(57)【要約】【課題】レーザトリミング用のヒューズを有する半導体装置において、レーザトリミング時のトリミング不良の発生を防止することができる半導体装置を提供する。【解決手段】第１導電型の半導体基板１と、半導体基板１の上部に設けられ、互いに距離を有する第２導電型の複数の短絡防止領域２ａ，２ｂと、半導体基板１の上面に配置された第１絶縁膜３と、第１絶縁膜３の上面に配置され、複数の短絡防止領域２ａ，２ｂの上方を通るように帯状に延伸するパターンをなすヒューズ４と、ヒューズ４の上面に配置された第２絶縁膜５と、第２絶縁膜５の上面に配置されたレーザトリミング用の開口部１０ａを有する保護膜１０とを備え、開口部１０ａが、複数の短絡防止領域２ａ，２ｂを少なくとも含む領域の上方の位置において、第２絶縁膜５を露出する。【選択図】図２
2019033190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の上部に設けられ、互いに距離を有する第２導電型の複数の短絡防止領域と、
前記半導体基板の上面に配置された第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜の上面に配置され、前記複数の短絡防止領域の上方を通るように帯状に延伸するパターンをなすヒューズと、
前記ヒューズの上面に配置された第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜の上面に配置されたレーザトリミング用の開口部を有する保護膜
とを備え、前記開口部が、前記複数の短絡防止領域を少なくとも含む領域の上方の位置において、前記第２絶縁膜を露出することを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記開口部の下方に位置する前記第２絶縁膜に凹部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
２つの前記短絡防止領域が、前記レーザトリミンに用いられるレーザ光が照射される領域に含まれる前記ヒューズの両端の位置の下方の領域を含むようにそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
第１導電型の半導体基板の上部に第２導電型の複数の短絡防止領域を互いに距離を有するように形成する工程と、
前記半導体基板の上面に第１絶縁膜を堆積する工程と、
前記第１絶縁膜の上面に、前記複数の短絡防止領域の上方を通るように帯状に延伸するパターンをなすヒューズを形成する工程と、
前記ヒューズの上面に第２絶縁膜を堆積する工程と、
前記第２絶縁膜の上面に保護膜を堆積する工程と、
前記複数の短絡防止領域を少なくとも含む領域の上方の位置に、前記保護膜を貫通して前記第２絶縁膜を露出するレーザトリミング用の開口部を形成する工程
とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザトリミング用のヒューズを有する半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路（ＩＣ）の機能の切り替えや特性の調整において、例えばウェハ試験の結果に基づき、調整する項目に応じた切断すべきヒューズを確認し、レーザ照射によりヒューズの材料を蒸発させてヒューズを切断（溶断）するレーザトリミングがなされている。
【０００３】
従来の半導体装置におけるレーザトリミングでは、ヒューズ上の絶縁膜の膜厚のバラツキやレーザエネルギーのバラツキ等に起因して、レーザ照射によりヒューズ下の絶縁膜に亀裂（クラック）が入り、この亀裂を介してヒューズの切断部の端部が絶縁膜下の半導体基板の表面に接触し、ヒューズと半導体基板とがショートする場合がある。これを防止するため、半導体基板の上部に半導体基板とは反対導電型の拡散層を設けた構造が知られている（特許文献１参照。）。
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の構造では、ヒューズの切断部の一端が拡散層の表面に接触した場合にはヒューズが半導体基板に直接的にショートすることを防止することができるものの、ヒューズの切断部の両端が拡散層の表面に接触した場合には、ヒューズの切断部の両端が拡散層を介して繋がることでリーク電流の経路が形成され、トリミング不良が生じるという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−８３３６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記課題に鑑み、本発明は、レーザトリミング用のヒューズを有する半導体装置において、レーザトリミング時のトリミング不良の発生を防止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を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、（ａ）第１導電型の半導体基板と、（ｂ）半導体基板の上部に設けられ、互いに距離を有する第２導電型の複数の短絡防止領域と、（ｃ）半導体基板の上面に配置された第１絶縁膜と、（ｄ）第１絶縁膜の上面に配置され、複数の短絡防止領域の上方を通るように帯状に延伸するパターンをなすヒューズと、（ｅ）ヒューズの上面に配置された第２絶縁膜と、（ｆ）第２絶縁膜の上面に配置されたレーザトリミング用の開口部を有する保護膜とを備え、開口部が、複数の短絡防止領域を少なくとも含む領域の上方の位置において、第２絶縁膜を露出することを特徴とする半導体装置であることを要旨とする。
【０００８】
本発明の他の態様は、（ａ）第１導電型の半導体基板の上部に第２導電型の複数の短絡防止領域を互いに距離を有するように形成する工程と、（ｂ）半導体基板の上面に第１絶縁膜を堆積する工程と、（ｃ）第１絶縁膜の上面に、複数の短絡防止領域の上方を通るように帯状に延伸するパターンをなすヒューズを形成する工程と、（ｄ）ヒューズの上面に第２絶縁膜を堆積する工程と、（ｅ）第２絶縁膜の上面に保護膜を堆積する工程と、（ｆ）複数の短絡防止領域を少なくとも含む領域の上方の位置に、保護膜を貫通して第２絶縁膜を露出するレーザトリミング用の開口部を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法であることを要旨とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、レーザトリミング用のヒューズを有する半導体装置において、レーザトリミング時のトリミング不良の発生を防止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】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る半導体装置の一例を示す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ方向から見た断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る半導体装置のレーザトリミング時の断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る半導体装置の断面を示す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像である。
【図５】図４に対応する断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例の工程断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例の図６に引き続く工程断面図である。
【図８】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例の図７に引き続く工程断面図である。
【図９】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例の図８に引き続く工程断面図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例の図９に引き続く工程断面図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例の図１０に引き続く工程断面図である。
【図１２】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例の図１１に引き続く工程断面図である。
【図１３】本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例の図１２に引き続く工程断面図である。
【図１４】本発明の実施形態の第１の変形例に係る半導体装置の一例を示す平面図である。
【図１５】図１４のＣ−Ｃ方向から見た断面図である。
【図１６】本発明の実施形態の第２の変形例に係る半導体装置の一例を示す平面図である。
【図１７】図１６のＤ−Ｄ方向から見た断面図である。
【図１８】本発明のその他の実施形態に係る半導体装置の一例を示す平面図である。
【図１９】比較例に係る半導体装置の断面図である。
【図２０】比較例に係る半導体装置のレーザトリミング時の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下において、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で参照する図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１２】
以下の実施形態の説明では、第１導電型がｐ型、第２導電型がｎ型の場合について例示的に説明するが、導電型を逆の関係に選択して、第１導電型をｎ型、第２導電型をｐ型としても構わない。また、本明細書及び添付図面においては、「ｎ」や「ｐ」に上付き文字で付す「＋」及び「−」は、「＋」及び「−」の付記されていない半導体領域に比してそれぞれ相対的に不純物濃度が高い又は低い半導体領域であることを意味する。更に、以下の説明で「第１導電型」及び「第２導電型」の限定を加えた部材や領域は、特に明示の限定がなくても半導体材料からなる部材や領域を意味していることは、技術的にも論理的にも自明である。
【００１３】
以下の説明において「上面」「下面」等の「上」「下」の定義は、図示した断面図上の単なる表現上の問題であって、例えば、半導体装置の方位を９０°変えて観察すれば「上」「下」の呼称は、「左」「右」になり、１８０°変えて観察すれば「上」「下」の呼称の関係は逆になることは勿論である。
【００１４】
以下の説明において「半導体基板」とはチョコラルスキー法（ＣＺ法）やフローティングゾーン法（ＦＺ法）等で引き上げられたインゴットをウェハ状に切断した母材に限定されるものではない。本発明の「半導体基板」には、母材としての生基板の他、生基板の上面にエピタキシャル成長したエピタキシャル成長基板や生基板の下面に絶縁膜が接したＳＯＩ基板等、種々の加工を施した積層構造を有する基体が包括的に含まれる。即ち、「半導体基板」とは、生基板の他、種々の積層構造や、この積層構造の一部を利用した活性領域等をも含みうる上位概念としての総称である。
【００１５】
＜半導体装置の構造＞
本発明の実施形態に係る半導体装置は、図１及び図２に示すように、第１導電型（ｐ型）の半導体基板１と、半導体基板１の上部に設けられた第２導電型（ｎ型）の複数の短絡防止領域（拡散層）２ａ，２ｂと、半導体基板１の上面に配置された第１絶縁膜（下地絶縁膜）３と、第１絶縁膜３の上面に配置された帯状（ストリップ状）のレーザトリミング用のヒューズ（レーザトリミングヒューズ）４とを備える。第１絶縁膜３及びヒューズ４の上面には第２絶縁膜（層間絶縁膜）５が配置され、第２絶縁膜５の上面には保護膜（パッシベーション膜）１０が配置されている。
【００１６】
保護膜１０は、レーザトリミング用の開口部１０ａを有する。開口部１０ａは、複数の短絡防止領域２ａ，２ｂを少なくとも含む領域の上方の位置において、保護膜１０を貫通して第２絶縁膜５を露出する。図１に示すように、開口部１０ａは例えば矩形（正方形）の平面パターンを有する。開口部１０ａの幅Ｗ０は例えば１０μｍ程度である。
【００１７】
半導体基板１としては、例えばシリコン（Ｓｉ）からなる半導体ウェハ等が母材として採用可能である。図示を省略するが、半導体基板１には、ヒューズの他にＭＯＳＦＥＴ，バイポーラトランジスタ，ダイオード，抵抗などが複数形成されて集積回路が定義されている。
【００１８】
短絡防止領域２ａ，２ｂのそれぞれは、図１に示すように、ヒューズ４の長手方向に直交する方向を長手方向とする矩形の平面パターンであり、電気的に浮遊状態のフローティング領域である。短絡防止領域２ａ，２ｂは、ヒューズ４の長手方向の中央部の位置を挟んで互いに離間して互いに平行に設けられている。短絡防止領域２ａ，２ｂの外側の端部は開口部１０ａと略一致する位置にある。例えば、図１及び図２で定義される短絡防止領域２ａ，２ｂのそれぞれの幅Ｗ１，Ｗ２は１μｍ〜１０μｍ程度で、短絡防止領域２ａ，２ｂの間隔Ｗ３は２μｍ程度である。図２の断面図上で、短絡防止領域２ａ，２ｂのそれぞれの深さは０．３μｍ程度である。
【００１９】
図２に示すように、短絡防止領域２ａ，２ｂのそれぞれは、半導体基板１とｐｎ接合を形成し、レーザトリミング時のレーザ照射により第１絶縁膜３が破壊されることに起因するヒューズ４の切断部の端部と半導体基板１を介したショートを防止する機能を有する。短絡防止領域２ａ，２ｂの不純物濃度及び深さは、ヒューズ４に印加される電圧以上の耐圧になるように設定される。例えば、ヒューズ４に印加される電圧が５Ｖ程度の場合、短絡防止領域２ａ，２ｂそれぞれと半導体基板１との接合耐圧および、短絡防止領域２ａ，２ｂ間のパンチスルー耐圧は１０Ｖ程度以上あることが好適である。
【００２０】
第１絶縁膜３の厚さは０．４μｍ〜０．６μｍ程度である。第１絶縁膜３としては、シリコン酸化膜（ＳｉＯ２膜）、シリコン窒化物（Ｓｉ３Ｎ４）膜又はこれらの複合膜が採用可能である。第１絶縁膜３は、ＬＯＣＯＳ分離やＳＴＩ分離に用いられるフィールド酸化膜やそれに連続する酸化膜等であってもよい。
【００２１】
ヒューズ４は、短絡防止領域２ａ，２ｂの上方を跨いで通るように帯状に延伸する抵抗体層である。例えば、ヒューズ４の幅Ｗ６は１．０μｍ〜１．５μｍ程度であり、ヒューズ４の厚さは０．２μｍ程度である。図１において、レーザトリミングに用いられるレーザ光が照射される領域（レーザ照射領域）Ｒを破線で模式的に示す。レーザトリミング時には、ヒューズ４のレーザ照射領域Ｒに含まれる略矩形の部分が切断部となる。レーザ照射領域Ｒのスポットサイズ（直径）ｄは５μｍ〜６μｍ程度である。複数の短絡防止領域２ａ，２ｂは、レーザ照射領域Ｒに含まれるヒューズ４の両端の位置の下方の領域を含むようにそれぞれ配置される。
【００２２】
ヒューズ４の材料としては、不純物を高濃度に添加したポリシリコン、ポリサイド又は金属が使用可能である。ポリサイドを構成するシリサイド膜としては、チタンシリサイド（ＴｉＳｉ２）、コバルトシリサイド（ＣｏＳｉ２）、タングステンシリサイド（ＷＳｉ２）等を含む構造が挙げられる。更に、ポリサイドには、タンタルシリサイド（ＴａＳｉ２）、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）、ニッケルシリサイド（ＮｉＳｉ）等を使用してもよい。金属としては、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銅（Ｃｕ）の他、白金（Ｐｔ）、チタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）等の高融点金属等が挙げられる。
【００２３】
第２絶縁膜５としては、ＳｉＯ２膜、燐ガラス（ＰＳＧ）膜、ボロンガラス（ＢＳＧ）膜若しくはボロン燐ガラス（ＢＰＳＧ）膜、又はこれらの複合膜が採用可能である。第２絶縁膜５は、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）ガスを用いた化学気相成長（ＣＶＤ）法等による有機ケイ素系化合物の絶縁膜等であってもよい。
【００２４】
複数の短絡防止領域２ａ，２ｂを少なくとも含む領域の上方の位置であって、第２絶縁膜５の開口部１０ａに位置する部分は、レーザ照射によりヒューズ４が蒸発し易いように第２絶縁膜５の膜厚が調整されて凹部５ａをなしている。第２絶縁膜５の凹部５ａの厚さは凹部５ａの周辺部分の厚さよりも薄い。例えば、第２絶縁膜５の凹部５ａの厚さは０．１μｍ〜０．５μｍ程度であり、凹部５ａの周辺部分の厚さは０．７μｍ〜１μｍ程度であるが、これらの範囲に限定されず適宜調整可能である。なお、開口部１０ａに位置する第２絶縁膜５が凹部５ａを有さずに、第２絶縁膜５の上面が平坦であってもよい。
【００２５】
第２絶縁膜５の上面には配線層８，９が配置されている。配線層８，９の材料としては、例えばＡｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｃｕ等を採用可能であり、Ｃｕのダマシン配線等でも構わない。配線層８，９は、コンタクトプラグ６，７を介してヒューズ４の両端にそれぞれ接続されている。コンタクトプラグ６，７は、例えばＷ等の高融点金属からなる構造でも、配線層８，９の材料からなる構造でも構わない。図２では配線層８，９が、Ｗ等の高融点金属からなる構造を例示している。
【００２６】
保護膜１０は、第２絶縁膜５とは異なるＳｉ３Ｎ４膜等を採用して、第２絶縁膜５と複合膜を構成することが可能である。Ｓｉ３Ｎ４膜はレーザ光の吸収率が高いため、ヒューズ４上の保護膜１０は除去されて開口部１０ａが形成されている。図２では保護膜１０の開口部１０ａがテーパ形状をなし、この開口部１０ａに連続する第２絶縁膜５の凹部５ａの側壁５ｂもテーパ形状をなしている。
【００２７】
図２に示した半導体基板１の上部には、図１に示すように、保護膜１０の開口部１０ａの周囲を囲むようにＵ字状の平面パターンを有するｎ型のガードリング層１１ａ，１１ｂが設けられている。ガードリング層１１ａ，１１ｂは、ヒューズ４を挟んで互いに対向するように配置されている。ガードリング層１１ａ，１１ｂの上面には、複数のコンタクトプラグ１２ａ，１２ｂがそれぞれ配置されて、配線層８，９と同一層又は上層等の配線層との電気的な接続を可能にしている。なお、本発明の実施形態に係る半導体装置は、図１に示したヒューズ４、ヒューズ４に対応する短絡防止領域２ａ，２ｂ、ヒューズ４上の開口部１０ａを含む構造を単位セルとして、複数の単位セルがマトリクス状に配置された構造を有していてもよい。この場合、複数の単位セルを個別に又は一括して囲むようにガードリング層が配置されていてもよい。
【００２８】
次に、本発明の実施形態に係る半導体装置のレーザトリミング方法の一例を説明する。図１に示す保護膜１０の開口部１０ａ内のレーザ照射領域Ｒに対して、図３に示すようにレーザ光ＬＢを照射してヒューズ４を切断する。レーザ光ＬＢの照射条件としては、例えば、波長が１３４０ｎｍ、パルス幅が１０ｎｓであってもよく、或いは波長が１０６４ｎｍ、パルス幅が７ｎｓであってもよい。
【００２９】
図３では、レーザ照射領域Ｒに位置する第２絶縁膜５がレーザ照射により除去された場合を例示している。或いは、レーザ照射領域Ｒに位置する第２絶縁膜５がレーザ光ＬＢを透過し、ヒューズ４を切断後もレーザ照射領域Ｒに位置する第２絶縁膜５の一部又は全部が残存していてもよい。レーザ照射領域Ｒに位置するヒューズ４の材料は、多くの場合、レーザ光ＬＢにより蒸発し飛散して除去される。
【００３０】
レーザ照射領域Ｒに位置するヒューズ４下の第１絶縁膜３は残存するが、第２絶縁膜５の凹部５ａの膜厚のバラツキやレーザエネルギーのバラツキに起因して、レーザ照射によりヒューズ４の切断部付近の第１絶縁膜３に亀裂３ａ，３ｂが発生する場合がある。そして、この亀裂３ａ，３ｂにヒューズ４の材料が入り込み、ヒューズ４の切断部の一端又は両端が半導体基板１の上面に到達する場合がある。この場合、半導体基板１の上部に設けられた短絡防止領域２ａ，２ｂと半導体基板１とのｐｎ接合によって分離領域を構成しているので、ヒューズ４と半導体基板１の直接的なショートを抑制することができる。
【００３１】
更に、ヒューズ４の切断部の両端のそれぞれが短絡防止領域２ａ，２ｂのそれぞれに接触しても、短絡防止領域２ａ，２ｂが互いに電気的に分離され、短絡防止領域２ａ，２ｂと半導体基板１とによりｎ−ｐ−ｎ構造を形成している。したがって、ヒューズ４の切断部の両端が短絡防止領域２ａ，２ｂを介して形成する経路には２つの電位障壁が存在するため、ヒューズ４の切断部の両端を繋げるリーク電流の経路が形成されず、トリミング不良の発生を抑制することができる。
【００３２】
図４は、本発明の実施形態に係る半導体装置のレーザトリミング後の図１に示したＢ−Ｂ方向から見た断面に対応するＳＥＭ写真であり、図５は、図４に対応する模式的な断面図を示す。なお、図４の観察用保護膜１１１はＳＥＭ画像を得るために設けられた膜であり、図５には示していない。図４及び図５において、第２絶縁膜５の開口部がポリシリコン膜からなるヒューズ４の切断部に対応する。図４から、ヒューズ４の切断部に対応する第２絶縁膜５の開口部の直下の第１絶縁膜３に亀裂３ｃ，３ｄが入り、Ｓｉ基板１の上面まで到達しているのが分かる。このような亀裂３ｃ，３ｄにはヒューズ４の材料であるポリシリコンが入り込みＳｉ基板１まで到達することが考えられる。この現象は図３に示すようにヒューズ４の長手方向の切断部付近においても同様に生じると考えられる。
【００３３】
ここで、比較例に係る半導体装置を説明する。比較例に係る半導体装置は、図１９に示すように、ｐ型の半導体基板１０１と、半導体基板１０１の上部に設けられたｎ型の拡散層１０２と、半導体基板１０１の上面に配置された第１絶縁膜１０３と、第１絶縁膜１０３の上面に配置されたヒューズ１０４と、ヒューズ１０４の上面に配置された第２絶縁膜１０５と、第２絶縁膜５の上面に配置された保護膜１１０を備える。ヒューズ１０４の両端にはコンタクトプラグ１０６，１０７を介して配線１０８，１０９がそれぞれ接続されている。
【００３４】
比較例に係る半導体装置におけるレーザトリミング時に、図２０に示すように、第１絶縁膜１０３に亀裂１０３ａ，１０３ｂが入り、この亀裂１０３ａ，１０３ｂを介してヒューズ１０４の切断部の両端が半導体基板１０１の上面に接触する場合がある。この場合、拡散層１０２が１層のみであるため、ヒューズ１０４の切断部の両端が拡散層１０２を介して繋がりリーク電流の経路が形成され、トリミング不良が発生する。これに対して、本発明の実施形態に係る半導体装置によれば、短絡防止領域２ａ，２ｂと半導体基板１とでｎ−ｐ−ｎ構造を形成しているため、ヒューズ４の両端を繋げるリーク電流の経路が形成されず、トリミング不良の発生を抑制することができる。
【００３５】
更に、図３に示すように、レーザ照射領域Ｒにレーザ光ＬＢを照射した際にヒューズ４の切断部の両端付近に発生した亀裂３ａ，３ｂを介してヒューズ４の切断部の両端が半導体基板１の上面に到達し易い。そこで、図１に示すように、短絡防止領域２ａ，２ｂが、レーザ照射領域Ｒに含まれるヒューズ４の両端の位置の下方の領域を含むようにそれぞれ配置することにより、ヒューズ４の切断部の両端が短絡防止領域２ａ，２ｂが存在する領域に接触する可能性が高くなり、トリミング不良を確実に抑制することができる。
【００３６】
＜半導体装置の製造方法＞
次に、図６〜図１３を参照しながら、本発明の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一例を説明する。なお、以下に述べる半導体装置の製造方法は一例であり、特許請求の範囲に記載した趣旨の範囲であれば、この変形例を含めて、これ以外の種々の製造方法により実現可能であることは勿論である。また、以下に述べる半導体装置の製方法ではヒューズ４の周辺部の製造方法を主に説明し、ヒューズ４の周辺部以外の一般的な活性領域等の製造方法の説明は省略する。
【００３７】
まず、ｐ型の半導体基板（Ｓｉウェハ）１を用意する。半導体基板１の上面にフォトレジスト膜２１を塗布し、フォト・リソグラフィ技術を用いてフォトレジスト膜２１を図６に示すようにパターニングする。パターニングされたフォトレジスト膜をイオン注入用マスクとして用いて、半導体基板１の上面側から、燐イオン（Ｐ＋）や砒素イオン（Ａｓ＋）等のｎ型不純物イオンを注入する。残存するフォトレジスト膜２１を除去した後、熱処理を行うことにより注入されたｎ型不純物イオンを活性化させ、更に熱拡散させる。この結果、図７に示すように、半導体基板１の上部に互いに離間するように、ｎ型の矩形の短絡防止領域（拡散層）２ａ，２ｂを形成する（平面パターンは図１参照。）。なお、短絡防止領域（拡散層）２ａ，２ｂを形成する際に、図１に示したｎ型のガードリング層１１ａ，１１ｂも同時に形成してもよい。
【００３８】
次に、図８に示すように、熱酸化法又はＣＶＤ法等により、半導体基板１の上面にＳｉＯ２膜等の第１絶縁膜３を形成する。実際には他の層間絶縁膜形成工程やフィールド酸化膜形成工程と同時に、同一工程で第１絶縁膜３を形成すれば良い。更に、ＣＶＤ法等により、第１絶縁膜３上にＰ＋等の不純物を添加したポリシリコン層（ドープドポリシリコン層）を堆積する。その後、ポリシリコン層の上面にフォトレジスト膜（図示省略）を塗布し、フォト・リソグラフィ技術を用いてフォトレジスト膜をパターニングする。パターニングされたフォトレジスト膜をエッチング用マスクとして用いて、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等のドライエッチングによりポリシリコン層の一部を選択的に除去する。マスクとして用いたフォトレジスト膜を除去すれば、図９に示すように短絡防止領域２ａ，２ｂの上方を跨いで通るように帯状のヒューズ４が形成される。
【００３９】
次に、図１０に示すように、ＣＶＤ法等により、第１絶縁膜３及びヒューズ４の上面に第２絶縁膜５を堆積する。第２絶縁膜５がＰＳＧ膜の場合には、例えばモノシラン（ＳｉＨ４）ガス、酸素（Ｏ２）ガス、フォスフィン（ＰＨ３）ガス等を原料ガスとして用いることができる。第２絶縁膜５がＢＰＳＧ膜の場合には、例えばＳｉＨ４ガス、Ｏ２ガス、ＰＨ３ガス、ジボラン（Ｂ２Ｈ６）ガス、トリメトキシボラン（ＴＭＢ）ガス、トリメチルフォスフェート（ＴＭＯＰ）ガス等を原料ガスとして用いることができる。第２絶縁膜５を堆積後、化学的機械研磨（ＣＭＰ）法等により第２絶縁膜５の上面を平坦化する。
【００４０】
次に、第２絶縁膜５の上面にフォトレジスト膜（図示省略）を塗布し、フォト・リソグラフィ技術を用いてフォトレジスト膜をパターニングする。パターニングされたフォトレジスト膜をエッチング用マスクとして用いて、ＲＩＥ等のドライエッチングにより、第２絶縁膜５を貫通してヒューズ４の上面に到達するコンタクトビアを開孔する。マスクとして用いたフォトレジスト膜を除去した後、図１１に示すように、スパッタ法又は蒸着法等により、コンタクトビアにＷ等の高融点金属を埋め込み、ヒューズ４の両端に接続するようにコンタクトプラグ６，７を形成する。なお、コンタクトプラグ６，７形成する際に、図１に示したガードリング層１１ａ，１１ｂに接続されるコンタクトプラグ１２ａ，１２ｂも同時に形成してもよい。
【００４１】
次に、スパッタ法又は蒸着法等により、第２絶縁膜５上に金属膜を堆積する。金属膜上にフォトレジスト膜（図示省略）を塗布し、フォト・リソグラフィ技術を用いてフォトレジスト膜をパターニングする。パターニングされたフォトレジスト膜をエッチング用マスクとして用いて、ＲＩＥ等のドライエッチングにより金属膜をパターニングする。マスクとして用いたフォトレジスト膜を除去すれば、図１２に示すように、コンタクトプラグ６，７に接続した配線層８，９が形成される。
【００４２】
次に、図１３に示すように、ＣＶＤ法や塗布法等により、第２絶縁膜５及び配線層８，９上にＳｉ３Ｎ４膜等の保護膜（パッシベーション膜）１０を堆積する。保護膜１０上にフォトレジスト膜（図示省略）を塗布し、フォト・リソグラフィ技術を用いてフォトレジスト膜をパターニングする。パターニングされたフォトレジスト膜をエッチング用マスクとして用いて、ＲＩＥ等のドライエッチング又はウェットエッチングにより、図１に示すように保護膜１０の一部を選択的に除去して開口部１０ａを形成するとともに、第２絶縁膜５の上部を選択的に除去して凹部５ａを形成する。この際、保護膜１０及び第２絶縁膜５は連続してエッチングしてもよく、エッチング選択比を変えて個別にエッチングしてもよい。このようにして、本発明の実施形態に係る半導体装置のレーザトリミング前の段階の構造が完成する。
【００４３】
その後のレーザトリミング工程において、ヒューズ４が切断対象とされた場合に、保護膜１０の開口部１０ａに位置するヒューズ４が切断される。この際、図３に示すように、第１絶縁膜３に亀裂３ａ，３ｂが発生し、この亀裂３ａ，３ｂを介してヒューズ４の切断部の両端が半導体基板１に接触する場合がある。この場合、ヒューズ４の切断部の両端ヒューズ４の切断部の両端を互いに距離を有する短絡防止領域２ａ，２ｂに接触させることで、トリミング不良の発生を防止することができる。
【００４４】
（第１の変形例）
本発明の実施形態においては、半導体基板１の上部に２つの短絡防止領域２ａ，２ｂが設けられた構造を例示したが、短絡防止領域の個数は２つに限定されず、３つ以上であってもよい。例えば図１４及び図１５に示すように、半導体基板１の上部に３つの短絡防止領域２ａ，２ｂ，２ｃが設けられていてもよい。３つの短絡防止領域２ａ，２ｂ，２ｃのそれぞれの幅Ｗ１，Ｗ２，Ｗ４は同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。３つの短絡防止領域２ａ，２ｂ，２ｃの間隔Ｗ３，Ｗ５は同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
【００４５】
（第２の変形例）
本発明の実施形態においては、図１及び図２に示すようにヒューズ４の長手方向において半導体基板１の上部の短絡防止領域２ａ，２ｂの外側の端部が開口部１０ａと略一致する位置にある構造を例示したが、これに限定されない。例えば図１６及び図１７に示すように、半導体基板１の上部の短絡防止領域２ａ，２ｂの外側の端部が開口部１０ａよりも外側であって、図１６に示すガードリング層１１ａ，１１ｂの内側に位置していてもよい。或いは、図示は省略するが、半導体基板１の上部の短絡防止領域２ａ，２ｂの外側の端部が開口部１０ａよりも内側に位置していてもよい。短絡防止領域２ａ，２ｂは、ヒューズ４の切断部の両端が接触する可能性が高い領域にそれぞれ配置することが好適である。
【００４６】
（その他の実施形態）
上記のように、本発明は実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００４７】
本発明の実施形態においては、保護膜１０のレーザトリミング用の開口部１０ａがテーパ形状である場合を例示したが、図１８に示すように、保護膜１０のレーザトリミング用の開口部１０ａが垂直であり、第２絶縁膜５の凹部５ａの側壁５ｂも垂直であってもよい。
【００４８】
また、本発明の実施形態においては、半導体基板１としてＳｉウェハを用いた半導体装置を例示したが、炭化珪素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）又はダイヤモンド等のワイドバンドギャップ半導体からなる半導体ウェハ等を用いた半導体装置に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００４９】
１…半導体基板
２ａ，２ｂ，２ｃ…短絡防止領域
３…第１絶縁膜
４…ヒューズ
５…第２絶縁膜
５ａ…凹部
５ｂ…側壁
６，７，１２ａ，１２ｂ…コンタクトプラグ
８，９…配線層
１０…保護膜
１０ａ…開口部
１１ａ，１１ｂ…ガードリング層
２１…フォトレジスト膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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