(57)【要約】  【課題】  バラツキがなく一様に、かつより低電力レベルで飛ばせる電気ヒューズを提供する。  【解決手段】  電気ヒューズ１００を開示する。該電気ヒューズ１００は、ポリシリコン層２０２上にシリサイド層２０４が形成されてなり、半導体基板２１２から電気ヒューズ１００を分離させる第１の絶縁体部分と、その真上にある少なくとも１つの電気導体から電気ヒューズを分離させる第２の絶縁体部分とを備える。ポリシリコン層２０２は、厚さが少なくとも２０００オングストロームであると共に、幅が０．１４μm以下であり、かつ、第２の絶縁体部分は実質的にlow-K材料を含んでいる。  【選択図】      図２ 
2005354054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリシリコン層上にシリサイド層が形成されてなる電気ヒューズと、
前記電気ヒューズを半導体基板から分離させる第１の絶縁体部分と、
前記電気ヒューズを、前記ヒューズの真上にある少なくとも１つの電気導体から分離させる第２の絶縁体部分とからなり、
前記ポリシリコン層は、厚さが少なくとも２０００オングストロームであると共に、幅が０．１４μｍ以下であり、かつ、前記第２の絶縁体部分が実質的にlow-K材料を含んでいる電気ヒューズ。
【請求項２】
前記第１の絶縁体部分の厚さが少なくとも３０００オングストロームである請求項１記載のヒューズ。
【請求項３】
前記第１の絶縁体部分が複数の絶縁体材料層を含んでいる請求項１記載のヒューズ。
【請求項４】
前記第２の絶縁体部分の厚さが少なくとも３０００オングストロームである請求項１記載のヒューズ。
【請求項５】
前記電気導体が、前記電気ヒューズから離れた少なくとも１つの配線層である層上に位置する請求項１記載のヒューズ。
【請求項６】
前記シリサイド層の厚さが７００オングストローム未満である請求項１記載のヒューズ。
【請求項７】
前記ヒューズの最大総断面積が０．０３８μｍ2未満である請求項１記載のヒュー  ズ。
【請求項８】
前記電気ヒューズがトレンチアイソレーション構造上に作製される請求項１記載の  ヒューズ。
【請求項９】
前記第２の絶縁体部分がシリコン酸化膜を含む請求項１記載のヒューズ。
【請求項１０】
前記第２の絶縁体部分の誘電率が３．５未満である請求項１記載のヒューズ。
【請求項１１】
前記第２の絶縁体部分が、少なくとも１つのlow-K材料を有する絶縁体層を少なくとも２層含む請求項１記載のヒューズ。
【請求項１２】
前記絶縁体層の全体の厚さが少なくとも３０００オングストロームである請求項１１記載のヒューズ。
【請求項１３】
前記全体の厚さが３０００オングストロームを超える場合、前記２層のlow-K絶縁体層の間に、追加の絶縁体層が設置される請求項１２記載のヒューズ。
【請求項１４】
ポリシリコン層上にシリサイド層が形成されてなる電気ヒューズと、
前記電気ヒューズを半導体基板から分離させる第１の絶縁体部分と、
前記電気ヒューズを、前記ヒューズの真上にある少なくとも１つの電気導体から絶縁させる第２の絶縁体部分とからなり、
前記シリサイド層は、厚さが７００オングストローム以下であると共に、幅が０．１４μｍ以下であり、かつ、前記第２の絶縁体部分が実質的にlow-K材料を含んでいる電気ヒューズ。
【請求項１５】
前記第２の絶縁体層の厚さが少なくとも３０００オングストロームである請求項１４記載のヒューズ。
【請求項１６】
前記電気導体が、前記電気ヒューズから離れた少なくとも１つの配線層である層上に位置する請求項１４記載のヒューズ。
【請求項１７】
前記第２の絶縁体部分が、その全体の厚さが少なくとも３０００オングストロームである少なくとも２つの絶縁体層を含む請求項１４記載のヒューズ。
【請求項１８】
ポリシリコン層上にシリサイド層が形成されてなる電気ヒューズと、
前記電気ヒューズを半導体基板から分離させる、厚さが少なくとも３０００オングストロームの第１の絶縁体部分と、
前記電気ヒューズを前記ヒューズの真上にある少なくとも１つの電気導体から分離させる、厚さが少なくとも３０００オングストロームの第２の絶縁体部分とからなり、
前記シリサイド層は、厚さが７００オングストローム以下であると共に、幅が０．１４μｍ以下であり、かつ、前記第２の絶縁体部分が実質的にlow-K材料を含んでいる電気ヒューズ。
【請求項１９】
前記電気導体が、前記電気ヒューズから離れた少なくとも１つ配線層である層上に位置する請求項１８記載のヒューズ。
【請求項２０】
前記第２の絶縁体の誘電率が３．５未満である請求項１８記載のヒューズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概してデバイスの構造に関し、特に、予期どおりにプログラムされ得ると共に、データ記憶素子として用いることができる新規な電気ヒューズに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気ヒューズは、ヒューズに流れる電流が所定の値を超えると“飛ぶ”ように設計されている。ヒューズが“飛んだ”後、そのヒューズの抵抗は再設定されることとなる。飛んだヒューズの状態は比較的安定であるため、不揮発性のデータ記憶装置のように機能でき、このデータは電源が切れても変化しない。標準CMOSの互換プロセスにこの電気ヒューズを応用したものとしては、チップID、シリアルナンバー、機密保護鍵、特徴選択、メモリ冗長化およびワンタイムプログラマブルメモリ（OTP）など、多数ある。
【０００３】
従来の電気ヒューズは、高抵抗状態になるようプログラムするために、ポリシリコン（“ポリ”とも呼ばれる）を材料に用いている。ポリには、ヒューズが破壊または破断できるような高電流を印加することができる。そのプログラミング電圧は非常に高く、約５〜１０Ｖもあり、その電流は２０〜３０ｍＡの範囲である。技術の進歩に伴って、ポリは、シリサイド層を上に積層させて形成される傾向にある。シリサイド層は、ポリ膜のシート抵抗を３０〜１００オームから４〜１０オームへと、大幅に低減させることができる。よって、配線の寄生抵抗がひと桁低減されて、チップのパフォーマンスが向上する。このシリサイド化ポリは、電気ヒューズとして用いることが可能である。ポリと比較して、シリサイドを破壊または破断するための閾値電圧または電流は遥かに低いため、このような電気ヒューズ素子のプログラミング電圧および電流は大幅に低減されることとなる。
【０００４】
ヒューズの抵抗の所定の変化は、プログラミングまたはデータビットによって設定することができる。しかし、製造において、ヒューズの抵抗変化が常に一定となるようにすることは困難である。集積回路（IC）においてヒューズを好ましく作製できるかは、そのすぐ周囲の構造の温度特性にかかっている。このようなヒューズが“飛ぶこと”は、所定の時間内に、所定の電圧または電流が印加されることによって達成される。予定どおりの熱エネルギー量が発生すると、ヒューズの物理的状態に所定の変化が起きるようになっており、その結果、ヒューズにおいて所定の抵抗変化が生じることとなる。ヒューズの物理的外形寸法は、プログラミングに必要な量の熱エネルギーを確実に発生できるように定められなければならない。熱エネルギーをあまりに短時間のうちに逃がしてしまうようでは、ヒューズの温度は所望の変化を起こすに十分な程度まで上がらない。
【０００５】
ヒューズは、ＩＣ全体の様々な位置あるいは構造中に存在し得る。熱伝導の環境は、一般的に、一定しないものである。よって、各種ヒューズを飛ばすためには、それぞれ異なる電力レベルが必要となろう。
【０００６】
さらに、熱エネルギーで動作するデバイスの一定したパフォーマンスを確保するための手段は、非常に重要である。比較的高品質の熱伝導体は、ヒューズから所定の最小距離だけ離れた位置に配置されなければならず、かつ、所定の最小膜厚を持つ比較的優れた絶縁体は、ヒューズに極めて近接した位置に配置されなければならない。このような注意を払って初めて、製造のあらゆる状況において、ヒューズのパフォーマンスが予定どおりのものとなるのである。
【０００７】
したがって、ヒューズ設計の分野において、ヒューズがバラツキなく、かつ、より低い電力レベルで飛ぶようにする追加の設計が求められている。
【特許文献１】米国特許第６５６６１７１号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記に鑑みて、本発明の目的は電気ヒューズを開示することにある。この電気ヒューズは、ポリシリコン層上にシリサイド層が形成されてなり、半導体基板から該電気ヒューズを分離させる第１の絶縁体部分と、該電気ヒューズの真上に位置する少なくとも１つの電気導体から該電気ヒューズを分離させる第２の絶縁体部分とを備える。ポリシリコン層は、厚さが少なくとも２０００オングストロームであると共に、幅が０．１４μｍ以下であり、また、第２の絶縁体部分は実質的にLow−ｋ材料を含んでいる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、本発明は、ポリシリコン層上にシリサイド層が形成されてなる電気ヒューズと、前記電気ヒューズを半導体基板から分離させる第１の絶縁体部分と、前記電気ヒューズを、前記ヒューズの真上にある少なくとも１つの電気導体から分離させる第２の絶縁体部分とからなり、前記ポリシリコン層は、厚さが少なくとも２０００オングストロームであると共に、幅が０．１４μｍ以下であり、かつ、前記第２の絶縁体部分が実質的にlow-K材料を含んでいる電気ヒューズに関する。
【００１０】
前記第１の絶縁体部分の厚さが少なくとも３０００オングストロームであることが好ましい。
【００１１】
前記第１の絶縁体部分が複数の絶縁体材料層を含んでいることが好ましい。
【００１２】
前記第２の絶縁体部分の厚さが少なくとも３０００オングストロームであることが好ましい。
【００１３】
前記電気導体が、前記電気ヒューズから離れた少なくとも１つの配線層である層上に位置することが好ましい。
【００１４】
前記シリサイド層の厚さが７００オングストローム未満であることが好ましい。
【００１５】
前記ヒューズの最大総断面積が０．０３８μｍ2未満であることが好ましい。
【００１６】
前記電気ヒューズがトレンチアイソレーション構造上に作製されることが好ましい  。
【００１７】
前記第２の絶縁体部分がシリコン酸化膜を含むことが好ましい。
【００１８】
前記第２の絶縁体部分の誘電率が３．５未満であることが好ましい。
【００１９】
前記第２の絶縁体部分が、少なくとも１つのlow-K材料を有する絶縁体層を少なくとも２層含むことが好ましい。
【００２０】
前記絶縁体層の全体の厚さが少なくとも３０００オングストロームであることが好ましい。
【００２１】
前記全体の厚さが３０００オングストロームを超える場合、前記２層のlow-K絶縁体層の間に、追加の絶縁体層が設置されることが好ましい。
【００２２】
また、本発明は、ポリシリコン層上にシリサイド層が形成されてなる電気ヒューズと、前記電気ヒューズを半導体基板から分離させる第１の絶縁体部分と、前記電気ヒューズを、前記ヒューズの真上にある少なくとも１つの電気導体から分離させる第２の絶縁体部分とからなり、前記シリサイド層は、厚さが７００オングストローム以下であると共に、幅が０．１４μｍ以下であり、かつ、前記第２の絶縁体部分が実質的にlow-K材料を含んでいる電気ヒューズに関する。
【００２３】
前記第２の絶縁体層の厚さが少なくとも３０００オングストロームであることが好ましい。
【００２４】
前記電気導体が、前記電気ヒューズから離れた少なくとも１つの配線層である層上に位置することが好ましい。
【００２５】
前記第２の絶縁体部分が、その全体の厚さが少なくとも３０００オングストロームである少なくとも２つの絶縁体層を含むことが好ましい。
【００２６】
また、本発明は、ポリシリコン層上にシリサイド層が形成されてなる電気ヒューズと、前記電気ヒューズを半導体基板から分離させる、厚さが少なくとも３０００オングストロームの第１の絶縁体部分と、前記電気ヒューズを前記ヒューズの真上にある少なくとも１つの電気導体から分離させる、厚さが少なくとも３０００オングストロームの第２の絶縁体部分とからなり、前記シリサイド層は、厚さが７００オングストローム以下であると共に、幅が０．１４μｍ以下であり、かつ、前記第２の絶縁体部分が実質的にlow-K材料を含んでいる電気ヒューズに関する。
【００２７】
前記電気導体が、前記電気ヒューズから離れた少なくとも１つの配線層である層上に位置することが好ましい。
【００２８】
前記第２の絶縁体の誘電率が３．５未満であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、よりバラツキなく一様に、かつ低電力レベルで電気ヒューズを飛ばせるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
添付の図面と対応させながら、特定の実施形態についての以下の詳細な説明を読めば、本発明の構成と動作方式、そして、そのさらなる目的および長所がよりよく理解されよう。
【００３１】
本発明は、よりバラツキなく一様に、かつ低電力レベルで電気ヒューズを飛ばせるようにするための設計を提供するものである。
【００３２】
図１に示すのは、半導体集積回路（ＩＣ）に使用することのできる汎用ヒューズ１００である。この汎用ヒューズ１００は、半導体ＩＣのコンポーネントに接続する複数のコンタクト１０４を含む陽極ブロック１０２と、同様に複数のコンタクト１０８を含む陰極ブロック１０６とを備えている。さらに、陽極ブロック１０２をネック部１１２につなぐためのテーパ部１１０がある。このテーパ部１１０により、陽極ブロック１０２とネック部１１２との間の断面積が徐々に小さくなるとともに、ヒューズの抵抗が徐々に大きくなる。テーパ部１１４は、陰極ブロック１０６をネック部１１２につなぐ。これにより、陰極ブロック１０６とネック部１１２との間の断面積が徐々に小さくなるとともに、ヒューズの抵抗が徐々に大きくなる。シリサイド化ポリヒューズの作製において、ポリヒューズは通常、絶縁体材料の上に形成されたポリの層を含んでいる。さらに、ポリの上にシリサイドの層が形成される。その他の回路素子との接続のため、その両端には２つのコンタクトエリアが設置される。ヒューズ作製の初期には、シリサイドがその両端を接続するため、比較的低抵抗の状態が見出される。そして、ヒューズに大電流が流れると、それは不可逆的な高抵抗状態に変わる。なお、図１のヒューズ構造は、説明の目的で示したものであって、具体的なヒューズの構造は変更されてもかまわない。
【００３３】
図２には、図１の切断線１１６で切断した代表的なヒューズ構造の断面図が示されている。また、図３には、図１の切断線１１８で切断した別の代表的なヒューズ構造の断面図が示されている。切断線１１８は、特に、ネック部１１２、ならびに陽極ブロック１０２および陰極ブロック１０６に位置するビアコンタクトに沿っている。
【００３４】
図２に示すのは、本発明の実施形態によるヒューズの外形寸法および特徴、そして、そのすぐ周囲にある層材料の熱特性を明確にするための断面図２００である。
【００３５】
図示されるように、ＩＣにおけるヒューズは、一般的に、多結晶（ポリ）シリコン層２０２に金属とポリの化合物（シリサイド）層２０４が被覆されて構成されている。シリサイド層２０４の電気抵抗は、ポリ層２０２のそれよりもはるかに低い。
【００３６】
電流密度は、ヒューズのパフォーマンスにおいて重要な要素の１つである。電流密度は、その幅と厚さの積であるヒューズの断面積に反比例して増加する。ヒューズの断面積は、電流密度が最大となるように最小にされる必要があるが、実際には、ヒューズの最小幅および厚さは、特定の設計、および用いられる半導体プロセス技術の制約を受ける。ヒューズパターンにおけるポリ層２０２の最小ポリ幅２０６は、フォトリソグラフィ技術の限界によって決まる。実用上、ポリ幅２０６は０．１４μｍ未満であるのが好ましい。また、ポリの厚さ２０８は、２０００オングストローム未満であるのが好ましい。ヒューズの機能に関して言えば、シリサイドはその低抵抗のために、動作中に大量のヒューズ電流を流せるので、シリサイドの厚さもまた重要である。実用面から考慮して、シリサイド２１０の厚さは７００オングストローム未満であることが好ましい。厚さが７００オングストロームを超えるようなシリサイド層では、ヒューズが“飛び”づらくなる。最大ポリ幅２０６および最大ポリの厚さ２０８とシリサイドの厚さ２１０とが組み合わさってなる最大の断面積は、０．０３８μｍ2未満であるのが好ましい。
【００３７】
ヒューズは、過電流が流れることによってプログラムまたは飛ばされるように設計されている。よって、プログラミングは低い電力レベルで起こり、かつ、破壊が予期どおりに行われることが望ましい。最先端技術において、供給電圧は５Ｖから３．３Ｖ、２．５Ｖ、１．８Ｖへと、着実に減少してきている。０．１３μｍ技術およびこれ以下の技術において、供給電圧は約１．０Ｖに収まる気配であり、将来は１．０Ｖを下回ることが予想される。そうすると、ヒューズの外形寸法を綿密に設計しない限りは、こうした低供給電圧でシリサイド化電気ヒューズをプログラムすることは困難であろう。電気ヒューズをプログラムするために比較的高い電圧を用いることもできるが、ヒューズをプログラムするのにこうした高電圧を長時間保持しなければならないとなると、MOSデバイスにダメージを与えかねない。ヒューズが非常にプログラムの困難なものであるという状況にあっては、こうした事態は一層深刻となる。さらに、ＩＣ技術において、各配線層間を絶縁するために用いられる絶縁体層は、ますます薄くなりつつある。ヒューズのプログラミングに、過度に高い電圧や甚だしく長いプログラミング時間がかかるようなシリサイド化電気ヒューズは、非常にプログラムされ難く、こうした場合に、絶縁体層はクラックし易くなってしまう。したがって、各種のヒューズ設計にあたり、プログラムが可能となる電気ヒューズの外形寸法について考慮されるこれら全ての実用上の事項を検討する必要がある。
【００３８】
シリサイド化電気ヒューズが０．１３μｍおよびこれ以下の半導体プロセス技術によって作製されることを述べたが、これに関し、ヒューズの外形寸法には以下のような要求がある。第１の検討事項は、ヒューズの断面積である。平均故障時間（Mean-Time-Between-Failure = MTBF）と呼ばれるパラメータは、ヒューズがプログラムされ得る容易さを示すものである。ＭＴＢＦは下式によって予測することができる。
【００３９】
ＭＴＢＦ ＝ ＫＪ-nｅｘｐ（ｑＥa／ｋＴ）
ただし、Ｋは定数、Ｊは電流密度、ｎは一般に１．０〜５．０の値、Ｅaは活性化エネルギー、ｋはボルツマン定数、Ｔは絶対温度である。この式で示されるとおりに、電流密度Jがより高くなるということは、ＭＴＢＦがより低く、短くなることを意味する。よって、電流密度Jが高くなるほど、ヒューズは飛びやすく、またはプログラムされ易くなる。
【００４０】
また、ｑＥa／ｋＴの指数関数的な依存関係により、温度がより高くなるということもＭＴＢＦがより低く、短くなることを意味する。よって、温度が高くなるほど、ヒューズは飛びやすく、またはプログラムされ易くなる。ヒューズの温度は、主に、プログラミング電流により生じたジュール熱が伝える熱エネルギーによって決まる。その熱の量は、電流の二乗とヒューズの抵抗との積である。もちろん、損なわれる熱もあり、これによってヒューズの加熱が減速されて、ヒューズの抵抗変化が妨げられることもある。そこで、熱を発生させる電流を瞬時にヒューズへ供給すると共に、ヒューズの抵抗変化が完了するのに要される短時間の間ヒューズに熱を保持しておくことが必要となる。周知のように、例えば金属などの熱伝導材料は熱を奪い取ってしまう。一方、例えば絶縁体などの断熱材料は、比較的穏やかにヒューズから熱エネルギーを逃がすことができる。したがって、ヒューズを絶縁体層で覆った上で、いくらか離れた位置に、例えば金属配線などその他の構造物を配置するという設計が好適である。
【００４１】
再び図２を参照にする。シリサイド層２０４を備えたポリ層２０２は通常、全体の絶縁体厚さ２１４を有する絶縁体部分によって、半導体基板２１２から分離される。この絶縁体部分が所定数の絶縁体層を備え得るということは言うまでもない。絶縁体厚さ２１４は、少なくとも３０００オングストロームあるのが好ましい。絶縁体が絶縁材として作用するため、より小さい厚みで、ヒューズが飛ぶことによって生じる熱を、極めて速やかに逃がすことができるようになる。仮に、熱が基板へと逃げ込んでしまうと、ヒューズの温度が、予期どおりのヒューズの抵抗変化を起こさせるに十分な程度まで上がらなくなる。
【００４２】
同じように、通常、シリサイド層２０４を備えたポリ層２０２は、全体の絶縁体厚さ２１６を有する絶縁体部分によってその上方が覆われる。この絶縁体部分が所定数の絶縁体層を備えてなることは言うまでもない。絶縁体厚さ２１６は、少なくとも３０００オングストロームあるのが好ましい。仮に熱が、例えば配線２１８などの上方構造に逃げ込んでしまうと、ヒューズの温度は、所定の時間内にプログラミングが起きるに十分な程度まで上がらなくなる。よって、すぐ隣の導体材料の層、例えば配線のうちの所定の層２２０を、ヒューズ構造の直上を通るように設計してはならない。ヒューズに用いられる配線２１８は、ヒューズ自体から離れた少なくとも１層の金属層、またはヒューズ自体から数えて第２層目の配線とすることが望ましい。
【００４３】
半導体装置においては異なる絶縁体材料が同時に使用されており、異なるタイプの絶縁体材料は、それぞれに異なる熱伝導率を持っている。熱伝導率がそれぞれ異なると、所定の断熱の程度を実現するために必要な厚さも、事実上変わってくる。最新の技術の動向として、電気容量と回路速度に関するその他の目的を達成するため、low-K絶縁体が紹介されるようになってきている。典型的なlow-K絶縁体が図らずも有していた物理特性に、常用されるシリコン酸化膜とは大きく異なる熱伝導率がある。ヒューズの作製においては、この差異が利点になる。典型的なlow-K絶縁体は、絶縁材としてシリコン酸化膜よりも優れている。故に、ヒューズを、プログラミング中に印加される単位電圧に対する抵抗変化が同じとなるように作ることができ、断熱の目的でヒューズの上および下両方にlow-K絶縁体が用いられる場合に、求められる厚さが、先に定めた最小値、３０００オングストロームよりも小さいものとなる。ただし、絶縁体層の実際の厚さはフレキシブルである。この最小値を上回っている限り、絶縁体に最低限必要な厚さよりも大きいことがヒューズのパフォーマンスに深刻な影響を与えることはないし、かつ、絶縁体材料の厚さの変化により、通常用いられるＩＣの設計パラメータを変更する必要もない。
【００４４】
絶縁体材料の形成に、異なる熱特性をそれぞれ有する異なるタイプの絶縁体層がスタックされてなる積層膜を用いることは、ＩＣにおいては珍しくない。実際、こうした積層膜は、それぞれ異なる誘電率を有する絶縁体材料によって、熱伝導率を低減させ得る。ヒューズ上方に絶縁体層が２層以上ある場合には、このことも利点となる。
【００４５】
ヒューズ上方の単一のlow-K絶縁体層の厚さは３０００オングストロームよりも大きくすることができる。また、low-K絶縁体層が２層以上ある場合、その全体の厚さは、少なくとも３０００オングストロームである。ヒューズ上方に、少なくとも２層のlow-K絶縁体層があり、その全体の厚さが３０００オングストロームよりも大きい場合には、断熱性と機械強度をより高めるために、これらの間に非low-K絶縁体層を追加して設ける必要があり得る。本発明によれば、炭素ドープシリコン酸化膜やフッ素ドープシリコン酸化膜などといった代表的なlow-K絶縁体を、ヒューズを絶縁するために用いることができる。代表的なlow-K絶縁体のうち幾つかは、シリコン酸化膜の３．９に比べて小さい誘電率、３．５を有している。別の例において、基板上に直接形成するのではなく、シャロートレンチアイソレーション（STI）構造上にヒューズを形成することもできる。この場合、STI材料は、絶縁材料として機能する。
【００４６】
現段階で使用可能な加工技術を踏まえた上で、ヒューズの好ましい構成を要約すれば、ポリヒューズの幅が０．１４μｍ未満ひいては０．１１μｍ未満、全体のヒューズ厚さが２７００オングストローム未満、そしてポリの厚さが２０００オングストローム未満、というものであると言える。さらに、総ヒューズ断面積は０．０３８μｍ2未満であり得る。上述したように、ヒューズの構造を決定するために明確に限定されたパラメータ、およびそのすぐ周囲の環境は、電気ヒューズのパフォーマンスを予定どおりのものとする。シリサイド化ポリ電気ヒューズは、その必要な構成によって、低電力アプリケーションの要求を満たすことができる。
【００４７】
図３に示すのは、本発明の実施形態に基づく、図２に示されたものと同じヒューズの外形寸法および特性、およびそのすぐ周囲の材料の構成を明確にする断面図３００である。
【００４８】
図示されるように、ヒューズはポリ層２０２と、ポリ層２０２よりも電気抵抗が遥かに低いシリサイド層２０４とから構成されている。ポリの厚さ２０８は２５００オングストローム未満であることが好ましく、場合によっては、２０００オングストローム未満であることが好ましい。シリサイドの厚さ２１０は７００オングストローム未満であることが好ましい。
【００４９】
さらに、図３に示されるように、シリサイド層２０４を備えたポリ層２０２は、通常、全体の絶縁体厚さ２１４を有する絶縁体部分によって、半導体基板２１２から分離されている。この絶縁体部分が所定数の絶縁体層を備え得るということは言うまでもない。絶縁体厚さ２１４は少なくとも３０００オングストロームであるのが好ましい。絶縁体が絶縁材として機能するため、より小さい厚さで、ヒューズを飛ばせる動作によって生じる熱を極めて速やかに逃がすことができるようになる。仮に、熱が基板に逃げ込んでしまうと、ヒューズの抵抗に予期どおりの変化を起こさせるに十分な程度までヒューズの温度が上がらなくなる。
【００５０】
同じように、通常、シリサイド層２０４を備えたポリ層２０２は、上方が、全体の絶縁体厚さ２１６を有する絶縁体部分によって覆われる。絶縁体部分が所定数の絶縁体層を備えてなるものであることは言うまでもない。絶縁体厚さ２１６は、少なくとも３０００オングストロームであるのが好ましい。仮に熱が、例えば配線２１８である上方の構造に逃げ込んでしまうと、所定時間内にプログラミングを起こさせるに十分な程度までヒューズの温度が上がらなくなる。よって、すぐ隣の電気導体材料の層、例えば配線の層２２０を、ヒューズ構造の直上を通るように設計してはならない。ヒューズに用いられる配線２１８は、ヒューズ自体から離れた少なくとも１層の金属層、またはヒューズ自体から数えて第２層目の配線とすることが望ましい
複数のビア３０２は、配線の第１の層２２０における特定の部分と、ヒューズ陰極端の複数のコンタクト１０８とを接続する。複数のビア３０４は、配線の第１の層２２０における他の部分と、ヒューズ陽極の複数のコンタクト１０４とを接続する。最後に、ビア３１０が、配線２１８と、配線の層２２０とを接続することによって、ヒューズ上方の配線メタライゼーションが完成する。配線の複数の層を接続する複数のビアによって、電気ヒューズは、十分に分離され、その真上にあるいかなる電気導体とも近接しないことになる。このように、図２および３の両図には、最良のパフォーマンスを実現するための電気ヒューズの構成配置、およびその周囲の領域がはっきりと示されている。
【００５１】
以上の説明は、本発明の諸実施形態、または諸特徴を実施するための実施形態を提供するものである。構成要素およびプロセスについての特定の実施形態は、本発明を明確に説明することに役立てるものとして提示した。これらは、もちろん、単なる例に過ぎず、特許請求の範囲に記載された本発明を限定しようとするものではない。
【００５２】
本明細書においては、１つまたは複数の特定の例で具体化することにより本発明を説明および記述したが、本発明の思想を逸脱しない限り、かつ、特許請求の範囲と均等な範囲内において、各種の変更および構造的変化を加えることは可能であるので、ここに記載した詳細事項に限定されることはない。したがって、添付の特許請求の範囲は、より広く、かつ、各請求項に記載した本発明の範囲と矛盾しないように、解釈されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】汎用電気ヒューズを説明する図である。
【図２】本発明の１実施形態に基づくヒューズ構造の外形寸法と特性を明らかとするための断面図である。
【図３】本発明の１実施形態に基づくヒューズ構造の外形寸法と特性を明らかとするための別の断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１００    汎用ヒューズ
１０２    陽極ブロック
１０４、１０８    コンタクト
１０６    陰極ブロック
１１０、１１４    テーパ部
１１２    ネック部
１１６、１１８    切断線
２００、３００    断面図
２０２    多結晶シリコン（ポリ）層
２０４    シリサイド層
２０６    ポリの幅
２０８    ポリの厚さ
２１０    シリサイドの厚さ
２１２    半導体基板
２１４、２１６    絶縁体の厚さ
２１８    配線
２２０    配線の層
３０２、３０４、３１０    ビア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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