(57)【要約】【課題】ショートする箇所を特定することができ、ショート化電圧を高精度に制御することができ、製造コストを低減することができる、アンチヒューズ素子及びその製造方法を提供する。【解決手段】（ａ）対向する少なくとも一対の電極膜１５，１７と、（ｂ）一対の電極膜１５，１７の間に配置された絶縁体膜１６と、（ｃ）一対の電極膜１５，１７及び絶縁体膜１６を支持する基板１２とを備える。膜厚方向から透視したときに、少なくとも一方の電極膜１７には先端が尖った角部１７ａが形成され、角部１７ａは他方の電極膜１５に重なっている。電極膜１５，１７間に電圧が印加されたときに一方の電極膜１７の角部１７ａの先端付近で電界が集中し、ショートに至る箇所を角部１７ａの先端付近に限定することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する少なくとも一対の電極膜と、
前記一対の電極膜の間に配置された絶縁体膜と、
前記一対の電極膜及び前記絶縁体膜を支持する基板と、
を備え、
膜厚方向から透視したときに、少なくとも前記一対の電極膜の一方には先端が尖った角部が形成され、該角部は前記一対の電極膜の他方に重なっていることを特徴とする、アンチヒューズ素子。
【請求項２】
前記角部は、前記一対の電極膜の前記一方の１箇所にのみ形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のアンチヒューズ素子。
【請求項３】
前記角部は、膜厚方向から透視したときに、前記一対の電極膜にそれぞれ接続された引き出し電極を結ぶ線分の中間位置に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のアンチヒューズ素子。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つに記載のアンチヒューズ素子を製造する、アンチヒューズ素子の製造方法において、
前記一対の電極膜の前記一方の形状を形成する工程を含み、該工程において前記角部を同時に形成することを特徴とする、アンチヒューズ素子の製造方法。
【請求項５】
前記一対の電極膜の前記一方について膜厚方向から透視したときの前記形状を形成する工程において、前記一対の電極膜の前記一方に、フォトリソグラフィを用いて、膜厚方向から透視したときの形状の一部として前記角部を同時に形成することを特徴とする、請求項４に記載のアンチヒューズ素子の製造方法。
【請求項６】
対向する少なくとも一対の電極膜と、
前記一対の電極膜の間に配置された絶縁体膜と、
前記一対の電極膜及び前記絶縁体膜を支持する基板と、
を備え、
少なくとも前記一対の電極膜の一方には、前記絶縁体膜を介して前記一対の電極膜の他方に対向する部分に、前記一対の電極膜の前記他方側に突出し先端が尖った突起部が形成されていることを特徴とする、アンチヒューズ素子。
【請求項７】
前記突起部は、前記一対の電極膜の前記一方の１箇所にのみ形成されていることを特徴とする、請求項６に記載のアンチヒューズ素子。
【請求項８】
請求項６又は７に記載のアンチヒューズ素子を製造する、アンチヒューズ素子の製造方法において、
前記絶縁体膜について、前記一対の電極膜の前記一方と前記絶縁体膜との界面になる面に、前記突起部に対応する形状を形成する工程と、
前記突起部に対応する形状が形成された前記界面になる面上に、前記一対の電極膜の前記一方を形成する工程と、
を含むことを特徴とする、アンチヒューズ素子の製造方法。
【請求項９】
請求項６又は７に記載のアンチヒューズ素子を製造する、アンチヒューズ素子の製造方法において、
前記一対の電極膜の前記一方について、前記一対の電極膜の前記一方と前記絶縁体膜との界面になる面に、前記突起部を形成する工程と、
前記突起部が形成された前記界面になる面上に、前記絶縁体膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする、アンチヒューズ素子の製造方法。
【請求項１０】
前記絶縁体膜について、前記一対の電極膜の前記一方との界面になる面に、前記突起部に対応する形状を、フォトリソグラフィを用いて形成する工程と、
前記突起部に対応する形状が形成された前記界面になる面上に、前記一対の電極膜の前記一方を形成する工程と、
を含むことを特徴とする、請求項８に記載のアンチヒューズ素子の製造方法。
【請求項１１】
前記絶縁体膜について、前記一対の電極膜の前記一方との界面になる面に、前記突起部に対応する形状を、ナノインデント法により形成する工程と、
前記突起部に対応する形状が形成された前記界面になる面上に、前記一対の電極膜の前記一方を形成する工程と、
を含むことを特徴とする、請求項８に記載のアンチヒューズ素子の製造方法。
【請求項１２】
前記一対の電極膜の前記一方について、前記絶縁体膜との界面になる面に、フォトリソグラフィを用いて前記突起部を形成する工程と、
前記突起部が形成された前記界面になる面上に、前記絶縁体膜を形成する工程と、
を含むことを特徴とする、請求項９に記載のアンチヒューズ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアンチヒューズ素子及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般のヒューズは所定以上の電圧等になると切れ、電流を遮断する。これとは逆に、所定以上の電圧になると短絡し、電流が流れるようになるアンチヒューズ素子が提案されている。
【０００３】
例えば図９の断面図に示すアンチヒューズ素子は、導電層１２１，１２５の間に絶縁層１２２，１２３が挟まれ、一方の導電層１２１には鋭角のコーナー部分１２４が形成されている。鋭角のコーナー部分１２４で電界強度が増大するので、絶縁層を薄くしなくても、電流遮断動作を開始する電圧、すなわち降伏電圧（ショート化電圧）を低減できる。
【０００４】
このような構成は、ベース絶縁層１２０上に導電層、上部絶縁層を順に形成する。次いで、島状にパターニングし、パターニングされ導電層１２１の側壁を熱酸化して側壁部に熱酸化誘電体層１２３を形成すると同時に、導電層１２１の縁部に鋭角のコーナー部分１２４を形成する。次いで、上部絶縁層１２２、酸化誘電体層１２３及びベース絶縁層１２０を覆うように第２の導電層１２５を形成する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１３５６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図９に示したアンチヒューズ素子は、突起部を作製する工程が複雑になるため、作製プロセスが複雑になり、製造コストが高価になる問題がある。
【０００６】
また、導電層１２１の縁部に形成された鋭角のコーナー部分１２４は、図９において紙面垂直方向に延在しており、ショートに至る部分が特定できない。そのため、次のような問題がある。
【０００７】
（ａ）アンチヒューズ素子でショートする位置が特定できないということは、故障解析すべき箇所も特定できないため、故障解析を基にする品質作り込みが十分にできず、アンチヒューズ素子の信頼性を高めることができない。また、アンチヒューズ素子でショートする部分が特定できれば、機能部の構造（鋭角部の形状等）を観察することで良品選別が可能になるが、機能する部分が特定できないため良品選別ができない。
【０００８】
（ｂ）アンチヒューズ素子としては、使用環境で発生する静電気で短絡してはいけない。静電気耐性を向上するためには、電極間容量を大きくすることが望ましく、電極面積を大きくすることが望ましい。電極面積を大きくした場合、ショートする部分が特定されていないと、ショート後の電流経路長が変動する。そのため、各素子においてショート後の抵抗値がばらつく。
【０００９】
さらに、図９に示したアンチヒューズ素子を作製する方法では、鋭角のコーナー部分１２４の先端形状を十分に制御できない。そのため、コーナー部分での電界集中の度合いを十分に制御できず、ショート化電圧を高精度に制御することができない問題がある。
【００１０】
本発明は、かかる実情に鑑み、ショートする箇所を特定することができ、ショート化電圧を高精度に制御することができる、アンチヒューズ素子及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、上記課題を解決するために、以下のように構成したアンチヒューズ素子を提供する。
【００１２】
アンチヒューズ素子は、（ａ）対向する少なくとも一対の電極膜と、（ｂ）前記一対の電極膜の間に配置された絶縁体膜と、（ｃ）前記一対の電極膜及び前記絶縁体膜を支持する基板とを備える。膜厚方向から透視したときに、少なくとも前記一対の電極膜の一方には先端が尖った角部が形成され、該角部は前記一対の電極膜の他方に重なっている。
【００１３】
上記構成において、一方の電極膜は、膜厚方向に対して直角方向、すなわち面方向に延在し、角部が形成されている。この角部は他方の電極膜に対向する。
【００１４】
上記構成によれば、電極膜間に電圧が印加されたときに一方の電極膜の角部の先端付近で電界が集中し、ショートに至る箇所を角部の先端付近に限定することができる。角部の形状は精度よく形成することができるので、ショート化電圧を高精度に制御することができる。また、一方の電極膜の全体形状の一部として角部を形成することにより、角部を形成するためだけの特別な工程が不要となり、製造コストを低減することができる。
【００１５】
好ましくは、前記角部は、前記一対の電極膜の前記一方の１箇所にのみ形成されている。
【００１６】
この場合、角部の位置を１箇所に限定することで、ショートに至る部分が１箇所に特定される。そのため、ショートに至る特定の部分を故障解析して十分な品質を確保し、アンチヒューズ素子の信頼性を高めることができる。また、この特定の部分の形状を観察することで良品検査が可能となり、より品質が安定したアンチヒューズ素子を提供することが可能となる。また、静電気対策等で大きい電極面積が必要な場合でも、ショート後の電流経路長を制御できるため、ショート後の抵抗値にばらつきのないアンチヒューズ素子を提供することが可能となる。
【００１７】
好ましくは、前記角部は、膜厚方向から透視したときに、前記一対の電極膜にそれぞれ接続された引き出し電極を結ぶ線分の中間位置に配置されている。
【００１８】
この場合、ショート後の電流経路を最短にして、抵抗を小さくすることができる。また、ショート後の抵抗値を設定することができる。
【００１９】
また、本発明は、以下のように構成したアンチヒューズ素子の製造方法を提供する。
【００２０】
アンチヒューズ素子の製造方法は、上記各構成のいずれか一つのアンチヒューズ素子を製造する方法である。前記一対の電極膜の前記一方の形状を形成する工程を含み、該工程において前記角部を同時に形成する。
【００２１】
上記方法によれば、一方の電極膜の形状加工と同時に角部を加工することで、角部だけを別工程で形成する場合より工数を削減することができ、アンチヒューズ素子を安価に製造することができる。
【００２２】
好ましくは、前記一対の電極膜の前記一方について膜厚方向から透視したときの前記形状を形成する工程において、前記一対の電極膜の前記一方に、フォトリソグラフィを用いて、膜厚方向から透視したときの形状の一部として前記角部を同時に形成する。
【００２３】
この場合、一方の電極膜に角部を精度良く加工をすることができる。
【００２４】
また、本発明は、上記課題を解決するための、以下のように構成した他のアンチヒューズ素子を提供する。
【００２５】
アンチヒューズ素子は、（ａ）対向する少なくとも一対の電極膜と、（ｂ）前記一対の電極膜の間に配置された絶縁体膜と、（ｃ）前記一対の電極膜及び前記絶縁体膜を支持する基板とを備える。少なくとも前記一対の電極膜の一方には、前記絶縁体膜を介して前記一対の電極膜の他方に対向する部分に、前記一対の電極膜の前記他方側に突出し先端が尖った突起部が形成されている。
【００２６】
上記構成において、一方の電極膜には、他方の電極膜に向かって膜厚方向に突出する突起部が形成されている。
【００２７】
上記構成によれば、一方の電極膜の突起部では他方の電極膜との間の距離が小さくなるため、電極膜間に電圧が印加されたときに突起部の先端付近に電界が集中し、ショートに至る箇所を突起部に限定することができる。突起部の形状は精度よく形成することができるので、ショート化電圧を高精度に制御することができる。
【００２８】
好ましくは、前記突起部は、前記一対の電極膜の前記一方の１箇所にのみ形成されている。
【００２９】
この場合、突起部の位置を１箇所に限定することで、ショートに至る部分が１箇所に特定される。そのため、ショートに至る特定の部分を故障解析して十分な品質を確保し、アンチヒューズ素子の信頼性を高めることができる。また、この特定の部分の形状を観察することで良品検査が可能となり、より品質が安定したアンチヒューズ素子を提供することが可能となる。また、静電気対策等で大きい電極面積が必要な場合でも、ショート後の電流経路長を制御できるため、ショート後の抵抗値にばらつきのないアンチヒューズ素子を提供することが可能となる。
【００３０】
また、本発明は、以下のように構成した他のアンチヒューズ素子の製造方法を提供する。
【００３１】
アンチヒューズ素子の製造方法は、上記各構成のいずれかのアンチヒューズ素子を製造する方法である。アンチヒューズ素子の製造方法は、（ａ）前記絶縁体膜について、前記一対の電極膜の前記一方と前記絶縁体膜との界面になる面に、前記突起部に対応する形状を形成する工程と、（ｂ）前記突起部に対応する形状が形成された前記界面になる面上に、前記一対の電極膜の前記一方を形成する工程とを含む。
【００３２】
上記方法によれば、前記突起の先端形状が製造プロセス上制御可能となり、突起部の先端形状を制御することで、電界集中度を制御できる。そのため、降伏電圧（ショート化電圧）を制御できる。
【００３３】
好ましい一態様は、（ａ）前記絶縁体膜について、前記一対の電極膜の前記一方との界面になる面に、前記突起部に対応する形状を、フォトリソグラフィを用いて形成する工程と、（ｂ）前記突起部に対応する形状が形成された前記界面になる面上に、前記一対の電極膜の前記一方を形成する工程とを含む。
【００３４】
この場合、突起部を精度良く加工をすることができる。
【００３５】
好ましい他の態様は、（ａ）前記絶縁体膜について、前記一対の電極膜の前記一方との界面になる面に、前記突起部に対応する形状を、ナノインデント法により形成する工程と、（ｂ）前記突起部に対応する形状が形成された前記界面になる面上に、前記一対の電極膜の前記一方を形成する工程とを含む。
【００３６】
この場合、突起部を精度良く加工をすることができる。
【００３７】
また、本発明は、以下のように構成したさらに別のアンチヒューズ素子の製造方法を提供する。
【００３８】
アンチヒューズ素子の製造方法は、上記各構成のいずれかのアンチヒューズ素子を製造する方法である。アンチヒューズ素子の製造方法は、（ａ）前記一対の電極膜の前記一方について、前記一対の電極膜の前記一方と前記絶縁体膜との界面になる面に、前記突起部を形成する工程と、（ｂ）前記突起部が形成された前記界面になる面上に、前記絶縁体膜を形成する工程とを含む。
【００３９】
上記方法によれば、前記突起の先端形状が製造プロセス上制御可能となり、突起部の先端形状を制御することで、電界集中度を制御できる。そのため、降伏電圧（ショート化電圧）を制御できる。
【００４０】
好ましい一態様は、（ａ）前記一対の電極膜の前記一方について、前記絶縁体膜との界面になる面に、フォトリソグラフィを用いて前記突起部を形成する工程と、（ｂ）前記突起部が形成された前記界面になる面上に、前記絶縁体膜を形成する工程とを含む。
【００４１】
この場合、突起部を精度良く加工をすることができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、ショートする箇所を特定することができ、ショート化電圧を高精度に制御することができ、製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下、本発明の実施の形態について、図１〜図７を参照しながら説明する。
【００４４】
＜実施例１＞  実施例１のアンチヒューズ素子１０について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００４５】
図１（ａ）は、アンチヒューズ素子１０の断面図である。図１（ｂ）は、アンチヒューズ素子１０の平面図である。
【００４６】
図１に示すように、アンチヒューズ素子１０は、大略、Ｓｉ基板１２の上面に形成された熱酸化膜１３上に、絶縁体膜１４、下部電極膜１５、絶縁体膜１６、上部電極膜１７が順に積層され、絶縁層２０，２２で覆われている。アンチヒューズ素子１０の上面１０ｓには、アンチヒューズ素子１０を回路基板等に実装するための外部電極３０，３２が形成されている。電極膜１５，１７は、それぞれ、絶縁層２０，２２を貫通するビアホール導体３１，３３を介して、外部電極３０，３２に電気的に接続されている。ビアホール導体３１は、上部電極膜１７に接続された引き出し電極であり、ビアホール導体３３は、下部電極膜１５に接続された引き出し電極である。
【００４７】
図１（ｂ）に示すように、膜厚方向から透視したときに、上部電極膜１７には、先端が尖った角部１７ａが形成されている。上部電極膜１７は、下部電極膜１５の内側に重なるように形成されており、上部電極膜１７の角部１７ａは下部電極膜１５に重なっている。下部電極膜１５に接続されたビアホール導体３３は、上部電極膜１７のうち角部１７ａの先端に最も接近するように形成されている。
【００４８】
図１（ｂ）に示すように、ショートが発生する箇所となる角部１７ａは、両方のビアホール導体３１，３３間を結ぶ線分上の中間位置に配置されている。このように、膜厚方向から透視したときに、電極膜１７，１５にそれぞれ接続されたビアホール導体３１，３３間を結ぶ線分上の中間位置に角部１７ａが配置されることで、ショート後の電流経路を最短にして、抵抗を小さくすることができる。また、ショートが発生する箇所は角部１７ａの位置に決定されるので、ショート後の抵抗値を設定することができる。
【００４９】
アンチヒューズ素子１０は、外部電極３０，３２を介して電極膜１５，１７間に電圧が印加されると、角部１７ａの先端付近で電界が集中する。印加電圧が小さい間は、絶縁体膜１６によって電極膜１５，１７間の絶縁が保たれ、外部電極３０，３２間はオープン（非導通）状態である。所定以上の電圧が印加されると、角部１７ａの先端付近でショートが発生し、外部電極３０，３２間はクローズド（導通）状態になる。
【００５０】
次に、アンチヒューズ素子１０の製造方法について、図２及び図３の断面図を参照しながら説明する。
【００５１】
図２（ａ）に示すように、熱酸化膜１３付きＳｉ基板１２（厚さ５２５μｍ）上に、Ｂａ：Ｓｒ：Ｔｉ＝７：３：１０（モル比）であるＭＯＤ原料をスピンコート、乾燥後、酸素雰囲気中６５０℃、３０分の条件でＲＴＡ（高速昇温熱処理）を行い、１００ｎｍ厚のＢＳＴ薄膜１４を形成する。次に、スパッタ法により２００ｎｍ厚のＰｔ電極膜１５を成膜する。次に、Ｂａ：Ｓｒ：Ｔｉ＝７：３：１０（モル比）であるＭＯＤ原料をスピンコート、乾燥後、酸素雰囲気中６５０℃、６０分の条件でＲＴＡ（高速昇温熱処理）を行い、１００ｎｍ厚のＢＳＴ薄膜１６を形成する。次に、スパッタ法により２００ｎｍ厚のＰｔ電極膜１７を成膜する。
【００５２】
次に、図２（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィとイオンミリング法を用いて、上層のＰｔ電極膜１７を加工する。これにより、先端が鋭角の角部１７ａを有する上部電極膜１７の形状が形成される。
【００５３】
次に、図２（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィとＲＩＥ（反応性イオンエッチング）法を用いて、ＢＳＴ薄膜１６を加工する。これにより、電極膜１５，１７の間に挟まれる絶縁体膜１６の形状が形成される。
【００５４】
次に、図３（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィとイオンミリング法を用いて、下層のＰｔ電極膜１５を加工し、ＲＩＥ法を用いて密着層であるＢＳＴ薄膜１４を加工する。次に、酸素雰囲気中８５０℃、３０分の条件で熱処理を行う。
【００５５】
次に、図３（ｅ）に示すように、スパッタ法により５００ｎｍ厚のＳｉＮＸ層２０を成膜する。次に、感光性ポリイミドを塗布、露光、現像、キュアして、ポリイミド層２２に、貫通孔を有するパターンを形成する。次に、ポリイミド層２２をマスクとして使用し、ＲＩＥ法を用いてＳｉＮＸ層２０を加工し、電極膜１７，１５がそれぞれ露出する貫通孔２４，２６を形成する。
【００５６】
次に、スパッタ法により１００ｎｍ厚のＴｉ、２０００ｎｍ厚のＮｉ、１００ｎｍ厚のＡｕを成膜し、フォトリソグラフィとイオンミリング法・ＲＩＥ法を用いて、前記Ａｕ／Ｎｉ／Ｔｉを加工する。これによって、図３（ｆ）に示すように、貫通孔２４，２６に充填されたビアホール導体３１，３３と外部電極３０，３２とが形成され、アンチヒューズ素子１０が完成する。
【００５７】
以上に説明したように、アンチヒューズ素子１０は、上部電極膜１７のパターン加工プロセスと同時に角部１７ａを形成できるため、安価に製造できる。
【００５８】
また、角部１７ａをフォトリソグラフィで形成するため、角部１７ａの位置を制御することができ、ショートに至る部分は、角部１７ａの先端付近の１箇所に特定される。
【００５９】
（ａ）この特定部分を故障解析することで、故障解析を基にする品質作り込みが十分にでき、アンチヒューズ素子の信頼性を高めることができる。また、この特定部分の形状を観察することで良品検査が可能となり、品質がより安定したアンチヒューズ素子を提供することが可能となる。
【００６０】
（ｂ）静電気対策等で大きい電極面積が必要な場合でも、ショート後の電流経路長を制御できるため、ショート後の抵抗値にばらつきのない素子を提供することが可能となる。
【００６１】
また、フォトリソグラフィで角部１７ａを精度良く形成でき、角部１７ａの先端形状を制御することで電界集中度を制御できるため、降伏電圧（ショート化電圧）を高精度に制御できる。
【００６２】
＜変形例＞  図１（ｂ）に示したように角部１７ａが鋭角であると、電界がより集中するが、これに限るものではなく、角部は直角又は鈍角であってもよい。
【００６３】
また、角部を形成する電極膜の主要部は円形形状に限らず、多角形形状でもよい。多角形形状の場合には、角部の先端付近で電界がより集中するように、電極膜の主要部の多角形の各々の角よりも小さい角度の角部を形成することが好ましい。
【００６４】
＜実施例２＞  実施例２のアンチヒューズ素子１０ａについて、図４及び図５を参照しながら説明する。
【００６５】
実施例２のアンチヒューズ素子１０ａは、実施例１のアンチヒューズ素子１０と略同様に構成される。以下では、実施例１のアンチヒューズ素子１０と同じ構成部分には同じ符号を用い、実施例１のアンチヒューズ素子１０との相違点を中心に説明する。
【００６６】
図４及び図５は、実施例２のアンチヒューズ素子１０ａの製造工程を示す断面図である。
【００６７】
図５（ｉ）に示すように、実施例２のアンチヒューズ素子１０ａは、実施例１のアンチヒューズ素子１０に形成されている上部電極膜１７の角部１７ａの代わりに、絶縁体膜１６を介して下部電極１５に対向する上部電極膜１７の下面１７ｓの１箇所に、円錐形の突起部１７ｂが形成されている。上部電極膜１７は、下部電極膜１５との間の距離が突起部１７ｂの先端において最も小さくなる。そのため、電極膜１５，１７間に所定以上の電圧が印加されたときに、突起部１７ｂの先端付近でショートが発生する。
【００６８】
次に、実施例２のアンチヒューズ素子１０ａの製造方法について、図４及び図５を参照しながら説明する。
【００６９】
図４（ａ）に示すように、熱酸化膜１３付きＳｉ基板１２（厚さ５２５μｍ）上に、Ｂａ：Ｓｒ：Ｔｉ＝７：３：１０（モル比）であるＭＯＤ原料をスピンコート、乾燥後、酸素雰囲気中６５０℃、３０分の条件でＲＴＡ（高速昇温熱処理）を行い、１００ｎｍ厚のＢＳＴ薄膜１４を形成する。ＢＳＴ薄膜１４は、密着層として機能する。
【００７０】
次に、図４（ｂ）に示すように、スパッタ法により２００ｎｍ厚のＰｔ電極膜１５を成膜する。
【００７１】
次に、図４（ｃ）に示すように、Ｂａ：Ｓｒ：Ｔｉ＝７：３：１０（モル比）であるＭＯＤ原料をスピンコート、乾燥後、酸素雰囲気中６５０℃、６０分の条件でＲＴＡ（高速昇温熱処理）を行い、１５０ｎｍ厚のＢＳＴ薄膜１６を形成する。
【００７２】
次に、図４（ｄ）に示すように、ＢＳＴ薄膜１６の上面１６ｓに感光性レジストを塗布・露光・現像し、レジスト１６ｋに微小レジストパターン１６ｘを形成する。この微小レジストパターン１６ｘは、照射強度に分布を付与できるグレーマスクを用いる方法や、種々のフォトリソ条件を変更することで作製可能となる。
【００７３】
次に、微小レジストパターン１６ｘが形成されたレジスト１６ｋをマスクとして、ＢＳＴ薄膜１６をＲＩＥ法により３０ｎｍ厚分だけ加工し、その後、レジスト１６ｋを酸素プラズマアッシングにより除去する。これによって、図４（ｅ）に示すように、ＢＳＴ薄膜１６の上面１６ｓには、微小レジストパターン１６ｘに対応する位置に、すり鉢状の微小な凹部形状１６ａが形成される。
【００７４】
次に、図５（ｆ）に示すように、スパッタ法により２００ｎｍ厚のＰｔ電極膜１７を成膜する。このとき、Ｐｔ電極膜１７はＢＳＴ薄膜１６の上面１６ｓに沿って形成されるため、Ｐｔ電極膜１７の下面１７ｓには、ＢＳＴ薄膜１６の凹部形状１６ａに対応して、突起部１７ｂが形成される。
【００７５】
次に、図５（ｇ）に示すように、フォトリソグラフィとイオンミリング法を用いて上層のＰｔ電極膜１７を加工する。次に、フォトリソブロセスとＲＩＥ法を用いてＢＳＴ薄膜１６を加工する。次に、フォトリソグラフィとイオンミリング法を用いて下層のＰｔ電極膜１５を加工し、ＲＩＥ法を用いて密着層のＢＳＴ薄膜１４を加工する。次に、酸素雰囲気中８５０で、３０分の条件で熱処理を行う。
【００７６】
次に、図５（ｈ）に示すように、スパッタ法により５００ｎｍ厚のＳｉＮＸ層２０を成膜する。次に、感光性ポリイミドを塗布、露光、現像、キュアして、ポリイミド層２２に貫通孔を有するパターンを形成する。次に、ポリイミド層２２をマスクとして使用し、ＲＩＥ法を用いてＳｉＮＸ層２２を加工する。これによって、ＳｉＮＸ層２０及びポリイミド層２２には、Ｐｔ電極膜１７，１５がそれぞれ露出する貫通孔２４，２６が形成される。
【００７７】
次に、スパッタ法により１００ｎｍ厚のＴｉ、２０００ｎｍ厚のＮｉ、１００ｎｍ厚のＡｕを成膜し、フォトリソグラフィとイオンミリング法・ＲＩＥ法を用いて、前記Ａｕ／Ｎｉ／Ｔｉを加工する。これによって、図５（ｉ）に示すように、貫通孔２４，２６に充填されるビアホール導体３１，３３と外部電極３０，３２とが形成され、アンチヒューズ素子１０ａが完成する。
【００７８】
以上に説明した実施例２のアンチヒューズ素子１０ａは、フォトリソグラフィを用いて突起部１７ｂを精度良く形成するため、突起部１７ｂの位置を制御でき、ショートに至る部分が１箇所に特定される。
【００７９】
（ａ）この特定部分を故障解析することで、故障解析を基にする品質作り込みが十分にでき、アンチヒューズ素子の信頼性を高めることができる。また、この特定部分の形状を観察することで良品検査が可能となり、品質がより安定したアンチヒューズ素子を提供することが可能となる。
【００８０】
（ｂ）静電気対策等で大きい電極面積が必要な場合でも、ショート後の電流経路長を制御できるため、抵抗値を低くでき、ショート後の抵抗値にばらつきのないアンチヒューズ素子を提供することが可能となる。
【００８１】
また、フォトリソグラフィを用いて突起部１７ｂを精度良く形成するため、突起部１７ｂの大きさや先端形状を制御でき、電界集中度を容易に制御できるため、降伏電圧（ショート化電圧）を高精度に制御できる。
【００８２】
＜実施例３＞  実施例３のアンチヒューズ素子について説明する。
【００８３】
実施例３のアンチヒューズ素子の構成は、実施例２アンチヒューズ素子の構成と同じである。
【００８４】
実施例３のアンチヒューズ素子は、実施例２のアンチヒューズ素子とは、製造方法の一部のみ、すなわちＢＳＴ薄膜１６の上面１６ｓに凹部形状１６ａを形成する工程のみが異なる。
【００８５】
詳しくは、実施例３のアンチヒューズ素子の製造方法は、図４（ｃ）まで、すなわち、熱酸化膜１３付きＳｉ基板１２上に、ＢＳＴ薄膜１４、Ｐｔ電極膜１５、ＢＳＴ薄膜１６を形成するまでの工程は、実施例２のアンチヒューズ素子の製造方法と同じである。
【００８６】
その後、実施例２ではレジスト１６ｋを用いてＢＳＴ薄膜１６の上面に凹部形状１６ａを形成するのに対し、実施例３のアンチヒューズ素子の製造方法では、ナノインデント法でＢＳＴ薄膜１６の上面に凹部形状１６ａを形成し、図４（ｅ）の状態が完成する。ナノインデント法とは、ＡＦＭ（Atomic Force Microscope；原子間力顕微鏡）等に用いられるカンチレバーを押し込む微細加工方法である。カンチレバーの先端形状を変更すれば、ＢＳＴ薄膜１６の上面１６ｓに形成される凹部形状１６ａの大きさや形状を制御できる。
【００８７】
ＢＳＴ薄膜１６に凹部形状１６ａを形成した後の工程は、実施例２のアンチヒューズ素子１０ａの製造方法と同じである。
【００８８】
実施例３のアンチヒューズ素子の製造方法は、実施例２のアンチヒューズ素子の製造方法と同じ作用・効果を奏する。
【００８９】
すなわち、ナノインデント法により突起部１７ｂを精度良く形成できるため、突起部１７ｂの位置を制御でき、ショートに至る部分が１箇所に特定される。そのため、故障解析による品質向上や、形状観察による良品検査が可能である。また、ショート後の抵抗値のばらつきをなくすことができる。
【００９０】
また、突起部１７ｂの大きさや先端形状を制御でき、電界集中度を容易に制御できるため、降伏電圧（ショート化電圧）を高精度に制御できる。
【００９１】
＜実施例４＞  実施例４のアンチヒューズ素子について、図６及び図７を参照しながら説明する。
【００９２】
図６及び図７は、実施例４のアンチヒューズ素子１０ｂの製造工程を示す断面図である。
【００９３】
図７（ｉ）に示すように、実施例４のアンチヒューズ素子１０ｂは、実施例１のアンチヒューズ素子１０に形成されている上部電極膜１７の角部１７ａの代わりに、絶縁体膜１６を介して上部電極膜１７に対向する下部電極膜１５の上面１５ｓの１箇所に、円錐形の突起部１５ａが形成されている点が、実施例１のアンチヒューズ素子１０と異なる。下部電極膜１５は、上部電極膜１７との間の距離が突起部１５ａの先端において最も小さくなる。そのため、電極膜１５，１７間に所定以上の電圧が印加されたときに、突起部１５ａの先端付近でショートが発生する。
【００９４】
次に、実施例４のアンチヒューズ素子１０ｂの製造方法について、図６及び図７を参照しながら説明する。実施例４のアンチヒューズ素子１０ｂの製造方法においては、下部電極膜１５の上面１５ｓを加工する際に、突起部１５ａを形成する。以下、詳細に説明する。
【００９５】
図６（ａ）に示すように、熱酸化膜１３付きＳｉ基板１２（厚さ５２５μｍ）上に、Ｂａ：Ｓｒ：Ｔｉ＝７：３：１０（モル比）であるＭＯＤ原料をスピンコート、乾燥後、酸素雰囲気中６５０℃、３０分の条件でＲＴＡ（高速昇温熱処理）を行い、１００ｎｍ厚のＢＳＴ薄膜１４を形成する。ＢＳＴ薄膜１４は、密着層として機能する。
【００９６】
次に、図６（ｂ）に示すように、スパッタ法により２００ｎｍ厚のＰｔ電極膜１５を成膜する。
【００９７】
次に、図６（ｃ）に示すように、感光性レジストを塗布・露光・現像し、微小レジストパターン１５ｘを形成する。この微小レジストパターン１５ｘは、照射強度に分布を付与できるグレーマスクを用いる方法や、フォトリソ条件を変更することで作製可能となる。
【００９８】
次に、微小レジストパターン１５ｘをマスクとして、Ｐｔ電極膜１５をイオンミリング法により３０ｎｍ厚加工し、その後、残った微小レジストパターン１５ｘを酸素プラズマアッシングにより除去する。これによって、図６（ｄ）に示すように、Ｐｔ電極膜１５の上面１５ｓに、突起部１５ａが形成される。
【００９９】
次に、図６（ｅ）に示すように、Ｂａ：Ｓｒ：Ｔｉ＝７：３：１０（モル比）であるＭＯＤ原料をスピンコート、乾燥後、酸素雰囲気中６５０℃、６０分の条件でＲＴＡ（高速昇温熱処理）を行い、１５０ｎｍ厚のＢＳＴ薄膜１６を形成する。
【０１００】
次に、図７（ｆ）に示すように、スパッタ法により２００ｎｍ厚のＰｔ電極膜１７を成膜する。
【０１０１】
次に、図７（ｇ）に示すように、フォトリソグラフィとイオンミリング法を用いて上層のＰｔ電極膜１７を加工する。次に、フォトリソグラフィとＲＩＥ法を用いてＢＳＴ薄膜
１６を加工する。次に、フォトリソグラフィとイオンミリング法を用いて下層のＰｔ電極膜１５を加工し、ＲＩＥ法を用いて密着層のＢＳＴ薄膜１４を加工する。次に、酸素雰囲気中８５０℃、３０分の条件で熱処理を行う。
【０１０２】
次に、図７（ｈ）に示すように、スパッタ法により５００ｎｍ厚のＳｉＮＸ層２０を成膜する。次に、感光性ポリイミドを塗布、露光、現像、キュアして、貫通孔を有するパターンをポリイミド層２２に形成する。次に、ポリイミド層２２をマスクとして使用し、ＲＩＥ法を用いてＳｉＮＸ層を加工し、Ｐｔ電極膜１７，１５がそれぞれ露出する貫通孔２４，２６を有するＳｉＮＸ層２０及びポリイミド層２２を形成する。
【０１０３】
次に、スパッタ法により１００ｎｍ厚のＴｉ、２０００ｎｍ厚のＮｉ、１００ｎｍ厚のＡｕを成膜し、フォトリソグラフィとイオンミリング法・ＲＩＥ法を用いて、前記Ａｕ／Ｎｉ／Ｔｉを加工する。これによって、図７（ｉ）に示すように、ＳｉＮＸ層２０及びポリイミド層２２に形成された貫通孔２４，２６に充填されるビアホール導体３１，３３と外部電極３０，３２とを形成し、アンチヒューズ素子１０ｂが完成する。
【０１０４】
以上に説明した実施例４のアンチヒューズ素子１０ｂは、実施例２のアンチヒューズ素子１０ａと同様の作用・効果を奏する。
【０１０５】
すなわち、フォトリソグラフィを用いて突起部１５ａを精度良く形成するため、突起部１５ａの位置を制御でき、ショートに至る部分が１箇所に特定される。そのため、故障解析による品質向上や、形状観察による良品検査が可能である。また、ショート後の抵抗値のばらつきをなくすことができる。
【０１０６】
また、突起部１５ａの大きさや先端形状を制御でき、電界集中度を容易に制御できるため、降伏電圧（ショート化電圧）を高精度に制御できる。
【０１０７】
＜比較例＞  比較例について、図８を参照しながら説明する。
【０１０８】
図８は、比較例のアンチヒューズ素子１０ｘの断面図である。図８に示すように、比較例のアンチヒューズ素子１０ｘは、実施例１〜４のアンチヒューズ素子と略同様に構成されている。すなわち、基板１２上に、電極膜１５，１７の間に絶縁体膜１６が挟まれた素子構造が形成され、絶縁層２８で覆われている。電極膜１７，１５は、絶縁層２８を貫通するビアホール導体３１，３３を介して、それぞれ、外部電極３０，３２に接続されている。
【０１０９】
比較例のアンチヒューズ素子１０ｘは、実施例１〜４のアンチヒューズ素子と異なり、電極膜１５，１７には、角部や突起部は形成されていない。すなわち、電界集中が生じるように意図的に形成された尖った部分はない。
【０１１０】
そのため、ショートが発生する箇所は特定されておらず、ショート発生後の電流経路は、図８（ｂ）において太線５０で示すように長くなる場合や、図８（ｃ）において太線５２で示すように短くなる場合があり、ショート後の抵抗値にばらつきが生じる。
【０１１１】
また、ショート発生箇所が特定できないため、故障解析による品質向上や、特定部分の形状観察による良品検査が困難である。
【０１１２】
＜まとめ＞  以上に説明した実施例１〜４のアンチヒューズ素子は、電極膜に、電界集中が生じる角部や突起部が形成されている。そのため、ショートする箇所を特定することができる。また、角部や突起部の形状によって、ショート化電圧を高精度に制御することができる。さらに、角部や突起部は、電極膜の形状加工と同時に、あるいは簡単な工程を追加するだけで、加工することができ、製造コストを低減することができる。
【０１１３】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変更を加えて実施することが可能である。
【０１１４】
例えば、本発明の実施の形態として、高電圧を印加することでショートする機能を有するアンチヒューズ素子について述べたが、本発明の形態において絶縁体膜の厚みを調整することで、静電気をアースに逃がす機能を有するＥＳＤサプレッサ素子として使用することも可能である。ＥＳＤサプレッサ素子は、静電気（瞬間の高電圧）を逃がす素子であり、アンチヒューズ素子と異なり、絶縁破壊させない。したがって、絶縁体膜を厚くすれば、ＥＳＤサプレッサ素子にも適用可能である。
【０１１５】
また、本発明のアンチヒューズ素子を、他の回路素子等と一体に形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】アンチヒューズ素子の（ａ）断面図、（ｂ）平面図である。（実施例１）
【図２】アンチヒューズ素子の製造工程を示す断面図である。（実施例１）
【図３】アンチヒューズ素子の製造工程を示す断面図である。（実施例１）
【図４】アンチヒューズ素子の製造工程を示す断面図である。（実施例２）
【図５】アンチヒューズ素子の製造工程を示す断面図である。（実施例２）
【図６】アンチヒューズ素子の製造工程を示す断面図である。（実施例４）
【図７】アンチヒューズ素子の製造工程を示す断面図である。（実施例４）
【図８】アンチヒューズ素子の断面図である。（比較例）
【図９】アンチヒューズ素子の断面図である。（従来例）
【符号の説明】
【０１１７】
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｘ  アンチヒューズ素子
１２  基板
１５  下部電極膜
１５ａ  突起部
１６  絶縁体膜（ＢＳＴ薄膜）
１７  上部電極膜
１７ａ  角部
１７ｂ  突起部
２２  絶縁層
２４  絶縁層
３０  外部電極
３１  ビアホール導体（引き出し電極）
３２  外部電極
３３  ビアホール導体（引き出し電極）
【図１】
2010129975.tif 000003
【図２】
2010129975.tif 000004
【図３】
2010129975.tif 000005
【図４】
2010129975.tif 000006
【図５】
2010129975.tif 000007
【図６】
2010129975.tif 000008
【図７】
2010129975.tif 000009
【図８】
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【図９】
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