(57)【要約】【課題】電気的に断線させるヒューズ配線を、低電流、低電圧、短時間で容易に断線できるように構成する。【解決手段】所定領域における配線層を細線状パターンで形成して、所定の電流を流すことにより電気的に断線させるヒューズ配線１３として用い、該ヒューズ配線１３に達する層間絶縁膜１４の開口部１５を、ヒューズ配線１３上からその周辺領域に渡る領域に設けて、ヒューズ配線１３の表面および側面を露出し、さらに露出したヒューズ配線１３表面をエッチングして薄膜、微細幅のヒューズ配線１３を形成する。【選択図】　　　　図１
2004071841.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に、配線層と、該配線層上に形成された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜に上記配線層に達するように設けられた開口部とを備えた半導体装置において、所定領域における上記配線層を細線状パターンで形成して、所定の電流を流すことにより電気的に断線させるヒューズ配線として用い、該ヒューズ配線に達する上記層間絶縁膜の上記開口部を、該ヒューズ配線上からその周辺領域に渡る領域に設け、該ヒューズ配線表面および側面を露出したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
露出した上記ヒューズ配線は、他の上記配線層よりも膜厚を薄くしたことを特徴とする請求項１記載の半導体装置。
【請求項３】
所定の電流を流すことにより加熱するためのヒータ配線を、上記ヒューズ配線の下層に絶縁膜を介して配設したことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の半導体装置。
【請求項４】
半導体基板上の絶縁膜上に、所定の電流を流すことにより電気的に断線させるヒューズ配線を備えた半導体装置において、上記ヒューズ配線の所定領域下層の上記絶縁膜に段差を設けたことを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
上記段差が、上記絶縁膜に設けられたプラグによって形成されたことを特徴とする請求項４記載の半導体装置。
【請求項６】
上記ヒューズ配線上を覆って形成された層間絶縁膜を備え、下層に上記段差が形成された領域の上記ヒューズ配線上の上記層間絶縁膜に、該ヒューズ配線に達する開口部を設けたことを特徴とする請求項４または５記載の半導体装置。
【請求項７】
半導体基板上の絶縁膜上に、所定の電流を流すことにより電気的に断線させるヒューズ配線と該ヒューズ配線上を覆って形成された層間絶縁膜とを備えた半導体装置において、上記ヒューズ配線の所定領域上層の上記層間絶縁膜に、径寸法が該ヒューズ配線幅よりも大きい開口部を該ヒューズ配線に達するように設けたことを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
半導体基板上に所定の電流を流すことにより電気的に断線させるヒューズ配線を備えた半導体装置において、上記ヒューズ配線が、上層配線、下層配線および該上層、下層配線を互いに接続する接続孔で構成され、該接続孔と上記上層、下層配線のそれぞれとの一方あるいは双方の接触部において、該接続孔と該上層、下層配線との配設位置ずれにより接触面積が該接続孔面積より減少したことを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
半導体基板上に、配線層を形成する第１の工程と、該配線層上に層間絶縁膜を形成する第２の工程と、レジストマスクを用いて上記層間絶縁膜の所定領域をエッチングにより開口して上記配線層表面を露出させる第３の工程とを備え、所定の電流を流すことにより電気的に断線させる細線状パターンのヒューズ配線を上記配線層の一部として上記第１の工程にて形成し、上記第３の工程にて上記ヒューズ配線上の上記層間絶縁膜をエッチング除去して該ヒューズ配線表面を露出させた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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ヒューズ配線を有する半導体装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、半導体装置の微細化、高集積化は益々進み、製造歩留まりを高くするのはなかなか困難である。そのため、半導体記憶装置では、いくつかの冗長ビットセルを余分にメモリセルアレイ内に含ませておき、これにより不良ビットセルを置換できるようにしている。これにより、不良ビットセルが発生してもそのチップを不良とせずにすみ、歩留まりの低下を防止している。このような不良ビットセルと冗長ビットセルとの置換は、予め形成しておいたヒューズ配線をレーザ照射によって溶断（レーザブロー）して回路を切り替えるようにしている。
図５は、従来のヒューズ配線構造を示す図であり、図５（ａ）は平面図、図５（ｂ）は断面図である。
図に示すように、半導体基板１上の絶縁膜２上に、アルミから成るヒューズ配線３が、例えば４．８μｍピッチのライン／スペースのパターンで形成されている。ヒューズ配線３表面には、反射防止膜となるＴｉＮ／Ｔｉ膜４が形成され、それら全面を覆って層間絶縁膜５が形成されている。また、ヒューズ配線３上の所定領域６の層間絶縁膜５はエッチングにより他の部分より薄くなっている。
【０００３】
このようなヒューズ配線３を断線させるには、層間絶縁膜５が薄く形成された領域のヒューズ配線３をレーザブローするが、信頼性良くレーザブローするためには、ヒューズ配線３上の層間絶縁膜５の膜厚制御が非常に重要であった。例えば、ヒューズ配線３上の層間絶縁膜５の膜厚が厚すぎると、レーザブロー時にヒューズ配線３の残渣が残る異常ブローを起こして断線不良となり、逆に薄すぎるとＢｉｇ　ｈｏｌｅとなり、隣接するヒューズ配線３にまで影響を及ぼす。
しかしながら、層間絶縁膜５の膜厚をエッチングにより薄く制御するのは、工程中のばらつきなどの問題から、大変難しいものであった。また、レーザブロー時に隣接するヒューズ配線３に影響を与えないようにするには、隣接するヒューズ配線３との間隔を確保する必要があり、微細化を制約する要因となるものであった。
【０００４】
上記のような問題点を改善するために、近年、電気的に断線させるヒューズ配線が開発されている。このようなヒューズ配線は、一定の電流をヒューズ配線に流して断線させるものであり、上層の層間絶縁膜の膜厚を制御する必要がなく、低融点合金などを用いた材料により、厚み、幅を微細にした細線パターンで形成していた。これにより、断線不良や隣接ヒューズ配線への影響が回避でき、微細化が促進できると共に、チップの製造工程完了後にパッケージされた後でも、ヒューズ配線を断線させてチップを救済することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような電気的に断線させるヒューズ配線は、容易に断線させる、即ち、小さな電流、低い電圧で短時間で断線させることが重要であり、電力消費の低減化だけでなく、それにより付属装置、電気的接触部材を小型化してさらに微細化を図ることができる。
ヒューズ配線の形成は、通常、工程数を増大して製造を煩雑にしないために、半導体装置内で用いる他の配線部分を形成する工程でできるだけ同時に形成する。このため、材料、厚み、その他、同時形成する配線部分により決定される条件が多く、電気的に断線させる従来のヒューズ配線を、微細細線パターンに形成して、断線に要する時間や電流、電圧の大きさを低減するには、限界があった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解消するために成されたものであって、電気的に断線させるヒューズ配線を、低電流、低電圧、短時間で容易に断線できる、低電力化、微細化の促進した半導体装置の構造を提供することを目的とする。また、このような半導体装置を、容易に製造することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１に係る半導体装置は、半導体基板上に、配線層と、該配線層上に形成された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜に上記配線層に達するように設けられた開口部とを備えた装置構成であって、所定領域における上記配線層を細線状パターンで形成して、所定の電流を流すことにより電気的に断線させるヒューズ配線として用い、該ヒューズ配線に達する上記層間絶縁膜の上記開口部を、該ヒューズ配線上からその周辺領域に渡る領域に設け、該ヒューズ配線表面および側面を露出したものである。
【０００８】
またこの発明の請求項２に係る半導体装置は、請求項１において、表面が露出した上記ヒューズ配線は、他の上記配線層よりも膜厚を薄くしたものである。
【０００９】
またこの発明の請求項３に係る半導体装置は、請求項１または２において、所定の電流を流すことにより加熱するためのヒータ配線を、上記ヒューズ配線の下層に絶縁膜を介して配設したものである。
【００１０】
またこの発明の請求項４に係る半導体装置は、半導体基板上の絶縁膜上に、所定の電流を流すことにより電気的に断線させるヒューズ配線を備えた装置構成であって、上記ヒューズ配線の所定領域下層の上記絶縁膜に段差を設けたものである。
【００１１】
またこの発明の請求項５に係る半導体装置は、請求項４において、上記段差が、上記絶縁膜に設けられたプラグによって形成されたものである。
【００１２】
またこの発明の請求項６に係る半導体装置は、請求項４または５において、上記ヒューズ配線上を覆って形成された層間絶縁膜を備え、下層に上記段差が形成された領域の上記ヒューズ配線上の上記層間絶縁膜に、該ヒューズ配線に達する開口部を設けたものである。
【００１３】
またこの発明の請求項７に係る半導体装置は、半導体基板上の絶縁膜上に、所定の電流を流すことにより電気的に断線させるヒューズ配線と該ヒューズ配線上を覆って形成された層間絶縁膜とを備えた装置構成であって、上記ヒューズ配線の所定領域上層の上記層間絶縁膜に、径寸法が該ヒューズ配線幅よりも大きい開口部を該ヒューズ配線に達するように設けたものである。
【００１４】
またこの発明の請求項８に係る半導体装置は、半導体基板上に所定の電流を流すことにより電気的に断線させるヒューズ配線を備えた装置構成であって、上記ヒューズ配線が、上層配線、下層配線および該上層、下層配線を互いに接続する接続孔で構成され、該接続孔と上記上層、下層配線のそれぞれとの一方あるいは双方の接触部において、該接続孔と該上層、下層配線との配設位置ずれにより接触面積が該接続孔面積より減少したものである。
【００１５】
またこの発明の請求項９に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板上に、配線層を形成する第１の工程と、該配線層上に層間絶縁膜を形成する第２の工程と、レジストマスクを用いて上記層間絶縁膜の所定領域をエッチングにより開口して上記配線層表面を露出させる第３の工程とを備え、所定の電流を流すことにより電気的に断線させる細線状パターンのヒューズ配線を上記配線層の一部として上記第１の工程にて形成し、上記第３の工程にて上記ヒューズ配線上の上記層間絶縁膜をエッチング除去して該ヒューズ配線表面を露出させたものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図について説明する。
図１は、この発明の実施の形態１によるヒューズ配線構造を示す図であり、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は断面図である。
図に示すように、半導体基板１１上の絶縁膜１２上に、アルミ合金から成るヒューズ配線１３が、例えば０．５μｍピッチのライン／スペースの微細細線パターンで形成されている。このヒューズ配線１３は、図示しないアルミ配線層１３ａと同時成膜されるが、ヒューズ配線１３以外のアルミ配線層１３ａ上には、全面を覆って層間絶縁膜１４が形成され、ヒューズ配線１３の形成領域の層間絶縁膜１４は、開口部１５が形成され、ヒューズ配線１３が露出されている。また、ヒューズ配線１３はアルミ配線層１３ａより薄い膜厚で形成され、下層にヒータ配線１６が配設されている。
【００１７】
このような半導体装置の製造方法について、以下に説明する。
まず、素子構成された半導体基板１１上に、ヒータ配線１６となる導電体層を成膜する。ここでは、例えば高融点金属のタングステンを用い、スパッタ法、あるいはＣＶＤ法、蒸着法などにより１００ｎｍ程度の膜厚で成膜する。この後、レジストマスクを用いて、フッ素系などのエッチングガスによる異方性エッチングを施して導電体層をパターニングし、ヒータ配線１６を形成する。
次に、全面にシリコン酸化膜、あるいはシリコン窒化膜、フッ素含有シリコン酸化膜、ＳＯＧ膜、ｌｏｗ−ｋ膜等から成る絶縁膜１２を成膜する。ここでは、シリコン酸化膜を例えばシランガスと酸素との混合ガスを用いたＣＶＤ法で成膜する。この絶縁膜１２は、成膜後にエッチバック法や、ＣＭＰ法などにより平坦化を施しても良い。
【００１８】
次に、例えば、Ｃｕ含有のアルミ合金膜を、例えばスパッタ法等により４００ｎｍ程度の膜厚で成膜する。この後、レジストマスクを用いて、例えば塩素系などのエッチングガス中でプラズマエッチングを施して上記アルミ合金膜をパターニングし、アルミ配線層１３ａを形成する。このとき、ヒータ配線１６の上層領域で、上記アルミ合金膜による微細細線パターンから成るヒューズ配線１３を例えば、幅０．２μｍ、長さ１．０μｍ、０．５μｍピッチのライン／スペースで同時にパターニングして形成する。なお、この場合、ヒューズ配線１３として、幅０．２μｍの微細細線パターンを形成したが、０．０５〜０．２２μｍ程度の幅で形成するのが望ましい。
【００１９】
次に、例えば、シリコン酸化膜から成る層間絶縁膜１４を、例えばＣＶＤ法により成膜する。この後、レジストマスクを用いて層間絶縁膜１４を、例えば、ＣＦ系のエッチングガスを用いた異方性エッチングにより除去して、アルミ配線層１３ａに達して接続孔となる開口部（図示せず）を形成し、同時に、ヒューズ配線１３上の層間絶縁膜１４を除去して開口部１５を形成する。この開口部１５は、図１に示すように、ヒューズ配線１３上からその周辺領域に渡って開口される。このとき、アルミ配線層１３ａ表面が接続孔底部において完全に露出するように多少のオーバーエッチングを伴うものであるが、ヒューズ配線１３上からその周辺領域に渡って開口される開口部１５では、ヒューズ配線１３よりも層間絶縁膜１４の方がエッチングレートが高いため、ヒューズ配線周辺領域の層間絶縁膜１４が深くエッチング除去されて、ヒューズ配線１３は表面だけでなく側面も露出する。
次に、塩素系のエッチングガスを用いた異方性エッチングにより、ヒューズ配線１３を、約２００ｎｍ程度の膜厚までエッチングにより薄くする。これにより、ヒューズ配線１３を同時成膜された他のアルミ配線層１３ａよりも薄くでき、このとき、ヒューズ配線周辺領域の層間絶縁膜１４はさらに深くエッチングされる。
【００２０】
このように形成されたヒューズ配線１３を断線させる際、例えば、１８０℃の温度下でヒータ配線１６、ヒューズ配線１３とも３０ｍＡの電流を流すと、約３０秒で断線する結果を得た。
【００２１】
この実施の形態では、ヒューズ配線１３を小さな断面積で形成することができ、従って定電流を流す際のヒューズ電流密度が大きくなるため、容易で高精度にヒューズ配線１３を断線することができる。また、ヒューズ配線１３が層間絶縁膜１４に覆われていないため、さらに断線が容易になる。
また、ヒューズ配線１３をアルミ配線層１３ａと同時成膜し、アルミ配線層１３ａ上の開口部（接続孔）形成時に、ヒューズ配線１３を露出するため、製造工程を煩雑にすることなく、容易に製造できて、低電流、低電圧、短時間で容易に高精度に断線できる効果が得られる。
さらに、ヒューズ配線１３の下層にヒータ配線１６を配設し、ヒューズ配線１３を断線させる際、ヒータ配線１６に所定の電流を流して上層のヒューズ配線１３を加熱するようにするため、ヒューズ配線１３がさらに断線しやすくなる。
【００２２】
実施の形態２．
上記実施の形態１と同様な構造のヒューズ配線１３を、約２００ｎｍの膜厚で、パターン幅を０．０５〜０．２６μｍの間で変化させて形成し、室温から４００℃の間で温度変化させ、それぞれの条件で断線に要する時間を計測し、その結果を図２に示す。
なお、断線に要する時間ＴＴＦは、以下の式で与えられる。
ＴＴＦ＝Ｃ・ｊ−２ｅｘｐ（ΔＥ／ｋＴ）
ｋ：ボルツマン定数　８．６２Ｅ−０５（ｅＶ／Ｋ）
Ｔ：評価温度（Ｋ）
ｊ：電流密度（Ａ／ｃｍ２）
ΔＥ：活性化エネルギ　０．７（ｅＶ）
Ｃ：定数　８．３１Ｅ＋０６
【００２３】
図に示すように、０．０５μｍ幅のパターンでは、室温程度でも１０分以内に断線させることができ、幅０．２２μｍ以下なら、１００℃以下で全て３０秒以内に断線可能であることがわかる。なお、１０分以内に断線可能であれば実用に適する。
【００２４】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３を図について説明する。
図３は、この発明の実施の形態３によるヒューズ配線構造を示す断面図である。
図に示すように、半導体基板１１上の層間絶縁膜１７に設けられた開口部１８にバリアメタル層としてのＴｉＮ／Ｔｉ膜１９を介してタングステン膜２０が充填されてタングステンプラグ２０が形成されている。層間絶縁膜１７上にはアルミ合金から成るヒューズ配線２１が、例えば幅０．６μｍ、長さ１．０μｍの細線パターンで形成されている。このヒューズ配線２１は、上述したタングステンプラグ２０と接続される位置に配設される。また、ヒューズ配線２１表面には反射防止膜としてのＴｉＮ／Ｔｉ膜２２が形成され、さらに全面を覆って層間絶縁膜２３が形成されている。この層間絶縁膜２３に、ヒューズ配線２１に達する開口部２４が設けられ、この開口部２４は、ちょうどタングステンプラグ２０形成領域の上層に位置するように配設される。
【００２５】
このような半導体装置の製造方法について、以下に説明する。
まず、素子構成された半導体基板１１上の全面にシリコン酸化膜、あるいはシリコン窒化膜、ＳＯＧ膜、ｌｏｗ−ｋ膜等から成る層間絶縁膜１７を成膜する。ここでは、シリコン酸化膜を例えばＴＥＯＳを用いたＣＶＤ法で成膜する。
次に、ヒューズ配線２１下地に段差を設ける。この段差の形成は、ヒューズ配線形成領域以外で上下配線層を接続するために形成されるタングステンプラグを利用して形成するもので、即ち、ヒューズ配線２１の下層では、接続のためではなく、段差ためにタングステンプラグ２０を形成する。まず、レジストマスクを用いて開口部１８を、例えば幅８００ｎｍ、長さ５００ｎｍで形成し、次いでＣＶＤ法により、ＴｉＮ／Ｔｉ膜１９を約２０ｎｍ／８ｎｍの膜厚で、さらにタングステン膜２０を約４００ｎｍの膜厚で成膜することにより、開口部１８を充填し、この後エッチバックしてタングステンプラグ２０を形成する。このとき、開口部１８の幅は、タングステン膜２０の膜厚よりも大きいため、エッチバック後も図に示すようにＶ字型の段差２５が形成された状態となる。なお、段差のためには、開口部１８を充填せずに用いるのが有効であるが、ヒューズ配線領域以外で形成されるタングステンプラグとの整合性から、ここではタングステン膜２０を充填するものとする。
【００２６】
次に、例えば、Ｃｕ、Ｓｉ含有のアルミ合金膜を、例えばスパッタ法等により４００ｎｍ程度の膜厚で成膜し、連続してＴｉＮ／Ｔｉ膜２２を約３０ｎｍ／２ｎｍの膜厚で成膜する。この後、レジストマスクを用いて、例えば塩素系などのエッチングガスにより異方性エッチングを施して上記アルミ合金膜をパターニングし、ヒューズ配線２１を形成する。このとき、ヒューズ配線２１は、下地にＶ字型の段差２５が形成されている領域では、局所的にホール２６、あるいは空洞や凹部が形成されて断面積が小さくなる。
次に、全面に、例えば、フッ素含有シリコン酸化膜から成る層間絶縁膜２３を、例えばＨＤＰ（Ｈｉｇｈ　Ｄｅｎｓｉｔｙ　Ｐｌａｓｍａ）法により成膜し、その後、レジストマスクを用いて、例えばＣＦ系などのエッチングガスにより異方性エッチングを施して、ヒューズ配線２１表面に達するホール（開口部２４）を形成する。このとき、開口部２４は下地に段差２５が形成されているヒューズ配線２１上に開口し、開口部２４の径をヒューズ配線２１幅よりも大きくする。これにより、開口部２４形成のためのエッチングにおいて、開口部２４底部でヒューズ配線２１全幅がエッチング雰囲気に曝され、ヒューズ配線２１上のＴｉＮ／Ｔｉ膜２２もエッチング除去される。
【００２７】
このように形成されたヒューズ配線２１を断線させる際、例えば、１８０℃の温度下でヒューズ配線２１に６０ｍＡの電流を流すと、約１分で断線する結果を得た。
【００２８】
この実施の形態では、ヒューズ配線２１の下地に段差２５を形成するようにしたため、ヒューズ配線２１の断面積が局所的に小さくなる領域が形成でき、この領域において、容易で高精度にヒューズ配線２１を断線することができる。また、上記段差２５の形成を、タングステンプラグ２０の形成を利用して行うため、容易に効果的な段差形成が行える。また、段差２５領域の上層で、ヒューズ配線２１に達する開口部２４を形成するため、ヒューズ配線２１上のＴｉＮ／Ｔｉ膜２２が除去されるなど、ヒューズ配線２１表面もダメージを受け、さらに断線が容易になる。また、このとき、開口部径をヒューズ配線幅よりも大きくするため、ヒューズ配線２１表面に効果的にダメージを与えて断線を容易にすることができる。
なお、上記実施の形態では、ヒューズ配線２１の下地には、段差２５を形成し、上層には開口部２４を形成したが、段差２５あるいは開口部２４のどちらか一方のみを形成しても、ヒューズ配線２１を容易に断線させる効果を有する。
【００２９】
実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４を図について説明する。
図４は、この発明の実施の形態４によるヒューズ配線構造を示す断面図である。
図に示すように、ヒューズ配線２７は、下層配線２８とその上層に配された上層配線２９と、これら上下配線２８、２９を互いに接続する接続孔３０で構成される。また、下層配線２８と接続孔３０との位置をずらせて接触部３１の面積を減少させている。
【００３０】
このような半導体装置の製造方法について、以下に説明する。
まず、素子構成された半導体基板１１上に、例えば、Ｃｕ含有のアルミ合金膜を、例えばスパッタ法等により４００ｎｍ程度の膜厚で成膜し、連続してＴｉＮ／Ｔｉ膜２８ａを約３０ｎｍ／２ｎｍの膜厚で成膜する。この後、レジストマスクを用いて、例えば塩素系などのエッチングガスにより異方性エッチングを施して上記アルミ合金膜をパターニングし、下層配線２８を例えば、幅２μｍ、全長２μｍの矩形パターンで形成する。
次に、全面にシリコン酸化膜、あるいはシリコン窒化膜、ＳＯＧ膜、ｌｏｗ−ｋ膜等から成る層間絶縁膜３２を成膜する。ここでは、シリコン酸化膜を例えばＴＥＯＳを用いたＣＶＤ法で成膜する。その後、レジストマスクを用いて、例えばＣＦ系などのエッチングガスにより異方性エッチングを施して、下層配線２８表面に達する接続孔３０を形成する。このとき、接続孔３０と下層配線２８とはずらせて配置し、接触部３１において、接触面積が０．０１〜０．０４μｍ２となるようにずらし量を、例えば接続孔３０の径寸法０．３μｍに対し０．１５μｍずれるように設定して配置する。
【００３１】
次に、接続孔３０内を埋め込むように、全面に、例えばスパッタ法などにより、バリアメタル層としてＴｉＮ／Ｔｉ膜３３ａを約７０ｎｍ／２ｎｍの膜厚で成膜し、続いて例えばＣＶＤ法によりタングステン膜３３を約５５０μｍの膜厚で成膜する。この後、ＣＭＰ法により層間絶縁膜３２上のタングステン膜３３を除去して接続孔３０内のみに残存させる。
次に、層間絶縁膜３２上の全面に、例えば、Ｃｕ含有のアルミ合金膜を、例えばスパッタ法等により６００ｎｍ程度の膜厚で成膜し、連続してＴｉＮ／Ｔｉ膜２９ａを約３０ｎｍ／２ｎｍの膜厚で成膜する。この後、レジストマスクを用いて、例えば塩素系などのエッチングガスにより異方性エッチングを施して上記アルミ合金膜をパターニングし、上層配線２９を、接続孔３０を介して下層配線２８と接続するように、例えば、幅２μｍ、全長２μｍの矩形パターンで形成する。
【００３２】
このように形成されたヒューズ配線２７を断線させる際、例えば、１８０℃の温度下でヒューズ配線２７に１０ｍＡの電流を流すと、約１分で断線する結果を得た。
【００３３】
この実施の形態では、ヒューズ配線２７の下層配線２８と接続孔３０との配置をずらし、接触面積を低減したため、この接触部３１において容易で高精度にヒューズ配線２７を断線することができる。
なお、上記実施の形態では、下層配線２８と接続孔３０との接触面積を低減させたが、上層配線２９と接続孔３０との配置をずらせて接触面積を低減させても同様の効果が得られる。また、接続孔３０と上層、下層配線２８、２９の双方の接触部において、位置ずれにより接触面積を低減させてもよく、さらに容易にヒューズ配線２７を断線することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上のようにこの発明の請求項１に係る半導体装置は、半導体基板上に、配線層と、該配線層上に形成された層間絶縁膜と、該層間絶縁膜に上記配線層に達するように設けられた開口部とを備えた装置構成であって、所定領域における上記配線層を細線状パターンで形成して、所定の電流を流すことにより電気的に断線させるヒューズ配線として用い、該ヒューズ配線に達する上記層間絶縁膜の上記開口部を、該ヒューズ配線上からその周辺領域に渡って形成して、該ヒューズ配線表面および側面を露出したため、ヒューズ配線の断線が容易になり、低電力化、微細化が促進できる。
【００３５】
またこの発明の請求項２に係る半導体装置は、請求項１において、表面が露出した上記ヒューズ配線は、他の上記配線層よりも膜厚を薄くしたため、ヒューズ配線の断線がさらに容易になる。
【００３６】
またこの発明の請求項３に係る半導体装置は、請求項１または２において、所定の電流を流すことにより加熱するためのヒータ配線を、上記ヒューズ配線の下層に絶縁膜を介して配設したため、ヒューズ配線の断線時にヒューズ配線を加熱によりさらに断線しやすくできる。
【００３７】
またこの発明の請求項４に係る半導体装置は、半導体基板上の絶縁膜上に、所定の電流を流すことにより電気的に断線させるヒューズ配線を備えた装置構成であって、上記ヒューズ配線の所定領域下層の上記絶縁膜に段差を設けたため、ヒューズ配線の断線が容易になり、低電力化、微細化が促進できる。
【００３８】
またこの発明の請求項５に係る半導体装置は、請求項４において、上記段差が、上記絶縁膜に設けられたプラグによって形成されたため、容易に効果的な段差が形成でき、ヒューズ配線の断線を容易にできる。
【００３９】
またこの発明の請求項６に係る半導体装置は、請求項４または５において、上記ヒューズ配線上を覆って形成された層間絶縁膜を備え、下層に上記段差が形成された領域の上記ヒューズ配線上の上記層間絶縁膜に、該ヒューズ配線に達する開口部を設けたため、ヒューズ配線の断線がさらに容易になる。
【００４０】
またこの発明の請求項７に係る半導体装置は、半導体基板上の絶縁膜上に、所定の電流を流すことにより電気的に断線させるヒューズ配線と該ヒューズ配線上を覆って形成された層間絶縁膜とを備えた装置構成であって、上記ヒューズ配線の所定領域上層の上記層間絶縁膜に、径寸法が該ヒューズ配線幅よりも大きい開口部を該ヒューズ配線に達するように設けたため、ヒューズ配線表面に効果的にダメージを与え、ヒューズ配線の断線が容易になり、低電力化、微細化が促進できる。
【００４１】
またこの発明の請求項８に係る半導体装置は、半導体基板上に所定の電流を流すことにより電気的に断線させるヒューズ配線を備えた装置構成であって、上記ヒューズ配線が、上層配線、下層配線および該上層、下層配線を互いに接続する接続孔で構成され、該接続孔と上記上層、下層配線のそれぞれとの一方あるいは双方の接触部において、該接続孔と該上層、下層配線との配設位置ずれにより接触面積が該接続孔面積より減少したため、ヒューズ配線の断線が容易になり、低電力化、微細化が促進できる。
【００４２】
またこの発明の請求項９に係る半導体装置の製造方法は、半導体基板上に、配線層を形成する第１の工程と、該配線層上に層間絶縁膜を形成する第２の工程と、レジストマスクを用いて上記層間絶縁膜の所定領域をエッチングにより開口して上記配線層表面を露出させる第３の工程とを備え、所定の電流を流すことにより電気的に断線させる細線状パターンのヒューズ配線を上記配線層の一部として上記第１の工程にて形成し、上記第３の工程にて上記ヒューズ配線上の上記層間絶縁膜をエッチング除去して該ヒューズ配線表面を露出させたため、ヒューズ配線の断線が容易になり、低電力化、微細化が促進できる半導体装置を、工程数を増大することなく、容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による半導体装置の平面図および断面図である。
【図２】この発明の実施の形態２によるヒューズ配線を断線させる際の測定結果を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態３による半導体装置の断面図である。
【図４】この発明の実施の形態４による半導体装置の断面図である。
【図５】従来の半導体装置の平面図および断面図である。
【符号の説明】
１１　半導体基板、１２　絶縁膜、１３　ヒューズ配線、１４　層間絶縁膜、１５　開口部、１６　ヒータ配線、１７　層間絶縁膜、
２０　タングステンプラグ、２１　ヒューズ配線、２３　層間絶縁膜、
２４　開口部、２５　段差、２７　ヒューズ配線、２８　下層配線、
２９　上層配線、３０　接続孔、３１　接触部。
【図１】
2004071841.tif 000003
【図２】
2004071841.tif 000004
【図３】
2004071841.tif 000005
【図４】
2004071841.tif 000006
【図５】
2004071841.tif 000007