(57)【要約】  電気ヒューズ（ＥＦ１）と、絶縁膜（ＩＬ１）と、絶縁膜（ＩＬ２）と、電気ヒューズ（ＥＦ１）と絶縁膜（ＩＬ１）と絶縁膜（ＩＬ２）とを覆うように形成された絶縁膜と、を有する。電気ヒューズ（ＥＦ１）は、ヒューズ切断部（ＦＣ１）と第１パッド部（ＰＤ１）と第２パッド部（ＰＤ２）とを含む。ヒューズ切断部（ＦＣ１）は、第１方向において第１パッド部（ＰＤ１）と第２パッド部（ＰＤ２）の間に形成され、第1方向と直交する第２方向に沿う第１短辺及び第２短辺を有する長方形状である。絶縁膜（ＩＬ１）は、ヒューズ切断部（ＦＣ１）の表面を覆うように第１短辺と第２短辺の間において連続的に形成されている。絶縁膜（ＩＬ２）は、絶縁膜（ＩＬ１）を平面的に囲むように形成され、かつ、絶縁膜（ＩＬ１）と間隔をもって配置される。絶縁膜（ＩＬ１）及び絶縁膜（ＩＬ２）の応力は、これらを覆う上記絶縁膜の応力よりも大きい。
2016021061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成され、所定の電流を流すことによって切断される電気ヒューズと、
前記電気ヒューズ上に形成された第１絶縁膜と、
前記半導体基板上に形成され、前記第１絶縁膜と同一の絶縁材料により形成された第２絶縁膜と、
前記電気ヒューズと前記第１絶縁膜と前記第２絶縁膜とを覆うように形成された第３絶縁膜と、
を有し、
前記電気ヒューズは、ポリシリコン膜を含み、
前記電気ヒューズは、ヒューズ切断部と第１パッド部と第２パッド部とを含み、
前記ヒューズ切断部は、第１方向において第１パッド部と第２パッド部の間に形成され、前記第1方向と直交する第２方向に沿う第１短辺及び第２短辺を有する長方形状であり、
前記第１パッド部は、前記第２方向において前記第１短辺よりも大きい幅を有し、かつ、前記ヒューズ切断部と前記第１短辺側において一体に形成され、
前記第２パッド部は、前記第２方向において前記第２短辺よりも大きい幅を有し、かつ、前記ヒューズ切断部と前記第２短辺側において一体に形成され、
前記第１絶縁膜は、前記ヒューズ切断部の表面を覆うように前記第１短辺と前記第２短辺の間において連続的に形成され、
前記第２絶縁膜は、前記第１絶縁膜を平面的に囲むように形成され、かつ、前記第１絶縁膜と前記第１方向および前記第２方向において間隔をもって配置され、
前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜の応力は、前記第３絶縁膜の応力よりも大きい、半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１絶縁膜の前記第１方向の長さは、前記ヒューズ切断部の前記第１方向の長さよりも長い、半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１絶縁膜の前記第２方向の長さは、前記ヒューズ切断部の前記第２方向の長さよりも短い、半導体装置。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１絶縁膜は、引っ張り応力を有する絶縁膜である、半導体装置。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第１絶縁膜は、前記第１パッド部上と前記第２パッド部上にも形成される、半導体装置。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置において、
前記第１絶縁膜と同一の絶縁材料により第４絶縁膜が、前記第１パッド上または前記第２パッド上に形成された前記第1絶縁膜と前記第２絶縁膜を繋ぐように前記第１絶縁膜および前記第２絶縁膜と一体に形成されている、半導体装置。
【請求項７】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記第３絶縁膜中には、前記電気ヒューズに電位を供給するための複数のコンタクトが形成されており、第１の前記コンタクトは前記第１パッド部に接続され、第２の前記コンタクトは前記第２パッド部に接続されている半導体装置。
【請求項８】
請求項７に記載の半導体装置において、
前記複数のコンタクトの下部は、前記第１絶縁膜または前記第２絶縁膜に囲まれている、半導体装置。
【請求項９】
請求項１記載の半導体装置において、
前記ヒューズ切断部の側壁には、サイドウォールが形成されており、
前記第１絶縁膜は、前記サイドウォールと平面的に重ならないように形成されている、半導体装置。
【請求項１０】
請求項１記載の半導体装置において、
前記電気ヒューズは、前記ポリシリコン膜上に形成されたシリサイド膜も含む、半導体装置。
【請求項１１】
請求項１記載の半導体装置において、
前記第１絶縁膜と前記第２絶縁膜は、窒素含有シリコン膜である、半導体装置。
【請求項１２】
半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられ、かつ第１方向に延在するヒューズ切断部と、
前記ヒューズ切断部の一端に設けられ、かつ前記第１方向と直交する第２方向における幅が前記ヒューズ切断部よりも大きい第１パッド部と、
前記ヒューズ切断部の前記一端とは反対の他端に設けられ、かつ前記第２方向における幅が前記ヒューズ切断部よりも大きい第２パッド部と、
前記ヒューズ切断部が内部に位置する開口部を有する第１窒素含有シリコン膜と、
前記ヒューズ切断部を前記第１方向の全体に亘って覆うように前記ヒューズ切断部上に設けられ、かつ前記第１方向および前記第２方向において前記開口部よりも内側に位置する第２窒素含有シリコン膜と、
前記第１窒素含有シリコン膜および前記第２窒素含有シリコン膜を覆う絶縁膜と、
を備える半導体装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載の半導体装置において、
前記第２窒素含有シリコン膜は、前記ヒューズ切断部上、前記第１パッド部上および前記第２パッド部上に設けられている半導体装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載の半導体装置において、
前記第２窒素含有シリコン膜の前記第２方向における長さは、前記ヒューズ切断部の前記第２方向における長さよりも短い半導体装置。
【請求項１５】
請求項１２に記載の半導体装置において、
前記ヒューズ切断部の側壁には、サイドウォールが形成されており、
前記第２窒素含有シリコン膜は、前記サイドウォールと平面的に重ならないように形成されている半導体装置。
【請求項１６】
請求項１３に記載の半導体装置において、
前記第２窒素含有シリコン膜のうちの前記第１パッド部上に位置する部分からみて前記第２方向に位置しており、かつ当該部分と前記第１窒素含有シリコン膜を接続する第３窒素含有シリコン膜を備える半導体装置。
【請求項１７】
請求項１３に記載の半導体装置において、
前記第２窒素含有シリコン膜のうちの前記第１パッド部上に位置する部分からみて前記第１方向に位置しており、かつ当該部分と前記第１窒素含有シリコン膜を接続する第４窒素含有シリコン膜を備える半導体装置。
【請求項１８】
半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられ、第１方向に延在するヒューズ切断部と、
前記ヒューズ切断部の一端に設けられ、かつ前記第１方向と直交する第２方向における幅が前記ヒューズ切断部よりも大きい第１パッド部と、
前記ヒューズ切断部の前記一端とは反対の他端に設けられ、かつ前記第２方向における幅が前記ヒューズ切断部よりも大きい第２パッド部と、
前記ヒューズ切断部を前記第１方向の全体に亘って覆うよう前記ヒューズ切断部上と、前記ヒューズ切断部の周囲と、に設けられ、かつ前記ヒューズ切断部の前記第２方向における両側に開口部を有する窒素含有シリコン膜と、
前記窒素含有シリコン膜を覆う絶縁膜と、
を備え、
前記第１パッド部の少なくとも一部は、前記窒素含有シリコン膜によって覆われていない半導体装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の半導体装置において、
前記ヒューズ切断部の側壁には、サイドウォールが形成されており、
前記窒素含有シリコン膜は、前記サイドウォールと平面的に重ならないように形成されている半導体装置。
【請求項２０】
請求項１８に記載の半導体装置において、
前記窒素含有シリコン膜は、前記ヒューズ切断部を前記第１方向の全体に亘って覆うよう前記ヒューズ切断部上に設けられた第１部分と、前記ヒューズ切断部の周囲に前記第１部分と離間して位置するように設けられた第２部分と、を有する半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置に関し、例えばヒューズを備える半導体装置に適用可能な技術である。
【背景技術】
【０００２】
ヒューズを備える半導体装置に関する技術については、様々な検討がなされており、たとえば特許文献１に記載の技術が挙げられる。【０００３】
特許文献１は、電気ヒューズに関する技術である。具体的には、配線部と第１および第２の端子部を有する導電体と、第１の端子部と第２の端子部とに挟まれた領域の上方において開口部を有し、配線部の少なくとも一部の上方に形成された引っ張り応力を有する保護膜と、を備える電気ヒューズが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１４９８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体基板上には、電気ヒューズのうちの切断箇所が生じるヒューズ切断部を覆うように、膜応力の大きい絶縁材料により構成される絶縁膜が形成される場合がある。このような場合、電気ヒューズの切断時にヒューズ切断部の膨張に伴って上記絶縁膜が破断するとともに、これに起因して上記絶縁膜上に位置する他の層間膜にダメージが生じることが懸念される。特許文献１に記載の技術では、このような層間膜へのダメージを抑制することは困難であった。
その他の課題と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
一実施の形態によれば、ヒューズ切断部の全体に亘って膜応力の大きい絶縁膜を形成しつつ、ヒューズ切断部の側面上に上記絶縁膜を形成せず、かつ上記絶縁膜のヒューズ切断部上における上下方向の位置の変動を容易とする。
【発明の効果】
【０００７】
前記一実施の形態によれば、電気ヒューズを備える半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
上述した目的、およびその他の目的、特徴および利点は、以下に述べる好適な実施の形態、およびそれに付随する以下の図面によってさらに明らかになる。【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る半導体装置を示す平面図である。
【図２】図１に示す半導体装置を示す断面図である。
【図３】図１に示す半導体装置を示す断面図である。
【図４】第１の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図５】第１の実施形態に係る半導体装置を示す回路図である。
【図６】第１の実施形態に係る半導体装置の第１変形例を示す断面図である。
【図７】第１の実施形態に係る半導体装置の第２変形例を示す断面図である。
【図８】第１の実施形態に係る半導体装置の第３変形例を示す平面図である。
【図９】電気ヒューズの切断後の構造の一例を示す断面図である。
【図１０】図４に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図１１】図４に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図１２】図４に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図１３】図４に示す半導体装置の製造方法を示す断面図である。
【図１４】第２の実施形態に係る半導体装置を示す図である。
【図１５】第２の実施形態に係る半導体装置を示す断面図である。
【図１６】図１５に示す半導体装置の第１変形例を示す図である。
【図１７】図１５に示す半導体装置の第２変形例を示す図である。
【図１８】第３の実施形態に係る半導体装置を示す図である。
【図１９】図１８に示す半導体装置の変形例を示す図である。
【図２０】第４の実施形態に係る半導体装置を示す図である。
【図２１】図１５に示す半導体装置のうちの電気ヒューズの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について、図面を用いて説明する。尚、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る半導体装置ＳＤ１を示す平面図である。図２および図３は、図１に示す半導体装置ＳＤ１を示す断面図である。図２は図１におけるＡ−Ａ'断面を、図３は図１におけるＢ−Ｂ'断面を、それぞれ示している。
【００１２】
電気ヒューズは、たとえば二つのパッド部と、これらのパッド部間に位置する幅の細いヒューズ切断部と、により構成される。上述したように、半導体基板上にヒューズ切断部を覆うように膜応力の大きい絶縁材料により構成される絶縁膜が形成される場合、電気ヒューズの切断時におけるヒューズ切断部の膨張に伴って上記絶縁膜が破断することが懸念される。このような懸念は、切断時の電圧が大きくなるにつれてとくに顕著となる。一方で、ヒューズ切断部を上記絶縁膜によって覆わない場合には、電気ヒューズの切断時にヒューズ切断部に発生するボイドが上方へ伸びることに起因して、ヒューズ切断部上に位置する他の層間膜にダメージが生じるおそれがあった。
【００１３】
このため、ヒューズ切断部の全体に亘って膜応力の大きい絶縁膜を形成しつつ、電気ヒューズの切断時における当該絶縁膜の破断を抑制することについて検討を行った。本発明者による鋭意検討の結果、電気ヒューズの切断時における上記絶縁膜の破断を引き起こし得る要因として、次の二点が推認された。
（ａ）上記絶縁膜のうちのヒューズ切断部の側面上に位置する部分の密着性が低いこと
（ｂ）上記絶縁膜のうちのヒューズ切断部上に位置する部分の上下方向の位置が固定されていることから、ヒューズ切断部の膨張に起因した圧力を十分に緩和できないこと
【００１４】
本実施形態に係る半導体装置ＳＤ１は、このような検討に基づいて実現されたものである。本実施形態によれば、ヒューズ切断部の全体に亘って膜応力の大きい絶縁膜を形成しつつ、ヒューズ切断部の側面上に上記絶縁膜を形成せず、かつ上記絶縁膜のヒューズ切断部上における上下方向の位置の変動を容易としている。ヒューズ切断部の側面上に上記絶縁膜を設けないことによって、上記（ａ）に起因した破断を抑制できる。また、上記絶縁膜のうちのヒューズ切断部上に位置する部分の上下方向の位置の変動を容易とすることにより、ヒューズ切断部の膨張に起因した圧力を十分に緩和して、上記（ｂ）に起因した破断を抑制できる。このように、本実施形態によれば、電気ヒューズの切断時において上記絶縁膜に破断が生じることを抑制し、電気ヒューズを備える半導体装置の信頼性の向上に寄与することが可能となる。
【００１５】
このような本実施形態に係る半導体装置ＳＤ１の一例としては、半導体基板ＳＢ１と、電気ヒューズＥＦ１と、絶縁膜ＩＬ１と、絶縁膜ＩＬ２と、絶縁膜ＩＬ３と、を有するものが挙げられる。電気ヒューズＥＦ１は、半導体基板ＳＢ１上に形成され、所定の電流を流すことによって切断される。また、電気ヒューズＥＦ１は、ポリシリコン膜を含む。さらに、電気ヒューズＥＦ１は、ヒューズ切断部ＦＣ１と、第１パッド部ＰＤ１と、第２パッド部ＰＤ２と、を含む。ヒューズ切断部ＦＣ１は、第１方向において第１パッド部ＰＤ１と第２パッド部ＰＤ２の間に形成され、上記第１方向と直交する第２方向に沿う第１短辺ＮＳ１および第２短辺ＮＳ２を有する長方形状である。第１パッド部ＰＤ１は、上記第２方向において第１短辺ＮＳ１よりも大きい幅を有し、かつヒューズ切断部ＦＣ１と第１短辺ＮＳ１側において一体に形成されている。第２パッド部ＰＤ２は、上記第２方向において第２短辺ＮＳ２よりも大きい幅を有し、かつヒューズ切断部ＦＣ１と第２短辺ＮＳ２側において一体に形成されている。絶縁膜ＩＬ１は、電気ヒューズＥＦ１上に形成されている。また、絶縁膜ＩＬ１は、ヒューズ切断部ＦＣ１の表面を覆うように第１短辺ＮＳ１と第２短辺ＮＳ２の間において連続的に形成されている。絶縁膜ＩＬ２は、半導体基板ＳＢ１上に形成され、絶縁膜ＩＬ１と同一の絶縁材料により形成されている。また、絶縁膜ＩＬ２は、絶縁膜ＩＬ１を平面的に囲むように形成され、かつ絶縁膜ＩＬ１と間隔をもって配置されている。絶縁膜ＩＬ３は、電気ヒューズＥＦ１と、絶縁膜ＩＬ１と、絶縁膜ＩＬ２と、を覆うように形成されている。また、絶縁膜ＩＬ１および絶縁膜ＩＬ２の応力は、絶縁膜ＩＬ３の応力よりも大きい。
【００１６】
以下、本実施形態に係る半導体装置ＳＤ１について詳細に説明する。
【００１７】
半導体装置ＳＤ１は、電気ヒューズＥＦ１を備えている。電気ヒューズＥＦ１は、所定の電流を流すことによって切断される電気溶断型ヒューズである。この場合、電気ヒューズＥＦ１に対して過電流を流すことによって電気ヒューズＥＦ１を溶断して高抵抗化させて、電気ヒューズＥＦ１の切断が行われることとなる。そして、電気ヒューズＥＦ１を切断することによって、冗長回路の設定や抵抗値等を調製することが可能となる。
【００１８】
図５は、本実施形態に係る半導体装置ＳＤ１を示す回路図である。
図５において例示される電気ヒューズＥＦ１を用いたヒューズ回路の動作は、たとえば次のように行われる。まず、ヒューズ制御回路ＣＣ１を用いて切断トランジスタＣＴ１がオフ設定となるような信号Ｓ１を入力した上で、ヒューズ回路の電源電圧ＶＤＤを立ち上げる。この状態で電気ヒューズＥＦ１を切断したい場合には、ヒューズ切断を実行する信号Ｓ１を入力して切断トランジスタＣＴ１をオンにすることにより、切断トランジスタＣＴ１に電流を流して電気ヒューズＥＦ１を溶断させる。電気ヒューズＥＦ１が切断された場合、信号Ｓ２としてＬＯレベル（ＧＮＤ）の信号が出力される。一方で、電気ヒューズＥＦ１が切断されていない場合には、信号Ｓ２としてＨＩレベル（ＶＤＤ）の信号が出力される。この信号Ｓ２と、レファレンス信号Ｓ３と、をヒューズ判定回路ＤＣ１に入力することにより、最終的な信号Ｓ４を出力させてヒューズ切断の有無を判定する。そして、最終的な出力信号Ｓ４に基づいて、各種製品特性の調整が行われる。なお、半導体装置ＳＤ１を構成するヒューズ回路は、図５に示すものに限定されない。
【００１９】
図２および図３に示すように、電気ヒューズＥＦ１は、たとえば半導体基板ＳＢ１上に設けられている。半導体基板ＳＢ１は、たとえばシリコン基板、または化合物半導体基板である。本実施形態において、電気ヒューズＥＦ１は、たとえば半導体基板ＳＢ１上に設けられた素子分離領域ＥＩ１上に配置される。素子分離領域ＥＩ１は、たとえば酸化シリコン膜等の絶縁体により構成される。このため、電気ヒューズＥＦ１と、半導体基板ＳＢ１と、を互いに電気的に分離することができる。素子分離領域ＥＩ１を形成する方法は、とくに限定されないが、たとえばＳＴＩ（Ｓｈａｌｌｏｗ  Ｔｒｅｎｃｈ  Ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）法、またはＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）法等を採用することができる。
【００２０】
図１に示すように、電気ヒューズＥＦ１は、ヒューズ切断部ＦＣ１と、ヒューズ切断部ＦＣ１の一端に設けられた第１パッド部ＰＤ１と、ヒューズ切断部ＦＣ１の上記一端とは反対の他端に設けられた第２パッド部ＰＤ２と、を有している。電気ヒューズＥＦ１の切断は、たとえば第１パッド部ＰＤ１と第２パッド部ＰＤ２の間に所定の電流を流すことによってヒューズ切断部ＦＣ１を切断することにより行われる。これにより、電気溶断型ヒューズが実現されることとなる。
【００２１】
ヒューズ切断部ＦＣ１は、第１方向において第１パッド部ＰＤ１と第２パッド部ＰＤ２の間に形成されている。また、ヒューズ切断部ＦＣ１は、たとえば第１方向において延在するように設けられている。このため、ヒューズ切断部ＦＣ１は、第１方向における長さが、第１方向と直交する第２方向における長さよりも長い平面形状を有することとなる。本実施形態では、たとえば第１方向を半導体基板ＳＢ１の基板面に平行な方向とし、第２方向を半導体基板ＳＢ１の基板面と平行な面内方向において第１方向と直交する方向とすることができる。
【００２２】
図１に示す例において、ヒューズ切断部ＦＣ１は長方形状の平面形状を有している。この場合、ヒューズ切断部ＦＣ１は、第１方向に沿う第１長辺ＬＳ１および第２長辺ＬＳ２と、第２方向に沿う第１短辺ＮＳ１および第２短辺ＮＳ２と、を有することとなる。第１長辺ＬＳ１および第２長辺ＬＳ２は、ともに第１短辺ＮＳ１および第２短辺ＮＳ２よりも長い辺である。第１短辺ＮＳ１と第２短辺ＮＳ２は、互いに等しい長さを有することが好ましいが、互いに異なる長さを有していてもよい。第１長辺ＬＳ１と第２長辺ＬＳ２は、互いに等しい長さを有することが好ましいが、互いに異なる長さを有していてもよい。
第１短辺ＮＳ１および第２短辺ＮＳ２の長さは、とくに限定されないが、たとえば０．１５μｍ以上２．０μｍ以下である。また、第１長辺ＬＳ１および第２長辺ＬＳ２の長さは、とくに限定されないが、たとえば２μｍ以上１０μｍ以下である。
【００２３】
第１パッド部ＰＤ１は、第２方向において、ヒューズ切断部ＦＣ１の第１短辺ＮＳ１よりも大きい幅を有している。第２パッド部ＰＤ２は、第２方向において、ヒューズ切断部ＦＣ１の第２短辺ＮＳ２よりも大きい幅を有している。これにより、電気ヒューズＥＦ１に電流を流して切断する際に、ヒューズ切断部ＦＣ１を高温化してヒューズ切断部ＦＣ１に確実に切断箇所を生じさせることができる。第１パッド部ＰＤ１および第２パッド部ＰＤ２の平面形状は、とくに限定されないが、たとえば矩形状とすることができる。
なお、ヒューズ切断部ＦＣ１は、第１パッド部ＰＤ１と第２パッド部ＰＤ２の間を接続するように延在していればよく、湾曲部や角部をその平面形状内に含んでいてもよい。この場合であっても、ヒューズ切断部ＦＣ１の延在方向と直交する方向において、ヒューズ切断部ＦＣ１の長さを第１パッド部ＰＤ１および第２パッド部ＰＤ２の長さよりも長くする。これにより、ヒューズ切断部ＦＣ１に切断箇所を生じさせることができる。
【００２４】
第１パッド部ＰＤ１および第２パッド部ＰＤ２は、たとえばヒューズ切断部ＦＣ１と一体として形成される。すなわち、第１パッド部ＰＤ１はヒューズ切断部ＦＣ１と第１短辺ＮＳ１側において一体に形成され、第２パッド部ＰＤ２はヒューズ切断部ＦＣ１と第２短辺ＮＳ２側において一体に形成されることとなる。これにより、ヒューズ切断部ＦＣ１、第１パッド部ＰＤ１、および第２パッド部ＰＤ２を同一の工程により形成することが可能となる。この場合、第１パッド部ＰＤ１と、第２パッド部ＰＤ２と、ヒューズ切断部ＦＣ１と、は互いに同じ導電材料により形成される。一方で、第１パッド部ＰＤ１および第２パッド部ＰＤ２は、ヒューズ切断部ＦＣ１と異なる導電材料により形成されていてもよい。
【００２５】
ヒューズ切断部ＦＣ１を構成する導電材料は、とくに限定されず、電気ヒューズＥＦ１の必要性能に応じて適宜選択することが可能である。ヒューズ切断部ＦＣ１は、たとえばＳｉＯ２よりも熱膨張係数が高い導電材料を含むことができる。これにより、ヒューズ切断部ＦＣ１に電流を流して高温化した場合に、ＳｉＯ２によって構成される層間膜よりも熱膨張係数が高いヒューズ切断部ＦＣ１を十分に膨張させることができる。このため、高温化して溶断する際にヒューズ切断部ＦＣ１中にボイドを確実に形成して、より安定的な切断動作を実現することが可能となる。
本実施形態においては、たとえばヒューズ切断部ＦＣ１、第１パッド部ＰＤ１、および第２パッド部ＰＤ２により構成される電気ヒューズＥＦ１がポリシリコン膜を含む態様を採用することができる。また、本実施形態においては、たとえば半導体基板ＳＢ１に形成されるＭＯＳトランジスタを構成するゲート電極と同一の材料により電気ヒューズＥＦ１を形成することが可能である。これにより、電気ヒューズＥＦ１を、ゲート電極とともに形成することが可能となる。
【００２６】
ヒューズ切断部ＦＣ１の厚さは、たとえば０．１μｍ以上１．０μｍ以下であることが好ましく、０．１５μｍ以上０．５μｍ以下であることがより好ましい。また、図６に示すようにポリシリコン膜ＰＳ１とシリサイド膜ＭＳ１を順に積層してヒューズ切断部ＦＣ１を形成する場合には、各膜の厚さが、それぞれ０．０５μｍ以上０．９μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上０．５μｍ以下であることがより好ましい。
【００２７】
ヒューズ切断部ＦＣ１の側壁には、たとえばサイドウォールＳＷ１を形成することができる。本実施形態においては、ヒューズ切断部ＦＣ１の側壁上、第１パッド部ＰＤ１の側壁上、および第２パッド部ＰＤ２の側壁上のそれぞれにサイドウォールＳＷ１が形成された態様を採用することができる。サイドウォールＳＷ１は、たとえば絶縁材料により構成される。サイドウォールＳＷ１を構成する絶縁材料は、たとえばＳｉＯ２、ＳｉＮ、およびＳｉＯＮから選択される一種または二種以上を含むことができる。
【００２８】
絶縁膜ＩＬ１は、電気ヒューズＥＦ１上に形成されている。また、絶縁膜ＩＬ１は、ヒューズ切断部ＦＣ１の表面を覆うように第１短辺ＮＳ１と第２短辺ＮＳ２の間において連続的に形成されている。図１に示す例においては、たとえばヒューズ切断部ＦＣ１を第１方向の全体に亘って覆うようにヒューズ切断部ＦＣ１上に絶縁膜ＩＬ１が設けられる。このように、本実施形態によれば、絶縁膜ＩＬ１が第１パッド部ＰＤ１と第２パッド部ＰＤ２の間の全体に亘ってヒューズ切断部ＦＣ１を覆うように形成されている。これにより、電気ヒューズＥＦ１の切断時にヒューズ切断部ＦＣ１に発生するボイドが、ヒューズ切断部ＦＣ１の上方に伸びることを絶縁膜ＩＬ１によって抑えることができる。このため、ヒューズ切断部ＦＣ１上に位置する他の層間膜にダメージが生じることを抑制できる。
【００２９】
絶縁膜ＩＬ１は、後述する絶縁膜ＩＬ３よりも応力が大きい絶縁材料により構成される膜である。本実施形態においては、とくに引っ張り応力を有する絶縁膜により絶縁膜ＩＬ１を構成することがより好ましい。このように、引っ張り応力が大きい絶縁膜ＩＬ１をヒューズ切断部ＦＣ１上に形成することにより、絶縁膜ＩＬ１からヒューズ切断部ＦＣ１へ向かって働く押圧力が生じることとなる。この場合、切断時にヒューズ切断部ＦＣ１中に生じるボイドの、上方への成長を抑えつつ、横方向への成長を促進させることができる。このため、ヒューズ切断部ＦＣ１上に位置する層間膜にダメージが生じることを抑制できる。また、ボイドの横方向への成長を促進させることにより、切断後のボイドを十分に大きなものとして、ヒューズ切断部ＦＣ１を十分に高抵抗化させることができる。このため、電気ヒューズＥＦ１の切断動作における信頼性向上に寄与することも可能となる。
【００３０】
絶縁膜ＩＬ１は、たとえば後述する絶縁膜ＩＬ３を構成する絶縁材料よりも熱膨張係数が大きい絶縁材料を含むことができる。本実施形態においては、たとえば絶縁膜ＩＬ１がＳｉＯ２よりも熱膨張係数が大きい絶縁材料を含むことがより好ましい。このように熱膨張係数が大きい絶縁膜ＩＬ１をヒューズ切断部ＦＣ１上に形成する場合、ヒューズ切断部ＦＣ１に電流を流して高温状態とした際に絶縁膜ＩＬ１が大きく膨張することから、ヒューズ切断部ＦＣ１は絶縁膜ＩＬ１から圧縮応力を受けることとなる。このため、ヒューズ切断部ＦＣ１の上方向への膨張が抑制され、横方向または下方向への膨張が促進される。これにより、ヒューズ切断部ＦＣ１上に位置する層間膜にダメージが生じることを抑制できる。本実施形態において、絶縁膜ＩＬ１を構成する絶縁材料の熱膨張係数は、たとえば２．０μｍ／Ｋ以上５．０μｍ／Ｋ以下であることがとくに好ましい。
【００３１】
絶縁膜ＩＬ１は、たとえば窒素含有シリコン膜である。これにより、絶縁膜ＩＬ１の膜応力や熱膨張係数等を好適な大きさに調整することが容易となる。また、ゲート電極を覆うカバー膜を構成する窒素含有シリコン膜の形成とともに、絶縁膜ＩＬ１を形成することも可能となる。窒素含有シリコン膜としては、窒素およびシリコンを含む絶縁膜であればとくに限定されないが、たとえばＳｉＮ、ＳｉＯＮ、およびＳｉＣＮから選択される一種または二種以上を含むものを使用することができる。
【００３２】
絶縁膜ＩＬ１の厚さは、とくに限定されないが、たとえば５ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることがより好ましい。また、絶縁膜ＩＬ１の平面形状は、とくに限定されないが、たとえば矩形状とすることができる。
【００３３】
図１に示す例において、絶縁膜ＩＬ１の第１方向の長さは、ヒューズ切断部ＦＣ１の第１方向の長さと等しい。すなわち、絶縁膜ＩＬ１の第１方向における一端は第１短辺ＮＳ１と重なり、絶縁膜ＩＬ１の第１方向における他端は第２短辺ＮＳ２と重なる。この場合、絶縁膜ＩＬ１はヒューズ切断部ＦＣ１上のみに位置することとなることから、絶縁膜ＩＬ１の上下方向の位置の変動をさらに容易として、切断時におけるヒューズ切断部ＦＣ１の膨張に起因した圧力をさらに緩和することができる。一方で、後述するように、絶縁膜ＩＬ１の第１方向の長さは、ヒューズ切断部ＦＣ１の第１方向の長さより長くてもよい。
【００３４】
本実施形態において、絶縁膜ＩＬ１は、たとえば第１パッド部ＰＤ１を覆わないように形成される。図１では、第１パッド部ＰＤ１全体および第２パッド部ＰＤ２全体が、絶縁膜ＩＬ１によって覆われていない場合が例示されている。この場合、絶縁膜ＩＬ１はヒューズ切断部ＦＣ１上のみに位置することとなることから、絶縁膜ＩＬ１の上下方向の位置の変動をさらに容易として、切断時におけるヒューズ切断部ＦＣ１の膨張に起因した圧力をさらに緩和することができる。一方で、後述するように、絶縁膜ＩＬ１は、第１パッド部ＰＤ１および第２パッド部ＰＤ２の少なくとも一方を覆うように形成されていてもよい。
【００３５】
絶縁膜ＩＬ１は、ヒューズ切断部ＦＣ１の側面上には形成されていない。すなわち、ヒューズ切断部ＦＣ１の側面は絶縁膜ＩＬ１によって覆われないこととなる。これにより、ヒューズ切断部ＦＣ１の側面上に位置する絶縁膜ＩＬ１の密着性が低いことに起因して絶縁膜ＩＬ１に破断が生じることを確実に抑制することができる。図１においては、ヒューズ切断部ＦＣ１の第１方向に延在する二つの側面のいずれにも、絶縁膜ＩＬ１が形成されていない場合が例示されている。
【００３６】
図１に示す例において、絶縁膜ＩＬ１の第２方向の長さは、ヒューズ切断部ＦＣ１の第２方向の長さよりも短い。これにより、ヒューズ切断部ＦＣ１の側方を覆わない形状に絶縁膜ＩＬ１をパターニングする際の、パターニングずれに対するマージンを確保することができる。図１では、絶縁膜ＩＬ１の第２方向における一端が第１長辺ＬＳ１よりも内側に位置し、かつ絶縁膜ＩＬ１の第２方向における他端が第２長辺ＬＳ２よりも内側に位置する例が示されている。一方で、絶縁膜ＩＬ１の第２方向における一端または他端のいずれかが、第１長辺ＬＳ１または第２長辺ＬＳ２と重なっていてもよい。また、本実施形態においては、絶縁膜ＩＬ１の第２方向の長さが、ヒューズ切断部ＦＣ１の第２方向の長さと等しい態様を採用することも可能である。
図１に示すように、絶縁膜ＩＬ１の第１方向に沿う一辺が第１長辺ＬＳ１よりも内側に位置する場合には、当該一辺から第１長辺ＬＳ１までの長さＬ１は０．１μｍ以上０．３μｍ以下であることが好ましい。また、絶縁膜ＩＬ１の第１方向に沿う他辺が第２長辺ＬＳ２よりも内側に位置する場合には、当該他辺から第２長辺ＬＳ２までの長さＬ２は０．１μｍ以上０．３μｍ以下であることが好ましい。
【００３７】
図３に示すように、ヒューズ切断部ＦＣ１の側壁にサイドウォールＳＷ１が形成されている場合には、絶縁膜ＩＬ１を、たとえばヒューズ切断部ＦＣ１の側壁に形成されたサイドウォールＳＷ１と平面的に重ならないように形成することができる。すなわち、ヒューズ切断部ＦＣ１の側壁に形成されたサイドウォールＳＷ１上には絶縁膜ＩＬ１が設けられないこととなる。サイドウォールＳＷ１のうちのヒューズ切断部ＦＣ１と対向しない側面と、上面と、は互いに一体となって湾曲面を構成する場合がある。このようなサイドウォールＳＷ１の湾曲面上に形成された絶縁膜ＩＬ１については、サイドウォールＳＷ１との密着性が十分に得られずに、ヒューズ切断部ＦＣ１の膨張とともに破断を生じることが懸念される。図３に示す例によれば、絶縁膜ＩＬ１をヒューズ切断部ＦＣ１の側壁に形成されたサイドウォールＳＷ１と重ならないように形成することにより、このような要因に基づく絶縁膜ＩＬ１の破断を抑制することが可能となる。
【００３８】
絶縁膜ＩＬ２は、絶縁膜ＩＬ１を平面的に囲むように、絶縁膜ＩＬ１の周囲に形成されている。すなわち、絶縁膜ＩＬ２は、平面視において絶縁膜ＩＬ１と重なる領域を有しないこととなる。図１〜３に示す例において、絶縁膜ＩＬ２は、半導体基板ＳＢ１と、半導体基板ＳＢ１上に設けられた素子分離領域ＥＩ１と、の上に形成されている。本実施形態において、絶縁膜ＩＬ２は、たとえば半導体基板ＳＢ１上に設けられたトランジスタのゲート電極を覆うカバー膜として機能することができる。
【００３９】
絶縁膜ＩＬ２は、後述する絶縁膜ＩＬ３よりも応力が大きい膜である。本実施形態においては、とくに引っ張り応力を有する絶縁膜により絶縁膜ＩＬ２を構成することがより好ましい。絶縁膜ＩＬ２がゲート電極を覆うカバー膜である場合に、このような膜応力の大きい絶縁膜ＩＬ２を採用することにより、ゲート電極下におけるチャネル領域に応力を発生させてキャリア移動度を向上させることができる。
【００４０】
絶縁膜ＩＬ２は、たとえば窒素含有シリコン膜である。これにより、絶縁膜ＩＬ２の膜応力等を好適な大きさに調整することが容易となる。窒素含有シリコン膜としては、窒素およびシリコンを含む絶縁膜であればとくに限定されないが、たとえばＳｉＮ、ＳｉＯＮ、およびＳｉＣＮから選択される一種または二種以上を含むものを使用することができる。本実施形態においては、たとえば絶縁膜ＩＬ１と同一の絶縁材料によって絶縁膜ＩＬ２を形成することができる。これにより、絶縁膜ＩＬ１と絶縁膜ＩＬ２を同一のプロセスにより成膜することが可能となる。
【００４１】
絶縁膜ＩＬ２は、絶縁膜ＩＬ１と第１方向および第２方向において間隔をもって配置されている。これにより、絶縁膜ＩＬ１が絶縁膜ＩＬ２から受ける、絶縁膜ＩＬ１の上下方向の位置を固定する圧力を緩和または除去することができる。このため、ヒューズ切断部ＦＣ１上における絶縁膜ＩＬ１の上下方向の位置の変動が容易となるため、ヒューズ切断部ＦＣ１の膨張に起因した圧力を十分に緩和することが可能となる。したがって、電気ヒューズＥＦ１の切断時におけるヒューズ切断部ＦＣ１の膨張に起因した絶縁膜ＩＬ１の破断を抑制することができる。また、絶縁膜ＩＬ２が第２方向において絶縁膜ＩＬ１と間隔をもって配置されているため、ヒューズ切断部ＦＣ１の側方が絶縁膜ＩＬ１や絶縁膜ＩＬ２によって覆われることを抑制することも可能となる。このため、ヒューズ切断部ＦＣ１の側面上に位置する絶縁膜の密着性が低いことに起因した絶縁膜ＩＬ１や絶縁膜ＩＬ２の破断を抑制することもできる。
【００４２】
本実施形態においては、たとえば絶縁膜ＩＬ１の全周が絶縁膜ＩＬ２との間に間隔を有するように、絶縁膜ＩＬ１および絶縁膜ＩＬ２が設けられていることがより好ましい。これにより、絶縁膜ＩＬ１が絶縁膜ＩＬ２から受ける、絶縁膜ＩＬ１の上下方向の位置を固定する圧力をより確実に除去することができる。
【００４３】
図１に示すように、絶縁膜ＩＬ２は、たとえばヒューズ切断部ＦＣ１が内部に位置する開口部ＯＰ１を有している。また、絶縁膜ＩＬ１は、たとえば第１方向および第２方向において開口部ＯＰ１よりも内側に位置する。この場合、絶縁膜ＩＬ１は絶縁膜ＩＬ２と間隔をもって配置されこととなるため、絶縁膜ＩＬ１が絶縁膜ＩＬ２から受ける、絶縁膜ＩＬ１の上下方向の位置を固定する圧力を緩和または除去することができる。また、絶縁膜ＩＬ２が第２方向において絶縁膜ＩＬ１と間隔をもって配置されることとなるため、ヒューズ切断部ＦＣ１の側方が絶縁膜ＩＬ１や絶縁膜ＩＬ２によって覆われることを抑制することも可能となる。したがって、電気ヒューズＥＦ１の切断時におけるヒューズ切断部ＦＣ１の膨張に起因した絶縁膜ＩＬ１や絶縁膜ＩＬ２の破断を抑制することができる。
【００４４】
本実施形態においては、たとえば絶縁膜ＩＬ１の全周が開口部ＯＰ１よりも内側に位置するように、絶縁膜ＩＬ１および絶縁膜ＩＬ２が設けられていることがより好ましい。これにより、絶縁膜ＩＬ１が絶縁膜ＩＬ２から受ける、絶縁膜ＩＬ１の上下方向の位置を固定する圧力をより確実に除去することができる。図１では、絶縁膜ＩＬ１の全周が絶縁膜ＩＬ２から離間するように、開口部ＯＰ１が設けられる場合が例示されている。この場合、絶縁膜ＩＬ１の外側には、絶縁膜ＩＬ１の全周に亘って、電気ヒューズＥＦ１、サイドウォールＳＷ１、素子分離領域ＥＩ１、半導体基板ＳＢ１、または後述する絶縁膜ＩＬ４が絶縁膜ＩＬ１および絶縁膜ＩＬ２から露出した領域が形成されることとなる。
【００４５】
本実施形態においては、たとえば第１パッド部ＰＤ１全体が絶縁膜ＩＬ２によって覆われないよう、絶縁膜ＩＬ２を形成することができる。図１においては、第１パッド部ＰＤ１全体および第２パッド部ＰＤ２全体が絶縁膜ＩＬ２によって覆われていない場合が例示されている。これにより、絶縁膜ＩＬ２に起因した圧力が過度に電気ヒューズＥＦ１にかかることを確実に抑制することが可能となる。一方で、後述するように、第１パッド部ＰＤ１の一部が、絶縁膜ＩＬ２によって覆われていてもよい。
【００４６】
図１に示すように、絶縁膜ＩＬ２は、ヒューズ切断部ＦＣ１の側面上に設けられていない。すなわち、ヒューズ切断部ＦＣ１の側面は、絶縁膜ＩＬ２によって覆われないこととなる。これにより、ヒューズ切断部ＦＣ１の側面上に位置する絶縁膜ＩＬ２の密着性が低いことに起因して絶縁膜ＩＬ２に破断が生じることを抑制することができる。図１においては、ヒューズ切断部ＦＣ１の第２方向を垂線方向とする二つの側面のいずれにも、絶縁膜ＩＬ２が形成されていない場合が例示されている。
【００４７】
図３に示すように、ヒューズ切断部ＦＣ１の側壁にサイドウォールＳＷ１が形成されている場合には、絶縁膜ＩＬ２を、たとえばヒューズ切断部ＦＣ１の側壁に形成されたサイドウォールＳＷ１と平面的に重ならないように形成することができる。すなわち、ヒューズ切断部ＦＣ１の側壁に形成されたサイドウォールＳＷ１上には絶縁膜ＩＬ２が設けられないこととなる。サイドウォールＳＷ１のうちのヒューズ切断部ＦＣ１と対向しない側面と、上面と、は互いに一体となって湾曲面を構成する場合がある。このようなサイドウォールＳＷ１の湾曲面上に形成された絶縁膜ＩＬ２については、サイドウォールＳＷ１との密着性が十分に得られずに、ヒューズ切断部ＦＣ１の膨張とともに破断を生じることが懸念される。図３に示す例によれば、絶縁膜ＩＬ２をヒューズ切断部ＦＣ１の側壁に形成されたサイドウォールＳＷ１と重ならないように形成することにより、このような要因に基づく絶縁膜ＩＬ２の破断を抑制することが可能となる。
【００４８】
絶縁膜ＩＬ１と絶縁膜ＩＬ２が同一の絶縁材料により構成される場合には、絶縁膜ＩＬ１と絶縁膜ＩＬ２を一の絶縁膜ＩＬと捉えることも可能である。すなわち、上記一の絶縁膜ＩＬが、ヒューズ切断部ＦＣ１を第１方向の全体に亘って覆うようヒューズ切断部ＦＣ１上と、ヒューズ切断部ＦＣ１の周囲と、に形成されることとなる。このような場合において、絶縁膜ＩＬには、たとえばヒューズ切断部ＦＣ１の第２方向における両側に開口部ＯＰ１が形成される。これにより、ヒューズ切断部ＦＣ１の側方が絶縁膜ＩＬによって覆われることを抑制することができる。このため、ヒューズ切断部ＦＣ１の側面上に位置する絶縁膜の密着性が低いことに起因した絶縁膜ＩＬの破断を抑制することもできる。
また、図１においては、第１パッド部ＰＤ１の少なくとも一部が、絶縁膜ＩＬによって覆われていない場合が例示されている。すなわち、絶縁膜ＩＬのうちのヒューズ切断部ＦＣ１に近接する第１パッド部ＰＤ１上に位置する部分に、開口部ＯＰ１が形成されることとなる。この場合、絶縁膜ＩＬのうちのヒューズ切断部ＦＣ１上に位置する部分が、絶縁膜ＩＬのうちの電気ヒューズＥＦ１の周囲に位置する部分から受ける、上下方向の位置を固定する圧力を緩和または除去することができる。このため、電気ヒューズＥＦ１の切断時におけるヒューズ切断部ＦＣ１の膨張に起因した絶縁膜ＩＬの破断を抑制することができる。本実施形態においては、たとえば第１パッド部ＰＤ１の少なくとも一部および第２パッド部ＰＤ２の少なくとも一部が、絶縁膜ＩＬによって覆われていない態様がより好ましい。
【００４９】
本実施形態においては、絶縁膜ＩＬが、ヒューズ切断部ＦＣ１を第１方向の全体に亘って覆うようヒューズ切断部ＦＣ１上に設けられた第１部分と、ヒューズ切断部ＦＣ１の周囲に上記第１部分と離間して位置するように設けられた第２部分と、を有するように絶縁膜ＩＬ１を形成することができる。これにより、ヒューズ切断部ＦＣ１上に位置する第１部分が、第２部分から受ける、上下方向の位置を固定する圧力を緩和または除去することができる。このため、ヒューズ切断部ＦＣ１の膨張に起因した第１部分の破断を抑制できる。なお、図１においては、絶縁膜ＩＬ１が第１部分に、絶縁膜ＩＬ２が第２部分に、それぞれ対応することとなる。
【００５０】
本実施形態においては、たとえば第１パッド部ＰＤ１全体が絶縁膜ＩＬにより覆われないよう、絶縁膜ＩＬを形成することができる。図１では、第１パッド部ＰＤ１全体および第２パッド部ＰＤ２全体が絶縁膜ＩＬにより覆われていない場合が例示されている。これにより、絶縁膜ＩＬに起因した圧力が過度に電気ヒューズＥＦ１にかかることを確実に抑制することが可能となる。なお、後述するように、第１パッド部ＰＤ１および第１パッド部ＰＤ１の一部が、絶縁膜ＩＬによって覆われていてもよい。
【００５１】
絶縁膜ＩＬ３は、電気ヒューズＥＦ１、絶縁膜ＩＬ１、および絶縁膜ＩＬ２を覆うように形成されている。すなわち、電気ヒューズＥＦ１のうちの絶縁膜ＩＬ１および絶縁膜ＩＬ２によって覆われていない領域が、絶縁膜ＩＬ３と接触することとなる。
【００５２】
絶縁膜ＩＬ３は、たとえば酸素含有シリコン膜により構成される。これにより、層間絶縁膜の低誘電率化を図ることができる。また、絶縁膜ＩＬ３の熱膨張係数や膜応力等を、絶縁膜ＩＬ１や絶縁膜ＩＬ２よりも小さくすることが容易となる。絶縁膜ＩＬ３を構成する酸素含有シリコン膜としては、窒素含有量が絶縁膜ＩＬ１および絶縁膜ＩＬ２を構成する窒素含有シリコン膜よりも小さい膜を用いることができる。酸素含有シリコン膜としては、酸素およびシリコンを含む絶縁膜であればとくに限定されないが、たとえばＳｉＯ２を含むものを採用することができる。また、絶縁膜ＩＬ３を構成する絶縁材料の熱膨張係数は、たとえば０．１μｍ／Ｋ以上１．０μｍ以下とすることができる。
【００５３】
図４は、本実施形態に係る半導体装置ＳＤ１を示す断面図である。
図４においては、半導体基板ＳＢ１と、半導体基板ＳＢ１上に設けられたトランジスタＴＲ１および電気ヒューズＥＦ１と、を備える半導体装置ＳＤ１が例示されている。トランジスタＴＲ１は、半導体基板ＳＢ１のうちの素子分離領域ＥＩ１が設けられていない領域上に形成されている。また、トランジスタＴＲ１は、半導体基板ＳＢ１上に設けられたゲート絶縁膜ＧＩ１と、ゲート絶縁膜ＧＩ１上に設けられたゲート電極ＧＥ１と、ゲート電極ＧＥ１の側面上に設けられたサイドウォールＳＷ２と、を備えている。半導体基板ＳＢ１のうちの平面視においてトランジスタＴＲ１を含む領域には、ウェル領域となる低濃度不純物層を構成する不純物拡散領域ＤＲ１が設けられている。不純物拡散領域ＤＲ１は、たとえばＰ型不純物により構成される。不純物拡散領域ＤＲ１内には、トランジスタＴＲ１のソース・ドレイン領域となる高濃度不純物層を構成する不純物拡散領域ＤＲ２が設けられている。不純物拡散領域ＤＲ２は、たとえばＮ型不純物により構成される。
【００５４】
ゲート電極ＧＥ１は、たとえばヒューズ切断部ＦＣ１と同じ導電材料により形成することができる。この場合、ゲート電極ＧＥ１の形成と同時に、ヒューズ切断部ＦＣ１を形成することが可能となる。本実施形態においては、たとえばポリシリコン膜、またはポリシリコン膜とシリサイド膜の積層膜によってゲート電極ＧＥ１を構成することができる。サイドウォールＳＷ２は、たとえばサイドウォールＳＷ１と同じ絶縁材料により形成することができる、この場合、サイドウォールＳＷ２の形成と同時に、ヒューズ切断部ＦＣ１の側面上にサイドウォールＳＷ１を形成することが可能となる。
【００５５】
本実施形態において、絶縁膜ＩＬ２は、たとえばゲート電極ＧＥ１を覆うように半導体基板ＳＢ１上に形成することが可能である。絶縁膜ＩＬ２が引っ張り応力の大きい膜により形成される場合には、ゲート電極ＧＥ１下に形成されるチャネル領域に対して応力を発生させて、キャリア移動度を向上させることが可能となる。図４においては、絶縁膜ＩＬ２が、たとえばゲート電極ＧＥ１およびサイドウォールＳＷ２を覆うように形成される場合が例示されている。本実施形態においては、絶縁膜ＩＬ２は、たとえば開口部ＯＰ１が設けられる領域を除いて半導体基板ＳＢ１の全体を覆うように形成されることがとくに好ましい。開口部ＯＰ1が設けられる領域を電気ヒューズＥＦ１が形成されている領域に限定することにより、その他の領域でのチップ上面からの水分の侵入を確実に抑制して、トランジスタＴＲ１等への水分による特性変動の影響を小さくし、半導体装置の耐湿信頼性を向上させることが可能となる。電気ヒューズＥＦ１は、後述するように、ポリシリコン膜ＰＳ１と、ポリシリコン膜ＰＳ１上に形成されたシリサイド膜ＭＳ１とを含む抵抗素子であるため、水分による特性変動の影響は小さく、開口部ＯＰ１を設けることによる耐湿信頼性の劣化は小さいと考えられる。
【００５６】
絶縁膜ＩＬ３中には、電気ヒューズＥＦ１に電位を供給するための複数のコンタクトプラグＣＰ１が形成されている。これらのうち、第１のコンタクトプラグＣＰ１は第１パッド部ＰＤ１に接続され、第２のコンタクトプラグＣＰ１は第２パッド部ＰＤ２に接続されている。これにより、電気ヒューズＥＦ１に電流を流すことが可能となる。また、絶縁膜ＩＬ３には、たとえばゲート電極ＧＥ１および不純物拡散領域ＤＲ２に接続する他のコンタクトプラグＣＰ１が埋め込まれている。
【００５７】
絶縁膜ＩＬ３上には、たとえば配線ＩＣ１が形成される。配線ＩＣ１は、たとえば絶縁膜ＩＬ３中に埋め込まれたコンタクトプラグＣＰ１を介して、第１パッド部ＰＤ１および第２パッド部ＰＤ２に電気的に接続される。また、半導体基板ＳＢ１上にトランジスタＴＲ１が形成される場合には、配線ＩＣ１は、たとえばコンタクトプラグＣＰ１を介してゲート電極ＧＥ１や不純物拡散領域ＤＲ２へ電気的に接続される。図４においては、たとえば配線ＩＣ１およびコンタクトプラグＣＰ１を介して、トランジスタＴＲ１の不純物拡散領域ＤＲ２と、電気ヒューズＥＦ１の第１パッド部ＰＤ１と、が互いに電気的に接続される場合が例示されている。配線ＩＣ１は、たとえばＣｕまたはＡｌ等の金属材料を含む。コンタクトプラグＣＰ１は、たとえばＷ等の金属材料を含む。
【００５８】
また、絶縁膜ＩＬ３上には、層間絶縁膜ＩＩ１が形成される。層間絶縁膜ＩＩ１は、たとえば絶縁膜ＩＬ３上に多層形成されて多層配線構造を構成することができる。この場合、層間絶縁膜ＩＩ１中には、複数の配線層が形成されることとなる。層間絶縁膜ＩＩ１のうちの平面視で電気ヒューズＥＦ１と重なる領域には、たとえば凹部ＲＣ１を形成することができる。これにより、電気ヒューズＥＦ１の放熱性を向上させることが可能となる。層間絶縁膜ＩＩ１上には、たとえば表面保護膜であるポリイミド膜ＰＩ１が形成される。なお、表面保護膜は、ポリイミド以外の絶縁材料により構成されていてもよい。
【００５９】
次に、半導体装置ＳＤ１の製造方法について説明する。
図１０〜１３は、図４に示す半導体装置ＳＤ１の製造方法を示す断面図である。半導体装置ＳＤ１の製造方法は、たとえば次のように行うことができる。まず、半導体基板ＳＢ１上に、電気ヒューズＥＦ１を形成する。電気ヒューズＥＦ１は、第１方向に延在するヒューズ切断部ＦＣ１と、ヒューズ切断部ＦＣ１の一端に接続し、かつ第１方向と直交する第２方向における幅がヒューズ切断部ＦＣ１よりも大きい第１パッド部ＰＤ１と、ヒューズ切断部ＦＣ１の一端とは反対の他端に接続し、かつ第２方向における幅がヒューズ切断部ＦＣ１よりも大きい第２パッド部ＰＤ２と、により構成される。次いで、半導体基板ＳＢ１上に電気ヒューズＥＦ１を覆うよう絶縁膜ＩＬを形成する。次いで、絶縁膜ＩＬをパターニングする。次いで、絶縁膜ＩＬ上に絶縁膜ＩＬ３を形成する。
以下、半導体装置ＳＤ１の製造方法について詳細に説明する。
【００６０】
まず、図１０（ａ）に示すように、半導体基板ＳＢ１上に素子分離領域ＥＩ１を形成する。素子分離領域ＥＩ１を形成する方法は、とくに限定されないが、たとえばＳＴＩ法、またはＬＯＣＯＳ法等を採用することができる。
【００６１】
次に、図１０（ｂ）に示すように、半導体基板ＳＢ１のうちのトランジスタＴＲ１が形成される領域に不純物拡散領域ＤＲ１を形成する。トランジスタＴＲ１がＮｃｈＭＯＳトランジスタである場合、不純物拡散領域ＤＲ２はＰ型不純物により構成される。次いで、半導体基板ＳＢ１上にゲート絶縁膜ＧＩ１を形成する。
【００６２】
次に、図１１（ａ）に示すように、ゲート電極ＧＥ１および電気ヒューズＥＦ１を形成する。ゲート電極ＧＥ１および電気ヒューズＥＦ１は、たとえば半導体基板ＳＢ１上および素子分離領域ＥＩ１上に形成された導電膜をリソグラフィおよびエッチングを用いてパターニングすることにより同時に形成される。一方で、電気ヒューズＥＦ１を、ゲート電極ＧＥ１とは異なる工程によって形成することも可能である。この場合、電気ヒューズＥＦ１を構成する導電材料を、ゲート電極ＧＥ１の材料に制限されずに選択できる。
【００６３】
次に、図１１（ｂ）に示すように、ゲート電極ＧＥ１の側面上にサイドウォールＳＷ２を形成するとともに、電気ヒューズＥＦ１の側面上にサイドウォールＳＷ１を形成する。サイドウォールＳＷ１およびサイドウォールＳＷ２は、たとえばゲート電極ＧＥ１および電気ヒューズＥＦ１を覆う絶縁膜を半導体基板ＳＢ１上に形成した後、当該絶縁膜をエッチバックすることによって形成することができる。
【００６４】
次に、図１２（ａ）に示すように、トランジスタＴＲ１のソース・ドレイン領域を構成する不純物拡散領域ＤＲ２を形成する。トランジスタＴＲ１がＮｃｈＭＯＳトランジスタである場合、不純物拡散領域ＤＲ２はＮ型不純物により構成される。
【００６５】
次に、図１２（ｂ）に示すように、半導体基板ＳＢ１上に電気ヒューズＥＦ１およびトランジスタＴＲ１を覆うよう絶縁膜ＩＬを形成する。絶縁膜ＩＬは、たとえば上記において例示した絶縁膜ＩＬ１および絶縁膜ＩＬ２を構成する絶縁材料により構成される。本実施形態では、たとえば窒素含有シリコン膜により絶縁膜ＩＬを形成することができる。図１２（ｂ）においては、絶縁膜ＩＬが、ゲート電極ＧＥ１および電気ヒューズＥＦ１と接するように形成される場合が例示されている。一方で、絶縁膜ＩＬ下には、ゲート電極ＧＥ１および電気ヒューズＥＦ１を覆うよう後述する絶縁膜ＩＬ４が形成されていてもよい。
【００６６】
次に、図１３（ａ）に示すように、絶縁膜ＩＬをパターニングする。
絶縁膜ＩＬのパターニングは、たとえばヒューズ切断部ＦＣ１が内部に位置する開口部ＯＰ１を有する第１部分と、ヒューズ切断部ＦＣ１を第１方向の全体に亘って覆うようにヒューズ切断部ＦＣ１上に位置し、かつ第１方向および第２方向において開口部ＯＰ１よりも内側に位置する第２部分と、が形成されるように行うことができる。この場合、第１部分が絶縁膜ＩＬ２を、第２部分が絶縁膜ＩＬ１を、それぞれ構成することとなる。絶縁膜ＩＬ１と絶縁膜ＩＬ２は、互いの間に間隔を有するように形成される。
【００６７】
また、絶縁膜ＩＬのパターニングは、たとえばパターニング後の絶縁膜ＩＬが、ヒューズ切断部ＦＣ１を第１方向の全体に亘って覆うようヒューズ切断部ＦＣ１上に位置し、かつヒューズ切断部ＦＣ１の第２方向における両側と、第１パッド部ＰＤ１部の少なくとも一部上と、に開口部ＯＰ１を有するように行うこともできる。本実施形態においては、たとえば絶縁膜ＩＬのうちの、第１パッド部ＰＤ１の少なくとも一部上と、第２パッド部ＰＤ２の少なくとも一部上と、のそれぞれに開口部ＯＰ１が形成される。なお、第１パッド部ＰＤ１上、第２パッド部ＰＤ２上、およびヒューズ切断部ＦＣ１の第２方向における両側のそれぞれに設けられた開口部ＯＰ１は、たとえば互いに連続するように形成される。
【００６８】
次に、図１３（ｂ）に示すように、絶縁膜ＩＬ上に絶縁膜ＩＬ３を形成する。図１３（ｂ）においては、絶縁膜ＩＬ上と、電気ヒューズＥＦ１、サイドウォールＳＷ１、および素子分離領域ＥＩ１それぞれの絶縁膜ＩＬにより覆われていない領域上と、に絶縁膜ＩＬ３が形成される場合が例示されている。
【００６９】
その後、絶縁膜ＩＬ３中に、電気ヒューズＥＦ１に接続するコンタクトプラグ、およびトランジスタＴＲ１に接続するコンタクトプラグがそれぞれ形成される。次いで、絶縁膜ＩＬ３上に多層配線構造が形成される。
本実施形態に係る半導体装置ＳＤ１は、たとえばこのようにして製造される。
【００７０】
図６は、本実施形態に係る半導体装置ＳＤ１の第１変形例を示す断面図である。
図６に示す例において、電気ヒューズＥＦ１は、ポリシリコン膜ＰＳ１と、ポリシリコン膜ＰＳ１上に形成されたシリサイド膜ＭＳ１と、を含んでいる。これにより、より信頼性の高い切断動作を行うことが可能となる。シリサイド膜ＭＳ１中に含まれる金属材料としては、たとえばＷ（タングステン）、Ｍｏ（モリブデン）、Ｔｉ（チタン）、Ｃｏ（コバルト）、およびＮｉ（ニッケル）等が挙げられる。
【００７１】
図７は、本実施形態に係る半導体装置ＳＤ１の第２変形例を示す断面図であり、図６とは異なる例を示している。
図７においては、絶縁膜ＩＬ１下および絶縁膜ＩＬ２下に、電気ヒューズＥＦ１を覆う絶縁膜ＩＬ４が形成される場合が例示されている。絶縁膜ＩＬ４を構成する絶縁材料は、とくに限定されないが、たとえば酸素含有シリコン膜とすることができる。絶縁膜ＩＬ４を構成する酸素含有シリコン膜としては、酸素およびシリコンを含有する膜であれば限定されないが、たとえばＳｉＯ２を含むものが挙げられる。絶縁膜ＩＬ４は、たとえばヒューズ切断部ＦＣ１、第１パッド部ＰＤ１、および第２パッド部ＰＤ２それぞれの全体を覆うように半導体基板ＳＢ１上に形成される。
本変形例に係る半導体装置ＳＤ１は、たとえば電気ヒューズＥＦ１を形成する工程の後であって絶縁膜ＩＬを形成する工程の前に、電気ヒューズＥＦ１を覆う絶縁膜ＩＬ４を形成する工程を行うことにより実現することができる。
【００７２】
図８は、本実施形態に係る半導体装置ＳＤ１の第３変形例を示す平面図であり、図６および７とは異なる例を示している。
図８では、第１パッド部ＰＤ１の一部と、第２パッド部ＰＤ２の一部と、が絶縁膜ＩＬ２によって覆われている場合が例示されている。この場合、絶縁膜ＩＬ２は、第１パッド部ＰＤ１の他の部分と、第２パッド部ＰＤ２の他の部分と、を覆わないように形成される。
【００７３】
次に、電気ヒューズＥＦ１の切断動作について説明する。
電気ヒューズＥＦ１の切断は、たとえば第１パッド部ＰＤ１と第２パッド部ＰＤ２の間に所定の電流を流すことによってヒューズ切断部ＦＣ１中のボイドを生じさせ、ヒューズ切断部ＦＣ１を高抵抗化することにより行われる。以下、詳細に説明する。
【００７４】
まず、第１パッド部ＰＤ１と第２パッド部ＰＤ２の間に所定の電流を流すことにより、ヒューズ切断部ＦＣ１が高温化して熱膨張する。このとき、第１パッド部ＰＤ１と第２パッド部ＰＤ２の間に印加する電圧の値は、切断後の電気ヒューズＥＦ１の抵抗値に合わせて適宜制御することが可能である。本実施形態においては、とくに限定されないが、たとえば５．０Ｖ以上という高電圧によって電気ヒューズＥＦ１の切断を行うことが可能である。より安定的に切断を行う観点からは、５．５Ｖ以上１０Ｖ以下の電圧により切断動作を行うことがより好ましい。高温化によりヒューズ切断部ＦＣ１の温度が融点に到達すると、ヒューズ切断部ＦＣ１において溶融が起こる。本実施形態においては、ヒューズ切断部ＦＣ１の融点が、絶縁膜ＩＬ１や絶縁膜ＩＬ３等の周囲の絶縁膜の融点よりも低いため、ヒューズ切断部ＦＣ１のみが溶融することとなる。次いで、溶融したヒューズ切断部ＦＣ１は、膨張領域内を移動して再結晶化するため、高抵抗化する。また、再結晶後のヒューズ切断部ＦＣ１の体積は膨張時よりも小さくなるため、上記膨張領域内には何も存在しないボイドが形成されることとなる。このボイドが形成されることにより、切断後の電気ヒューズＥＦ１をさらに高抵抗化することが可能となる。本実施形態においては、たとえばこのようにして電気ヒューズＥＦ１の切断が行われる。
【００７５】
本実施形態においては、たとえば切断後の電気ヒューズＥＦ１の抵抗値を１ＧΩ以上とすることが、半導体装置の信頼性を向上させる観点からとくに好ましい。切断後の電気ヒューズＥＦ１を１ＧΩ以上という高抵抗状態とするためには、たとえば５．０Ｖ以上という高電圧による切断動作が必要となる。本実施形態に係る電気ヒューズＥＦ１によれば、このような高電圧による切断動作であっても、層間膜にダメージが生じることを抑制することできる。また、このように切断電圧を高めに設定することにより、切断後のヒューズ切断部ＦＣ１中に残存するボイドのサイズを大きくすることができるため、電気ヒューズＥＦ１の切断歩留まりを向上させることも可能となる。また、電気ヒューズＥＦ１に接続される切断トランジスタのサイズを小さくして、ヒューズ回路全体のレイアウトサイズの縮小化に寄与することもできる。
【００７６】
図９は、電気ヒューズＥＦ１の切断後の構造の一例を示す断面図である。
図９においては、ヒューズ切断部ＦＣ１がポリシリコン膜ＰＳ１とシリサイド膜ＭＳ１を含み、かつ絶縁膜ＩＬ４を備える場合の切断構造が例示されている。この場合、ヒューズ切断部ＦＣ１の高温化に伴いシリサイド膜ＭＳ１におけるエレクトロマイグレーションが生じることから、シリサイド膜ＭＳ１とポリシリコン膜ＰＳ１が混合しこれらの合金部ＡＬ１が生じる。また、合金部ＡＬ１の溶融とともにヒューズ切断部ＦＣ１の膨張が進むため、上述のようにヒューズ切断部ＦＣ１内にボイドＶＯ１が発生することとなる。
【００７７】
上述のように、切断後のヒューズ切断部ＦＣ１内にはボイドＶＯ１が残存する。図９においては、絶縁膜ＩＬ１のうちの少なくともボイドＶＯ１が発生する領域上に位置する部分が、絶縁膜ＩＬ４等の他の絶縁膜中に取り込まれて切断後のヒューズ切断部ＦＣ１上には残存しない場合が例示されている。このとき、絶縁膜ＩＬ１のうちの他の部分は、ヒューズ切断部ＦＣ１上に残存しなくてもよいが、ヒューズ切断部ＦＣ１上に残存していてもよい。このような切断後の構造は、電気ヒューズＥＦ１を切断する際の電圧等の条件を適切に選択することにより実現することが可能である。
また、ヒューズ切断部ＦＣ１のうちの少なくともボイドＶＯ１の周囲には、たとえばシリサイド膜ＭＳ１とポリシリコン膜ＰＳ１が混合して形成される合金部ＡＬ１が残存する。
【００７８】
（第２の実施形態）
図１４は、第２の実施形態に係る半導体装置ＳＤ２を示す図である。図１４（ａ）は平面図を、図１４（ｂ）は図１４（ａ）におけるＡ−Ａ'断面を、それぞれ示している。
本実施形態に係る半導体装置ＳＤ２において、絶縁膜ＩＬ１は、ヒューズ切断部ＦＣ１上とともに、第１パッド部ＰＤ１上および第２パッド部ＰＤ２上にも形成される。このような点を除いて、本実施形態に係る半導体装置ＳＤ２は、第１の実施形態に係る半導体装置ＳＤ１と同様の構成を有することができる。
以下、半導体装置ＳＤ２について詳細に説明する。
【００７９】
本実施形態に係る半導体装置ＳＤ２において、絶縁膜ＩＬ１は、ヒューズ切断部ＦＣ１上、第１パッド部ＰＤ１上および第２パッド部ＰＤ２上に設けられている。すなわち、絶縁膜ＩＬ１は、ヒューズ切断部ＦＣ１上に設けられた部分ＩＬ１１と、第１パッド部ＰＤ１上に設けられた部分ＩＬ１２と、第２パッド部ＰＤ２上に設けられた部分ＩＬ１３と、により構成されることとなる。これにより、絶縁膜ＩＬ１からヒューズ切断部ＦＣ１にかかる圧力をより効果的に発生させることができ、安定的なボイドの形成に寄与することができる。また、ヒューズ切断部ＦＣ１を全体に亘って覆うように絶縁膜ＩＬ１のパターニングを行う際のパターニングずれに対するマージンを確保することができる。なお、絶縁膜ＩＬ１のうちのヒューズ切断部ＦＣ１上に設けられている部分ＩＬ１１と、第１パッド部ＰＤ１上に設けられている部分ＩＬ１２と、第２パッド部ＰＤ２上に設けられている部分ＩＬ１３と、は互いに連続的に設けられている。
【００８０】
本実施形態では、絶縁膜ＩＬ１の第１方向の長さは、ヒューズ切断部ＦＣ１の第１方向の長さよりも長くなる。これにより、ヒューズ切断部ＦＣ１上、第１パッド部ＰＤ１上、および第２パッド部ＰＤ２上において連続した絶縁膜ＩＬ１を形成することができる。
【００８１】
図１４（ａ）および図１４（ｂ）に示すように、絶縁膜ＩＬ１は、たとえば第１パッド部ＰＤ１のうちの一部を覆い、第１パッド部ＰＤ１のうちの他の部分を覆わないように形成することができる。これにより、第１パッド部ＰＤ１上に形成される面積を一定値以下に抑えることができるため、ヒューズ切断部ＦＣ１上における上下方向の位置の変動をより容易とすることができる。このため、ヒューズ切断部ＦＣ１の膨張に伴ってヒューズ切断部ＦＣ１上の絶縁膜ＩＬ１が破断することをより確実に抑制できる。
図１４（ａ）に例示する構造においては、第１パッド部ＰＤ１の第２方向に沿う二辺のうちのヒューズ切断部ＦＣ１と接していない一辺と、部分ＩＬ１２と、の間の第１方向における最短長さＬ３を１μｍ以上１２μｍ以下とすることができる。また、第１パッド部ＰＤ１の第１方向に沿う一辺と、これに隣接する部分ＩＬ１２の第１方向に沿う一辺と、の間の第２方向における最短長さＬ４を１μｍ以上５μｍ以下とすることができる。
【００８２】
絶縁膜ＩＬ１の平面形状は、とくに限定されない。本実施形態においては、図１４（ａ）に示すように、たとえばヒューズ切断部ＦＣ１上を覆うように第１方向に延在する一の部分と、当該一の部分の一端および他端の少なくとも一方から第２方向の少なくとも一方側へ伸びて形成される他の部分と、を含む平面形状を有する絶縁膜ＩＬ１を採用することができる。一方で、絶縁膜ＩＬ１は、ヒューズ切断部ＦＣ１上を覆うように第１方向に延在する部分のみからなる平面形状を有していてもよい。
【００８３】
図１５は、本実施形態に係る半導体装置ＳＤ２を示す断面図である。また、図２１は、図１５に示す半導体装置ＳＤ２のうちの電気ヒューズＥＦ１の構成を示す図である。図２１（ａ）は平面図を、図２１（ｂ）は図２１（ａ）におけるＡ−Ａ'断面を、それぞれ示している。
図１５および図２１においては、電気ヒューズＥＦ１に接続される複数のコンタクトプラグＣＰ１の下部が、絶縁膜ＩＬ１により囲まれている場合が例示されている。これにより、絶縁膜ＩＬ３にコンタクトプラグＣＰ１を埋め込むためのコンタクトホールを形成する際に、絶縁膜ＩＬ１をエッチングストッパ膜として機能させることができる。また、絶縁膜ＩＬ２が第１パッド部ＰＤ１の一部および第２パッド部ＰＤ２の一部を覆う場合には、電気ヒューズＥＦ１に接続される複数のコンタクトプラグＣＰ１の下部は、絶縁膜ＩＬ２により囲まれていてもよい。この場合においても、同様の効果を得ることができる。
【００８４】
図１６は、図１５に示す半導体装置ＳＤ２の第１変形例を示す図である。図１６（ａ）は平面図を、図１６（ｂ）は図１６（ａ）におけるＡ−Ａ'断面を、それぞれ示している。
図１６においては、第１パッド部ＰＤ１全体および第２パッド部ＰＤ２全体が、絶縁膜ＩＬ１によって覆われる場合が例示されている。本変形例では、絶縁膜ＩＬ１のうちの第１パッド部ＰＤ１上に設けられた部分ＩＬ１２の平面形状が、第１パッド部ＰＤ１の平面形状と一致する。また、絶縁膜ＩＬ１のうちの第２パッド部ＰＤ２上に設けられた部分ＩＬ１３の平面形状が、第２パッド部ＰＤ２の平面形状と一致する。このような場合においても、絶縁膜ＩＬ１は絶縁膜ＩＬ２と間隔をもって配置されこととなるため、絶縁膜ＩＬ１が絶縁膜ＩＬ２から受ける、絶縁膜ＩＬ１の上下方向の位置を固定する圧力を緩和または除去することができる。
【００８５】
図１７は、図１５に示す半導体装置ＳＤ２の第２変形例を示す図であり、図１６とは異なる例を示す。図１７（ａ）は平面図を、図１７（ｂ）は図１７（ａ）におけるＡ−Ａ'断面を、それぞれ示している。
図１７においては、第１パッド部ＰＤ１全体と、第２パッド部ＰＤ２全体と、第１パッド部ＰＤ１および第２パッド部ＰＤ２それぞれの側面上に設けられるサイドウォールＳＷ１と、が絶縁膜ＩＬ１によって覆われる場合が例示されている。この場合、ヒューズ切断部ＦＣ１の側面上に形成されたサイドウォールＳＷ１が平面視で絶縁膜ＩＬ１と重ならないように、絶縁膜ＩＬ１を形成することができる。この場合においても、絶縁膜ＩＬ１は絶縁膜ＩＬ２と間隔をもって配置されこととなるため、絶縁膜ＩＬ１が絶縁膜ＩＬ２から受ける、絶縁膜ＩＬ１の上下方向の位置を固定する圧力を緩和または除去することができる。なお、第１パッド部ＰＤ１および第２パッド部ＰＤ２のうちのいずれか一方の側面上に設けられたサイドウォールＳＷ１のみが絶縁膜ＩＬ１によって覆われていてもよい。
【００８６】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
（第３の実施形態）
図１８は、第３の実施形態に係る半導体装置ＳＤ３を示す図である。図１８（ａ）は平面図を、図１８（ｂ）は図１８（ａ）におけるＡ−Ａ'断面を、それぞれ示している。
本実施形態に係る半導体装置ＳＤ３においては、絶縁膜ＩＬ５が、第１パッド部ＰＤ１上または第２パッド部ＰＤ２上に形成された絶縁膜ＩＬ１と、絶縁膜ＩＬ２と、をつなぐように形成されている。このような点を除いて、本実施形態に係る半導体装置ＳＤ３は、第２の実施形態に係る半導体装置ＳＤ２と同様の構成を有することができる。
以下、半導体装置ＳＤ３について詳細に説明する。
【００８８】
本実施形態に係る半導体装置ＳＤ３は、絶縁膜ＩＬ１のうちの第１パッド部ＰＤ１上に設けられた部分ＩＬ１２または第２パッド部ＰＤ２に設けられた部分ＩＬ１３と、絶縁膜ＩＬ２と、を繋ぐ絶縁膜ＩＬ５を備えている。図１８においては、絶縁膜ＩＬ１のうちの第１パッド部ＰＤ１上に位置する部分ＩＬ１２からみて第１方向に位置しており、かつ当該部分ＩＬ１２と絶縁膜ＩＬ２を接続するように、絶縁膜ＩＬ５が形成されている。このように、絶縁膜ＩＬ１の一部を絶縁膜ＩＬ２と接続させることにより、絶縁膜ＩＬ１からヒューズ切断部ＦＣ１へ向かって働く押圧力をより効果的に発生させることができる。このため、ヒューズ切断部ＦＣ１に生じるボイドの横方向への成長を効果的に促進させて、安定的な切断動作を実現することができる。また、このような構造を有する場合であっても、絶縁膜ＩＬ５が設けられていない領域については絶縁膜ＩＬ１と絶縁膜ＩＬ２は互いに間隔をもって配置されこととなる。さらに、第１パッド部ＰＤ１および第２パッド部ＰＤ２の一部上において、開口部ＯＰ１を形成することもできる。このため、絶縁膜ＩＬ１が絶縁膜ＩＬ２から受ける、絶縁膜ＩＬ１の上下方向の位置を固定する圧力を緩和または除去することが可能となる。
【００８９】
絶縁膜ＩＬ５は、たとえば絶縁膜ＩＬ１および絶縁膜ＩＬ２と一体に形成される。この場合、絶縁膜ＩＬ５は、絶縁膜ＩＬ１と同一の絶縁材料により構成されることとなる。
【００９０】
図１８においては、絶縁膜ＩＬ１のうちの第１パッド部ＰＤ１上に位置する部分ＩＬ１２と、第２パッド部ＰＤ２上に位置する部分ＩＬ１３と、のそれぞれに絶縁膜ＩＬ５が形成される場合が例示されている。ここでは、これらの各部分について、ヒューズ切断部ＦＣ１が位置する側と反対側に絶縁膜ＩＬ５が形成されることとなる。なお、絶縁膜ＩＬ１のうちの第１パッド部ＰＤ１上に位置する部分ＩＬ１２と、第２パッド部ＰＤ２上に位置する部分ＩＬ１３と、のいずれか一方に絶縁膜ＩＬ５が形成されていてもよい。
図１８に示す構造において、絶縁膜ＩＬ５の第２方向における長さは、部分ＩＬ１２のうちの絶縁膜ＩＬ５と接する部分の第２方向における長さと等しい。一方で、絶縁膜ＩＬ５の第２方向における長さは、部分ＩＬ１２のうちの絶縁膜ＩＬ５と接する部分の第２方向における長さよりも長くてもよく、短くてもよい。図１８に係る例について、絶縁膜ＩＬ５の第２方向における長さは、たとえば５μｍ以上４０μｍ以下とすることができる。
【００９１】
図１８においては、たとえば絶縁膜ＩＬ１と、絶縁膜ＩＬ１の両端側に設けられた絶縁膜ＩＬ５と、により開口部ＯＰ１が分割されている。この場合、電気ヒューズＥＦ１からみて第２方向の一方側に位置する開口部ＯＰ１１と、電気ヒューズＥＦ１からみて第２方向の他方側に位置する開口部ＯＰ１２と、に開口部ＯＰ１が分割されることとなる。開口部ＯＰ１１および開口部ＯＰ１２は、それぞれ第１パッド部ＰＤ１および第２パッド部ＰＤ２それぞれの一部と重なっている。図１８に示す例においては、開口部ＯＰ１１の内部に第１長辺ＬＳ１が、開口部ＯＰ１２の内部に第２長辺ＬＳ２が、それぞれ配置される。
【００９２】
図１９は、図１８に示す半導体装置ＳＤ３の変形例を示す図である。図１９（ａ）は平面図を、図１９（ｂ）は図１９（ａ）におけるＡ−Ａ'断面を、それぞれ示している。
本変形例において、絶縁膜ＩＬ５は、絶縁膜ＩＬ１のうちの第１パッド部ＰＤ１上に位置する部分ＩＬ１２からみて第２方向に位置しており、かつ当該部分ＩＬ１２と絶縁膜ＩＬ２を接続するように形成される。図１９においては、絶縁膜ＩＬ１のうちの第１パッド部ＰＤ１上に位置する部分ＩＬ１２と、第２パッド部ＰＤ２上に位置する部分ＩＬ１３と、のそれぞれに絶縁膜ＩＬ５が形成される場合が例示されている。この場合、絶縁膜ＩＬ１のうちの第１パッド部ＰＤ１上に位置する部分ＩＬ１２からみて第２方向における一方側または両側に、絶縁膜ＩＬ５を形成することができる。また、絶縁膜ＩＬ１のうちの第２パッド部ＰＤ２上に位置する部分ＩＬ１３からみて第２方向における一方側または両側に、絶縁膜ＩＬ５を形成することができる。このような構造を有する場合であっても、絶縁膜ＩＬ５が設けられていない領域については絶縁膜ＩＬ１と絶縁膜ＩＬ２は互いに間隔をもって配置されこととなる。さらに、第１パッド部ＰＤ１および第２パッド部ＰＤ２の一部上に、開口部ＯＰ１を形成することもできる。このため、絶縁膜ＩＬ１が絶縁膜ＩＬ２から受ける、絶縁膜ＩＬ１の上下方向の位置を固定する圧力を緩和または除去することが可能となる。
【００９３】
図１９においては、たとえば絶縁膜ＩＬ１のうちの第１パッド部ＰＤ１上に位置する部分ＩＬ１２からみて第２方向における両側に絶縁膜ＩＬ５を形成し、かつ絶縁膜ＩＬ１のうちの第２パッド部ＰＤ２上に位置する部分ＩＬ１３からみて第２方向における両側に絶縁膜ＩＬ５を形成する。この場合、開口部ＯＰ１は、絶縁膜ＩＬ１および絶縁膜ＩＬ５によって４つの開口部に分割されることとなる。なお、絶縁膜ＩＬ１のうちの第１パッド部ＰＤ１上に位置する部分ＩＬ１２または第２パッド部ＰＤ２上に位置する部分ＩＬ１３の少なくとも一方について、第２方向における少なくとも一方側には絶縁膜ＩＬ５が形成されていなくてもよい。
図１９に示す構造において、絶縁膜ＩＬ５の第１方向における長さは、部分ＩＬ１２のうちの絶縁膜ＩＬ５と接する部分の第１方向における長さと等しい。一方で、絶縁膜ＩＬ５の第１方向における長さは、部分ＩＬ１２のうちの絶縁膜ＩＬ５と接する部分の第１方向における長さよりも長くてもよく、短くてもよい。図１９に係る例について、絶縁膜ＩＬ５の第１方向における長さは、たとえば１μｍ以上８μｍ以下とすることができる。
【００９４】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９５】
（第４の実施形態）
図２０は、第４の実施形態に係る半導体装置ＳＤ４を示す図である。図２０（ａ）は平面図を、図２０（ｂ）は図２０（ａ）におけるＡ−Ａ'断面を、それぞれ示している。
本実施形態に係る半導体装置ＳＤ４においては、絶縁膜ＩＬ２が、第１パッド部ＰＤ１の一部を覆うように形成されている。また、絶縁膜ＩＬ２のうちの第１パッド部ＰＤ１上に設けられた部分は、絶縁膜ＩＬ１と接続している。これらの点を除いて、本実施形態に係る半導体装置ＳＤ４は、第１の実施形態に係る半導体装置ＳＤ１と同様の構成を有することができる。
以下、半導体装置ＳＤ４について詳細に説明する。
【００９６】
本実施形態に係る半導体装置ＳＤ４においては、絶縁膜ＩＬ２が、第１パッド部ＰＤ１の一部を覆うように形成されている。また、絶縁膜ＩＬ２のうちの第１パッド部ＰＤ１上に設けられた部分は、絶縁膜ＩＬ１と接続している。一方で、第１パッド部ＰＤ１の一部は、絶縁膜ＩＬ１および絶縁膜ＩＬ２により覆われていない。すなわち、ヒューズ切断部ＦＣ１に近接する第１パッド部ＰＤ１上に開口部ＯＰ１を形成することができる。このため、本実施形態においても、絶縁膜ＩＬ１が絶縁膜ＩＬ２から受ける、絶縁膜ＩＬ１の上下方向の位置を固定する圧力を緩和または除去することが可能となる。
【００９７】
図２０においては、絶縁膜ＩＬ２が、第１パッド部ＰＤ１の一部および第２パッド部ＰＤ２の一部を覆うように形成される場合が例示されている。また、絶縁膜ＩＬ２のうちの第１パッド部ＰＤ１上に設けられた部分と、第２パッド部ＰＤ２上に設けられた部分と、はヒューズ切断部ＦＣ１上に設けられた絶縁膜ＩＬ１と接続している。一方で、第１パッド部ＰＤ１の一部および第２パッド部ＰＤ２の一部は、絶縁膜ＩＬ１および絶縁膜ＩＬ２により覆われていない。このような場合、開口部ＯＰ１は、絶縁膜ＩＬ１と絶縁膜ＩＬ２によって開口部ＯＰ１１および開口部ＯＰ１２に分割されることとなる。
【００９８】
本実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
なお、上記実施の形態によれば、以下の発明が開示されている。
（付記１）
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成され、所定の電流を流すことによって切断される電気ヒューズと、
前記電気ヒューズ上に形成された第１絶縁膜と、
前記半導体基板上に形成され、前記第１絶縁膜と同一の絶縁材料により形成された第２絶縁膜と、
前記電気ヒューズと前記第１絶縁膜と前記第２絶縁膜とを覆うように形成された第３絶縁膜と、
を有し、
前記電気ヒューズは、ポリシリコン膜を含み、
前記電気ヒューズは、ヒューズ切断部と第１パッド部と第２パッド部とを含み、
前記ヒューズ切断部は、第１方向において第１パッド部と第２パッド部の間に形成され、前記第1方向と直交する第２方向に沿う第１短辺及び第２短辺を有する長方形状であり、
前記第１パッド部は、前記第２方向において前記第１短辺よりも大きい幅を有し、かつ、前記ヒューズ切断部と前記第１短辺側において一体に形成され、
前記第２パッド部は、前記第２方向において前記第２短辺よりも大きい幅を有し、かつ、前記ヒューズ切断部と前記第２短辺側において一体に形成され、
前記第１絶縁膜は、前記ヒューズ切断部の表面を覆うように前記第１短辺と前記第２短辺の間において連続的に形成され、
前記第２絶縁膜は、前記第１絶縁膜を平面的に囲むように形成され、かつ、前記第１絶縁膜と前記第１方向および前記第２方向において間隔をもって配置され、
前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜の応力は、前記第３絶縁膜の応力よりも大きい、半導体装置。
（付記２）
付記１記載の半導体装置において、
前記第３絶縁膜は、酸素含有シリコン膜である、半導体装置。
（付記３）
付記１に記載の半導体装置において、
前記半導体基板上には、酸化シリコン膜からなる素子分離部がさらに形成され、前記電気ヒューズは、前記素子分離部上に形成されていることを特徴とする半導体装置。
（付記４）
半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられ、かつ第１方向に延在するヒューズ切断部と、
前記ヒューズ切断部の一端に設けられ、かつ前記第１方向と直交する第２方向における幅が前記ヒューズ切断部よりも大きい第１パッド部と、
前記ヒューズ切断部の前記一端とは反対の他端に設けられ、かつ前記第２方向における幅が前記ヒューズ切断部よりも大きい第２パッド部と、
前記ヒューズ切断部が内部に位置する開口部を有する第１窒素含有シリコン膜と、
前記ヒューズ切断部を前記第１方向の全体に亘って覆うように前記ヒューズ切断部上に設けられ、かつ前記第１方向および前記第２方向において前記開口部よりも内側に位置する第２窒素含有シリコン膜と、
前記第１窒素含有シリコン膜および前記第２窒素含有シリコン膜を覆う絶縁膜と、
を備える半導体装置。
（付記５）
付記４に記載の半導体装置において、
前記第２窒素含有シリコン膜は、前記ヒューズ切断部上、前記第１パッド部上および前記第２パッド部上に設けられている半導体装置。
（付記６）
付記４に記載の半導体装置において、
前記絶縁膜は、酸素含有シリコン膜である半導体装置。
（付記７）
付記５に記載の半導体装置において、
前記第２窒素含有シリコン膜は、前記第１パッド部のうちの一部を覆い、他の部分を覆っていない半導体装置。
（付記８）
付記４に記載の半導体装置において、
前記第１窒素含有シリコン膜は、前記第１パッド部を覆っていない半導体装置。
（付記９）
付記４に記載の半導体装置において、
前記第２窒素含有シリコン膜は、前記第１パッド部を覆っていない半導体装置。
（付記１０）
付記４に記載の半導体装置において、
前記第２窒素含有シリコン膜は、全周において前記開口部よりも内側に位置する半導体装置。
（付記１１）
付記４に記載の半導体装置において、
前記第１パッド部と前記第２パッド部の間に所定の電流を流すことによって、前記ヒューズ切断部が切断される半導体装置。
（付記１２）
付記４に記載の半導体装置において、
前記ヒューズ切断部は、ポリシリコン膜と、前記ポリシリコン膜上に設けられたシリサイド膜と、を含む半導体装置。
（付記１３）
半導体基板と、
前記半導体基板上に設けられ、第１方向に延在するヒューズ切断部と、
前記ヒューズ切断部の一端に設けられ、かつ前記第１方向と直交する第２方向における幅が前記ヒューズ切断部よりも大きい第１パッド部と、
前記ヒューズ切断部の前記一端とは反対の他端に設けられ、かつ前記第２方向における幅が前記ヒューズ切断部よりも大きい第２パッド部と、
前記ヒューズ切断部を前記第１方向の全体に亘って覆うよう前記ヒューズ切断部上と、前記ヒューズ切断部の周囲と、に設けられ、かつ前記ヒューズ切断部の前記第２方向における両側に開口部を有する窒素含有シリコン膜と、
前記窒素含有シリコン膜を覆う絶縁膜と、
を備え、
前記第１パッド部の少なくとも一部は、前記窒素含有シリコン膜によって覆われていない半導体装置。
（付記１４）
付記１３に記載の半導体装置において、
前記絶縁膜は、酸素含有シリコン膜である半導体装置。
（付記１５）
付記１３に記載の半導体装置において、
前記窒素含有シリコン膜は、前記第１パッドを覆っていない半導体装置。
（付記１６）
付記１３に記載の半導体装置において、
前記第１パッド部と前記第２パッド部の間に所定の電流を流すことによって、前記ヒューズ切断部が切断される半導体装置。
（付記１７）
付記１３に記載の半導体装置において、
前記ヒューズ切断部は、ポリシリコン膜と、前記ポリシリコン膜上に設けられたシリサイド膜と、を含む半導体装置。
（付記１８）
半導体基板上に、第１方向に延在するヒューズ切断部と、前記ヒューズ切断部の一端に接続し、かつ前記第１方向と直交する第２方向における幅が前記ヒューズ切断部よりも大きい第１パッド部と、前記ヒューズ切断部の前記一端とは反対の他端に接続し、かつ前記第２方向における幅が前記ヒューズ切断部よりも大きい第２パッド部と、により構成される電気ヒューズを形成する工程と、
前記半導体基板上に前記電気ヒューズを覆うよう窒素含有シリコン膜を形成する工程と、
前記窒素含有シリコン膜をパターニングする工程と、
前記窒素含有シリコン膜上に絶縁膜を形成する工程と、
を備え、
前記窒素含有シリコン膜をパターニングする工程は、
前記ヒューズ切断部が内部に位置する開口部を有する第１部分と、前記ヒューズ切断部を前記第１方向の全体に亘って覆うように前記ヒューズ切断部上に位置し、かつ前記第１方向および前記第２方向において前記開口部よりも内側に位置する第２部分と、が形成されるように行われる半導体装置の製造方法。
（付記１９）
半導体基板上に、第１方向に延在するヒューズ切断部と、前記ヒューズ切断部の一端に接続し、かつ前記第１方向と直交する第２方向における幅が前記ヒューズ切断部よりも大きい第１パッド部と、前記ヒューズ切断部の前記一端とは反対の他端に接続し、かつ前記第２方向における幅が前記ヒューズ切断部よりも大きい第２パッド部と、により構成される電気ヒューズを形成する工程と、
前記半導体基板上に前記電気ヒューズを覆うよう窒素含有シリコン膜を形成する工程と、
前記窒素含有シリコン膜をパターニングする工程と、
前記窒素含有シリコン膜上に絶縁膜を形成する工程と、
を備え、
前記窒素含有シリコン膜をパターニングする工程は、
パターニング後の前記窒素含有シリコン膜が、前記ヒューズ切断部を前記第１方向の全体に亘って覆うよう前記ヒューズ切断部上に位置し、かつ前記ヒューズ切断部の前記第２方向における両側と、前記第１パッド部の少なくとも一部上と、に開口部を有するように行われる半導体装置の製造方法。
【０１００】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【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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【図２１】
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【国際調査報告】
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