を開口して形成されたヒューズ近接開口部15aと、ボンディングパッド12b上に下部保護絶縁膜13aとなる下部絶縁膜及び上部保護絶縁膜14aとなる上部絶縁膜を開口して形成されたパッド開口部15bとを備えている。
【0036】
本実施形態によれば、ヒューズ素子12aの上面上には、厚さ800nmと膜厚の厚い下部保護絶縁膜13aが形成されており、ヒューズ素子12aの側面上には、下部保護絶縁膜13aとなる下部絶縁膜の一部が残存してなる厚さ30〜200nm程度と膜厚の薄いヒューズ部絶縁膜13bが形成されている。この膜厚の薄いヒューズ部絶縁膜13bは、ヒューズ素子12aの側面から30〜200nm程度離間した位置にヒューズ近接開口部15aを設けることによって形成できるため、ヒューズ部絶縁膜13bの膜厚を正確に制御することが容易になる。
【0037】
したがって、レーザーによるヒューズ素子の切断を安定して行うことができるため、切断不良を排除して半導体装置の歩留まりを改善することができる。また、ボンディングパッド12b上にパッド開口部15bを形成する際に、同時にヒューズ近接開口部15aを形成することによって、ヒューズ素子12aを覆う下部保護絶縁膜13a及びヒューズ部絶縁膜13bを形成することができるため、工程数を増加させることなく容易に形成することが可能となり、製造コストの低減を図ることができる。
【0038】
以上のように構成された本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図2を用いて説明する。図2(a)〜図2(c)は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【0039】
まず、図2(a)に示す工程で、トランジスタなどの半導体素子が形成されている半導体基板10の上に層間絶縁膜11を形成した後、層間絶縁膜11上にAl合金からなる金属膜を堆積し、フォトリソグラフィ及びドライエッチングにより金属膜のパターニングを行って、ヒューズ素子12a及びボンディングパッド12bを形成する。その後、ヒューズ素子12a、ボンディングパッド12b及び層間絶縁膜11の上に、プラズマCVD法によって厚さ800nmのシリコン窒化膜からなる下部絶縁膜13を形成する。その後、下部絶縁膜13上に厚さ200nmのシリコン酸化膜からなる上部絶縁膜14を形成する。
【0040】
次に、図2(b)に示す工程で、上部絶縁膜14上に、ボンディングパッド12b上に開口されたパッド用開口部とヒューズ素子12aの側面から所定の距離だけ離間した位置に開口されたヒューズ用開口部を有するレジスト16を形成する。このとき、レジスト16のヒューズ用開口部は、例えばヒューズ素子12aの側面から設計上で200nm程度離間した位置に形成する。その後、レジスト16をマスクにして、上部絶縁膜14をエッチングして上部保護絶縁膜14aを形成する。
【0041】
次に、図2(c)に示す工程で、レジスト16を除去した後、上部保護絶縁膜14aをマスクにして、下部絶縁膜13をエッチングしてヒューズ近接開口部15aとパッド開口部15bを形成する。これにより、ヒューズ素子12aの上面上には、下部絶縁膜13からなる下部保護絶縁膜13aが形成され、ヒューズ素子12aの側面上には、下部絶縁膜13の一部が残存してなるヒューズ部絶縁膜13bが形成される。
【0042】
この第1の実施形態におけるヒューズ素子12aの側面上に形成されるヒューズ部絶縁膜13bの膜厚のばらつきは、例えば次のように計算される。
【0043】
レジスト16のヒューズ用開口部がヒューズ素子12aの側面から設計上で200nm離間している場合、ヒューズ素子12a及びボンディングパッド12bを含む最上層配線とレジスト16とのアライメント精度を170nmとすると、ヒューズ部絶縁膜13bの膜厚は30nm〜370nmの範囲内になる。ここで、ヒューズ近接開口部15aをヒューズ素子12aの両側に設けている場合、ヒューズ素子12aの両側に残存するヒューズ部絶縁膜13bのうち、膜厚の薄い方のヒューズ部絶縁膜13bの膜厚は30nm〜200nmの範囲内になる。従って、本実施形態によれば、レーザートリミングによって切断するヒューズ素子の切断箇所上に形成されているヒューズ部絶縁膜の膜厚ばらつきは、従来技術におけるヒューズ部絶縁膜のばらつきの7割以下に抑えることができる。
【0044】
上記実施形態では、ヒューズ近接開口部とボンディングパッド開口部を同時に形成しているが、別々のエッチング工程で形成するようにしてもよい。また、本実施形態では、上部絶縁膜からなる上部保護絶縁膜をマスクにして、下部絶縁膜のエッチングを行なってヒューズ近接開口部およびボンディングパッド開口部を形成しているが、上部絶縁膜を形成せずに直接レジストマスクを用いて形成してもよい。
【0045】
(第2の実施の形態)
図3は、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の断面図である。
【0046】
この第2の実施形態における半導体装置は、トランジスタなどの半導体素子が形成されている半導体基板10の上に形成された層間絶縁膜11と、層間絶縁膜11上に最上層の金属配線に形成されたヒューズ素子12aと、層間絶縁膜11上に最上層の金属配線で形成されたボンディングパッド12bと、ヒューズ素子12a及びボンディングパッド12bが形成されている層間絶縁膜11上に形成された厚さ900nmのシリコン窒化膜からなる保護絶縁膜20と、保護絶縁膜20上に形成された厚さ50nmのシリコン酸化膜からなる被覆絶縁膜21と、ボンディングパッド12b上に保護絶縁膜20及び被覆絶縁膜21を開口して形成されたパッド開口部22とを備えている。そして、ヒューズ素子12aの上面上には、ヒューズ素子12aのパターン幅と同一パターン幅を有する保護絶縁膜20からなるヒューズ上保護絶縁膜20aが形成されており、ヒューズ素子12aの側面上には、被覆絶縁膜21からなるヒューズ部絶縁膜21aが直接形成されている。
【0047】
本実施形態によれば、ヒューズ素子12aはヒューズ上保護絶縁膜20aとヒューズ部絶縁膜21aで覆われており、ヒューズ素子12aの上面上に形成されているヒューズ上保護絶縁膜20aの厚さが900nmであるのに対してヒューズ素子12aの側面上に形成されているヒューズ部絶縁膜21aの厚さは50nm程度と薄くなっている。このように、ヒューズ素子12aの側面上に適切な膜厚を有する被覆絶縁膜21からなるヒューズ部絶縁膜21aを形成することにより、ヒューズ部絶縁膜21aの膜厚を薄く、且つ、膜厚を正確に制御することが容易になる。したがって、レーザーによるヒューズ素子の切断を安定して行うことができるため、切断不良を排除して半導体装置の歩留まりを改善することができる。
【0048】
以上のように構成された本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法について、図4を用いて説明する。図4(a)〜図4(d)は、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【0049】
まず、図4(a)に示す工程で、トランジスタなどの半導体素子が形成されている半導体基板10の上に層間絶縁膜11を形成した後、層間絶縁膜11上にAl合金からなる金属膜を堆積し、フォトリソグラフィ及びドライエッチングにより金属膜のパターニングを行ない、ヒューズ素子用金属領域12A及びボンディングパッド12bを形成する。その後、ヒューズ素子用金属領域12A、ボンディングパッド12b及び層間絶縁膜11の上に、プラズマCVD法によって厚さ900nmのシリコン窒化膜からなる保護絶縁膜20を形成する。その後、保護絶縁膜20上に、ヒューズ素子形成領域18にヒューズ素子形成パターン17aを有するレジスト17を形成する。図5は、図4(a)に示す工程におけるヒューズ素子用金属領域12Aとレジスト17とを示す平面図である。図において、点線より外側にはレジスト17が形成されている。レジスト17は、ヒューズ素子形成領域18以外の領域を覆っており、且つ、ヒューズ素子用金属領域12A上にはレジスト17からなるヒューズ素子形成パターン17aが形成されており、それ以外は開口19されている。
【0050】
次に、図4(b)に示す工程で、レジスト17をマスクして保護絶縁膜20をエッチングして、ヒューズ素子用金属領域12A上にヒューズ上保護絶縁膜20aを形成する。その後、レジスト17を除去する。
【0051】
次に、図4(c)に示す工程で、ヒューズ上保護絶縁膜20aを含む保護絶縁膜20をマスクにしてヒューズ素子用金属領域12Aのエッチングを行ない、ヒューズ素子12aを形成する。
【0052】
次に、図4(d)に示す工程で、基板上の全面に、厚さ50nmのシリコン窒化膜からなる被覆絶縁膜21を形成する。その後、フォトリソグラフィ及びドライエッチングによって、ボンディングパッド12b上の保護絶縁膜20及び被覆絶縁膜21をエッチングしてパッド開口部22を形成する。これにより、ヒューズ素子12aの側面上には、膜厚の薄い被覆絶縁膜21からなるヒューズ部絶縁膜21aが形成された構成となる。
【0053】
この第2の実施形態において、ヒューズ素子12aの側面上に形成される被覆絶縁膜21からなるヒューズ部絶縁膜21aの膜厚のばらつきは、被覆絶縁膜21の成膜ばらつきと等しくなる。従って、成膜時の膜厚ばらつきを堆積膜厚の10%と仮定すると、ヒューズ素子12aの側面上における被覆絶縁膜21からなるヒューズ部絶縁膜21aの膜厚ばらつきは5nmであり、従来技術における膜厚ばらつき(128nm)に対して約4%と大幅に膜厚ばらつきを低減することができる。
【0054】
【発明の効果】
本発明によれば、膜厚の厚い保護絶縁膜を有し、且つ、ヒューズ素子上の一部にばらつきの少ない膜厚の薄いヒューズ部絶縁膜を精度よく制御することができるため、製造コストの増大を抑えながらレーザー照射によるヒューズ切断に起因する不良を解消することができる半導体装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図
【図2】(a)〜(c)は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図
【図3】本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置を示す断面図
【図4】(a)〜(d)は、本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の製造工程を示す断面図
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る半導体装置の製造工程のうち、図4(a)における平面図
【図6】(a)〜(c)は、従来の半導体装置の製造工程を示す断面図
【符号の説明】
10 半導体基板
11 層間絶縁膜
12A ヒューズ素子用金属領域
12a ヒューズ素子
12b ボンディングパッド
13 下部絶縁膜
13a 下部保護絶縁膜
13b ヒューズ部絶縁膜
14 上部絶縁膜
14a 上部保護絶縁膜
15a ヒューズ近接開口部
15b パッド開口部
16 レジスト
17 レジスト
17a ヒューズ素子形成パターン
18 ヒューズ素子形成領域
19 開口
20 保護絶縁膜
20a ヒューズ上保護絶縁膜
21 被覆絶縁膜
21a ヒューズ部絶縁膜
22 パッド開口部[0001]
BACKGROUND 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 element and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
Along with the higher density and higher integration of semiconductor devices, redundant circuit technology has been proposed as one means for suppressing a decrease in yield due to some defective circuits of the semiconductor device.
[0003]
In the redundant circuit, an insulating film formed on the semiconductor substrate, a fuse element formed on the insulating film, and a protective insulating film covering the fuse element are formed. In the laser trimming process, protection on the fuse element is formed. Through the insulating film, the fuse element is irradiated with laser to cut the fuse element. Thereby, the defective circuit is replaced with the redundant circuit, and the semiconductor device having the defective circuit is relieved.
[0004]
When the fuse element is cut with a laser in this way, if the protective insulating film covering the fuse element is too thick, cracking tends to occur in the direction of the underlying insulating film during laser irradiation, and not only the fuse element irradiated with the laser. There has been a problem that peripheral fuse elements and the like are damaged. On the other hand, if the protective insulating film is too thin, there is a problem that the wiring formed simultaneously with the fuse element is corroded by moisture.
[0005]
Therefore, in a conventional method of manufacturing a semiconductor device, after forming a thick protective insulating film, etching is performed so that the remaining film thickness of the protective insulating film on the fuse element becomes a desired film thickness, thereby opening the trimming window. A method of forming a portion has been used (see, for example, Patent Document 1).
[0006]
Hereinafter, a conventional method for manufacturing a semiconductor device will be described with reference to the drawings.
[0007]
6A to 6C are cross-sectional views showing a manufacturing process of a semiconductor device having a conventional fuse element.
[0008]
First, in the step shown in FIG. 6A, an
[0009]
Next, in the step shown in FIG. 6B, after forming a
[0010]
Next, in the step shown in FIG. 6C, the
[0011]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-77202
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional method for manufacturing a semiconductor device as described above, it is difficult to accurately control the film thickness of the fuse portion
[0013]
That is, after forming the protective
[0014]
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device having a thick protective insulating film and a thin fuse portion insulating film with a small variation in a part of the fuse element and a manufacturing method thereof. That is.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The semiconductor device of the present invention includes an insulating film formed on a semiconductor substrate, a fuse element made of a conductive film formed on the insulating film, a protective insulating film formed on an upper surface of the fuse element, And a fuse part insulating film formed on a side surface of the fuse element, wherein the fuse part insulating film is thinner than the protective insulating film.
[0016]
According to this configuration, since the fuse insulating film having a thin film thickness is formed on the side surface of the fuse element as compared with the protective insulating film formed on the fuse element, the cutting of the fuse element is stabilized by laser irradiation. Therefore, it is possible to eliminate cutting defects and improve the yield of the semiconductor device.
[0017]
The semiconductor device includes a bonding pad made of the same metal film as the fuse element and formed on the insulating film, and the protective insulating film in which a pad opening is formed is formed on the bonding pad. It is characterized by.
[0018]
In the semiconductor device, the fuse insulating film and the protective insulating film are integrally formed of the same insulating film.
[0019]
In the semiconductor device, the fuse part insulating film and the protective insulating film are silicon nitride films, and a silicon oxide film having the same pattern width is formed on the fuse part insulating film and the protective insulating film. Yes.
[0020]
In the semiconductor device, the protective insulating film is formed on the fuse element with the same pattern width, and the fuse portion insulating film is one of a covering insulating film formed on the fuse element and the protective insulating film. Part.
[0021]
In the semiconductor device, the protective insulating film is a silicon oxide film, and the fuse part insulating film is a silicon nitride film.
[0022]
In the semiconductor device, the fuse part insulating film has a thickness of 30 nm to 200 nm.
[0023]
The first method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step (a) of forming an insulating film on a semiconductor substrate, a step (b) of forming a fuse element made of a conductive film on the insulating film, and the step After (b), a step (c) of forming a protective insulating film covering the fuse element on the substrate, and after the step (c), the protective insulating film is etched to form a side surface of the fuse element. Forming a fuse proximity opening at a spaced position, and in the step (d), a fuse part insulating film made of the protective insulating film is formed on the side surface of the fuse element. It is characterized by being formed thinner than the film thickness.
[0024]
According to the first method of manufacturing a semiconductor device, the protective insulating film is etched on the side surface of the fuse element by etching the protective insulating film to form a fuse proximity opening at a position spaced from the side surface of the fuse element. Therefore, the thickness of the fuse part insulating film can be controlled with high accuracy. Therefore, the fuse element can be stably cut by laser irradiation, and the yield of the semiconductor device can be improved by eliminating the cutting failure. Furthermore, since the fuse part insulating film can be formed without increasing the number of steps, the manufacturing cost can be reduced.
[0025]
In the first method of manufacturing a semiconductor device, in the step (b), a bonding pad made of the same conductive film as the fuse element is formed on the insulating film, and in the step (c), the bonding pad is formed on the bonding pad. The covering protective insulating film is formed, and in the step (d), the protective insulating film on the bonding pad is etched to form a pad opening.
[0026]
In the first method for manufacturing a semiconductor device, in the step (d), the fuse proximity opening is formed at a position spaced 30 nm to 200 nm from the side surface of the fuse element.
[0027]
In the first method of manufacturing a semiconductor device, the protective insulating film is a silicon nitride film, and in the step (d), the protective insulating film is etched using the silicon oxide film as a mask.
[0028]
The second method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step (a) of forming an insulating film on a semiconductor substrate, and a step (b) of forming a conductor region for a fuse element made of a conductive film on the insulating film. After the step (b), a step (c) of forming a protective insulating film covering the fuse element conductor region on the substrate, and etching the protective insulating film to form a fuse on the fuse element conductor region A step (d) of forming an upper protective insulating film, a step (e) of forming the fuse element by etching the conductor region for the fuse element, using the upper protective insulating film as a mask, and the step (e) And (f) forming a fuse part insulating film thinner than the film thickness of the protective insulating film covering the side surface of the fuse element.
[0029]
According to this second method of manufacturing a semiconductor device, a fuse element is formed by etching the fuse element conductor region using the protective insulating film on the fuse as a mask, and then a thin fuse is formed on the side surface of the fuse element. In order to form a partial insulation film,
In the second method of manufacturing a semiconductor device, in the step (b), a bonding pad made of a conductive film is formed on the insulating film, and in the step (c), the protective insulating film is formed on the bonding pad. In the step (f), a covering insulating film to be the fuse portion insulating film is formed on the entire surface of the substrate. After the step (f), the protective insulating film and the covering on the bonding pad are formed. The insulating film is etched to form a pad opening.
[0030]
In the second method of manufacturing a semiconductor device, the protective insulating film is a silicon oxide film, and the fuse part insulating film is a silicon nitride film.
[0031]
In the second method of manufacturing a semiconductor device, the fuse part insulating film has a thickness of 30 nm to 200 nm.
[0032]
According to the second method for manufacturing a semiconductor device, the film thickness of the fuse insulating film can be accurately controlled. Therefore, the fuse element can be stably cut by laser irradiation, and the yield of the semiconductor device can be improved by eliminating the cutting failure.
[0033]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 5 are views showing a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to an embodiment of the present invention.
[0034]
(First embodiment)
FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
[0035]
The semiconductor device according to the first embodiment is formed with an
[0036]
According to the present embodiment, a thick lower protective insulating film 13a having a thickness of 800 nm is formed on the upper surface of the
[0037]
Therefore, the fuse element can be stably cut by the laser, so that the defective cutting can be eliminated and the yield of the semiconductor device can be improved. Further, when the pad opening 15b is formed on the
[0038]
A method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIG. 2A to 2C are cross-sectional views illustrating the manufacturing steps of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
[0039]
First, in the step shown in FIG. 2A, an
[0040]
Next, in the step shown in FIG. 2 (b), an opening was formed on the upper insulating
[0041]
Next, in the step shown in FIG. 2C, after removing the resist 16, the lower insulating
[0042]
The variation in the film thickness of the fuse insulating film 13b formed on the side surface of the
[0043]
When the fuse opening of the resist 16 is 200 nm away from the side surface of the
[0044]
In the above embodiment, the fuse proximity opening and the bonding pad opening are formed simultaneously, but they may be formed in separate etching processes. In this embodiment, the lower insulating film is etched by using the upper protective insulating film made of the upper insulating film as a mask to form the fuse proximity opening and the bonding pad opening, but the upper insulating film is formed. Instead, it may be formed directly using a resist mask.
[0045]
(Second Embodiment)
FIG. 3 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
[0046]
The semiconductor device according to the second embodiment is formed with an
[0047]
According to the present embodiment, the
[0048]
A method for manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention configured as described above will be described with reference to FIGS. FIG. 4A to FIG. 4D are cross-sectional views showing manufacturing steps of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.
[0049]
First, in the step shown in FIG. 4A, an
[0050]
Next, in the step shown in FIG. 4B, the protective insulating
[0051]
Next, in the step shown in FIG. 4C, the fuse
[0052]
Next, in the step shown in FIG. 4D, a covering insulating
[0053]
In the second embodiment, the film thickness variation of the
[0054]
【The invention's effect】
According to the present invention, a thin fuse portion insulating film having a thick protective insulating film and having a small variation in a portion on the fuse element can be accurately controlled. It is possible to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same that can eliminate defects caused by cutting a fuse by laser irradiation while suppressing an increase.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention. FIGS. 2A to 2C are views showing a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. FIGS. 4A to 4D are views of a semiconductor according to the second embodiment of the present invention. Sectional drawing which shows the manufacturing process of an apparatus [FIG. 5] The top view in FIG. 4 (a) among the manufacturing processes of the semiconductor device based on the 2nd Embodiment of this invention. [FIG. 6] (a)-(c). Sectional view showing the manufacturing process of a conventional semiconductor device
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記絶縁膜上に形成された導電膜からなるヒューズ素子と、
前記ヒューズ素子の上面上に形成された保護絶縁膜と、
前記ヒューズ素子の側面上に形成されたヒューズ部絶縁膜とを備え、
前記ヒューズ部絶縁膜と前記保護絶縁膜は、同じシリコン窒化膜によって一体形成されており、
前記ヒューズ部絶縁膜及び前記保護絶縁膜上には、同一のパターン幅を有するシリコン酸化膜が形成されており、
前記ヒューズ部絶縁膜は、前記保護絶縁膜に比べて膜厚が薄いことを特徴とする半導体装置。An insulating film formed on the semiconductor substrate;
A fuse element made of a conductive film formed on the insulating film;
A protective insulating film formed on the upper surface of the fuse element;
A fuse part insulating film formed on a side surface of the fuse element,
The fuse part insulating film and the protective insulating film are integrally formed of the same silicon nitride film,
A silicon oxide film having the same pattern width is formed on the fuse part insulating film and the protective insulating film,
The fuse device insulating film has a smaller film thickness than the protective insulating film.
前記絶縁膜上に形成された導電膜からなるヒューズ素子と、
前記ヒューズ素子の上面上に形成された保護絶縁膜と、
前記ヒューズ素子の側面上に形成されたヒューズ部絶縁膜とを備え、
前記保護絶縁膜は、シリコン酸化膜であり、
前記ヒューズ部絶縁膜は、シリコン窒化膜であり、
前記ヒューズ部絶縁膜は、前記保護絶縁膜に比べて膜厚が薄いことを特徴とする半導体装置。An insulating film formed on the semiconductor substrate;
A fuse element made of a conductive film formed on the insulating film;
A protective insulating film formed on the upper surface of the fuse element;
A fuse part insulating film formed on a side surface of the fuse element,
The protective insulating film is a silicon oxide film,
The fuse part insulating film is a silicon nitride film,
The fuse device insulating film has a smaller film thickness than the protective insulating film.
前記絶縁膜上に導電膜からなるヒューズ素子を形成する工程(b)と
前記工程(b)の後に、基板上に前記ヒューズ素子上を覆う保護絶縁膜を形成する工程(c)と、
前記工程(c)の後に、前記保護絶縁膜をエッチングして、前記ヒューズ素子の側面から離間した位置にヒューズ近接開口部を形成する工程(d)とを備え、
前記保護絶縁膜は、シリコン窒化膜であり、
前記工程(d)では、シリコン酸化膜をマスクして、前記保護絶縁膜のエッチングを行い、前記ヒューズ素子の側面上に、前記保護絶縁膜からなるヒューズ部絶縁膜が前記保護絶縁膜の膜厚よりも薄く形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。Forming an insulating film on the semiconductor substrate (a);
A step (b) of forming a fuse element made of a conductive film on the insulating film and a step (c) of forming a protective insulating film covering the fuse element on the substrate after the step (b);
After the step (c), the protective insulating film is etched to form a fuse proximity opening at a position spaced from the side surface of the fuse element (d),
The protective insulating film is a silicon nitride film,
In the step (d), the protective insulating film is etched using the silicon oxide film as a mask, and the fuse insulating film made of the protective insulating film is formed on the side surface of the fuse element. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the semiconductor device is formed thinner.
前記絶縁膜上に導電膜からなるヒューズ素子用導体領域を形成する工程(b)と、
前記工程(b)の後に、基板上に前記ヒューズ素子用導体領域を覆う保護絶縁膜を形成する工程(c)と、
前記保護絶縁膜をエッチングして、前記ヒューズ素子用導体領域上にヒューズ上保護絶縁膜を形成する工程(d)と、
前記ヒューズ上保護絶縁膜をマスクにして、前記ヒューズ素子用導体領域をエッチングしてヒューズ素子を形成する工程(e)と、
前記工程(e)の後に、前記ヒューズ素子の側面上を覆う前記保護絶縁膜の膜厚よりも薄いヒューズ部絶縁膜を形成する工程(f)と、
を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。Forming an insulating film on the semiconductor substrate (a);
Forming a conductive region for a fuse element made of a conductive film on the insulating film (b);
After the step (b), a step (c) of forming a protective insulating film covering the fuse element conductor region on the substrate;
Etching the protective insulating film to form a protective insulating film on the fuse on the fuse element conductor region (d);
Using the protective insulating film on the fuse as a mask and etching the fuse element conductive region to form a fuse element; and
After the step (e), a step (f) of forming a fuse part insulating film thinner than the thickness of the protective insulating film covering the side surface of the fuse element;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記工程(b)では、前記絶縁膜上に導電膜からなるボンディングパッドを形成し、
前記工程(c)では、前記ボンディングパッド上に前記保護絶縁膜を形成し、
前記工程(f)では、基板上の全面に、前記ヒューズ部絶縁膜となる被覆絶縁膜を形成し、
前記工程(f)の後に、前記ボンディングパッド上の前記保護絶縁膜及び前記被覆絶縁膜をエッチングして、パッド開口部を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 4 ,
In the step (b), a bonding pad made of a conductive film is formed on the insulating film,
In the step (c), the protective insulating film is formed on the bonding pad,
In the step (f), a coating insulating film to be the fuse part insulating film is formed on the entire surface of the substrate,
After the step (f), the protective insulating film and the covering insulating film on the bonding pad are etched to form a pad opening.
前記保護絶縁膜は、シリコン酸化膜であり、
前記ヒューズ部絶縁膜は、シリコン窒化膜であることを特徴とする半導体装置の製造方法。In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 4 or 5 ,
The protective insulating film is a silicon oxide film,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the fuse part insulating film is a silicon nitride film.
前記ヒューズ部絶縁膜の膜厚は、30nm〜200nmであることを特徴とする半導体装置の製造方法。In the manufacturing method of the semiconductor device according to any one of claims 4 to 6 ,
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the fuse part insulating film has a thickness of 30 nm to 200 nm.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003161801A JP3900115B2 (en) | 2003-06-06 | 2003-06-06 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003161801A JP3900115B2 (en) | 2003-06-06 | 2003-06-06 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004363433A JP2004363433A (en) | 2004-12-24 |
| JP3900115B2 true JP3900115B2 (en) | 2007-04-04 |
Family
ID=34054123
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003161801A Expired - Fee Related JP3900115B2 (en) | 2003-06-06 | 2003-06-06 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3900115B2 (en) |
-
2003
- 2003-06-06 JP JP2003161801A patent/JP3900115B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2004363433A (en) | 2004-12-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3387478B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP2010021293A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| US8324708B2 (en) | Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method thereof | |
| JP3866710B2 (en) | Semiconductor wafer and dicing method thereof | |
| KR100577308B1 (en) | Semiconductor element and manufacturing method thereof | |
| US20030062592A1 (en) | Fuse element, semiconductor device and method for manufacturing the same | |
| JP3900115B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP2013157468A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JP3872031B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| JPH11214389A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
| JPH0677315A (en) | Semiconductor device | |
| JP4400087B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JPH1022236A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP2005012078A (en) | Semiconductor device and manufacturing method of semiconductor device | |
| JP2001284458A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| JP2004303991A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP2005223172A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| JP2839007B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
| KR100866687B1 (en) | Method for manufacturing a semiconductor device having a fuse | |
| JP5037159B2 (en) | Semiconductor chip, manufacturing method thereof, and semiconductor wafer | |
| KR100835428B1 (en) | Method for manufacturing a semiconductor device having a fuse | |
| JP5165330B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
| JP2013026274A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| JP2011187816A (en) | Method of manufacturing semiconductor device | |
| JP2012054400A (en) | Method of manufacturing semiconductor device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050622 |
|
| RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20050708 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20061024 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061108 |
|
| 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: 20061205 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061218 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110112 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |