(57)【要約】【課題】ヒューズ部を容易に切断する。【解決手段】基体上に設けられるヒューズ部２０と、前記ヒューズ部２０の上層又は前記基体と前記ヒューズ部２０の間の下層に配置され、かつ前記ヒューズ部２０が通電した際に、前記ヒューズ部２０の一部分と同電位となり、前記ヒューズ部２０の一部分側から、前記一部分と相違する電位となる前記ヒューズ部２０の他の部分の上層又は下層まで延在する導電部１６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体上に設けられるヒューズ部と、
前記ヒューズ部の上層又は前記基体と前記ヒューズ部の間の下層に配置され、かつ前記ヒューズ部が通電した際に、前記ヒューズ部の一部分と同電位となり、前記ヒューズ部の一部分側から、前記一部分と相違する電位となる前記ヒューズ部の他の部分の上層又は下層まで前記ヒューズ部と離間して延在する導電部と、
を備える電流ヒューズ。
【請求項２】
前記ヒューズ部の一部分から前記上層又は前記下層に延出し、前記ヒューズ部の一部分と前記導電部とを電気的に接続する接続部を備える、請求項１に記載の電流ヒューズ。
【請求項３】
前記ヒューズ部の他の部分は、前記ヒューズ部の一部分よりも高電位である、請求項１又は請求項２に記載の電流ヒューズ。
【請求項４】
前記ヒューズ部は、グランド側の第１端子部及び印加側の第２端子部と、両端子部に接続されるヒューズエレメントとを有し、
前記接続部は、前記第１端子部に接続され、
前記導電部は、前記第１端子部側から前記ヒューズエレメントの途中の上層又は下層まで延在する、
請求項３に記載の電流ヒューズ。
【請求項５】
前記導電部は、前記ヒューズエレメントの中間部の前記上層又は前記下層まで延在する、請求項４に記載の電流ヒューズ。
【請求項６】
前記ヒューズ部は、グランド側の第１端子部及び印加側の第２端子部と、両端子部に接続されるヒューズエレメントと、を有し、
前記接続部は、前記第１端子部に接続される第１接続部と、前記第２端子部に接続される第２接続部と、を有し、
前記導電部は、前記第１接続部を介して前記ヒューズ部に電気的に接続され、前記第１端子部側から前記ヒューズエレメントの途中の上層又は下層まで延在する第１導電部と、前記第２接続部を介して前記ヒューズ部に電気的に接続され、前記第２端子部側から前記第１端子部側に向かって延在し、前記第１導電部と離間し、かつ対向する第２導電部と、を有する、
請求項２に記載の電流ヒューズ。
【請求項７】
基体上に設けられ、グランド側の第１端子部、印加側の第２端子部、及び両端子部に接続されるヒューズエレメントを含んで構成されるヒューズ部と、
前記ヒューズ部の上層又は前記基体と前記ヒューズ部の間の下層に配置され、かつ前記第１端子部に電気的に接続され、前記第１端子部側から前記ヒューズエレメントの途中の上層又は下層まで前記ヒューズ部と離間して延在する導電部と、
を備える電流ヒューズ。
【請求項８】
前記ヒューズエレメントの幅は、前記両端子部の幅よりも狭くなっている、請求項４〜請求項７のいずれか１項に記載の電流ヒューズ。
【請求項９】
前記導電部の幅は、前記ヒューズエレメントの幅よりも長くなっている、請求項４〜請求項８のいずれか１項に記載の電流ヒューズ。
【請求項１０】
前記ヒューズエレメントは、印加側となる前記第２端子部のそれぞれ異なる箇所に接続され、前記第２端子部から前記第１端子部に向かって延在する２つの第１ヒューズエレメントと、前記２つの第１ヒューズエレメントが結合する結合部と、前記結合部から前記第１端子部に延在する第２ヒューズエレメントと、を有し、
前記第１端子部に電気的に接続される導電部は、前記第２ヒューズエレメントの途中の上層又は下層まで延在する、
請求項４〜請求項９のいずれか１項に記載の電流ヒューズ。
【請求項１１】
前記ヒューズ部と前記導電部の間には、層間絶縁層が設けられ、
前記接続部は、前記層間絶縁層を貫通した穴の内部に埋設された導電体からなり、前記導電部は、前記ヒューズ部よりも下層に配置される、
請求項２〜請求項１０のいずれか１項に記載の電流ヒューズ。
【請求項１２】
半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された絶縁層と、
前記絶縁層上に形成された請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の電流ヒューズと、
を備える半導体装置。
【請求項１３】
基体上にヒューズ部が設けられた電流ヒューズの切断方法であって、
単一の電位を有する導電部を、前記ヒューズ部の上層又は前記基体と前記ヒューズ部の間の下層に前記ヒューズ部と離間して配置し、前記導電部を利用して前記ヒューズ部の一部分に電界を集中させ、前記ヒューズ部を溶断する電流ヒューズの切断方法。
【請求項１４】
前記ヒューズ部は、グランド側の第１端子部及び印加側の第２端子部と、両端子部に接続されるヒューズエレメントと、を有し、
前記導電部として、
前記第１端子部に接続される第１接続部を介して前記ヒューズ部に電気的に接続され、前記第１端子部側から前記ヒューズエレメントの途中の上層又は下層まで延在する第１導電部と、
前記第２端子部に接続される第２接続部を介して前記ヒューズ部に電気的に接続され、前記第２端子部側から前記第１端子部側に向かって延在し、前記第１導電部と離間し、かつ対向する第２導電部と、
を用いる請求項１３に記載の電流ヒューズの切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電流ヒューズ、半導体装置及び電流ヒューズの切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電流ヒューズとしては、例えば、特許文献１、２に示すように、絶縁性基板の表面上に１層の導電体からなるヒューズ部を備えるものが知られている。
【０００３】
図１２（Ａ）は、特許文献１と同様の従来構成を備えた電流ヒューズの上面図を示す図である。従来の電流ヒューズ５００は、不図示の絶縁性基板上に、上述したようなヒューズ部５０２を備えている。このヒューズ部５０２は、過電流が流れた際に溶断する可溶体で構成されたヒューズエレメント５０４を有している。
ヒューズエレメント５０４は、上面視にて細長い長方形状であり、その長手方向一端部には、第１結合部５０６が接続される。第１結合部５０６は、グランド５０８に電気的に接続される第１端子部５１０に接続されて、ヒューズエレメント５０４と第１端子部５１０を結合している。また、ヒューズエレメント５０４の長手方向他端部には、第２結合部５１２が接続される。第２結合部５１２は、例えば１０Ｖの電圧を印加する印加部５１４に電気的に接続される第２端子部５１６に接続されて、ヒューズエレメント５０４と第２端子部５１６を結合している。
【０００４】
この電流ヒューズ５００では、ヒューズ部５０２が通電した際、図１２（Ｂ）に示すように、ヒューズエレメント５０４における等電位線が等間隔に形成されて電界が均一化される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１５１４２５号公報
【特許文献２】特開２００３−１７３７２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような従来構成では、ヒューズ部５０２に過電流が流れた場合に、当該ヒューズ部５０２（のヒューズエレメント５０４）が未切断となることを防止するために、最適な切断電圧（電流）の適正化を行う必要があったため、その適正化の条件抽出に時間がかかっていた。
【０００７】
本発明は上記事実を考慮し、ヒューズ部を容易に切断することができる電流ヒューズ、半導体装置及び電流ヒューズの切断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】
【０００８】
本発明の第１態様に係る電流ヒューズは、基体上に設けられるヒューズ部と、前記ヒューズ部の上層又は前記基体と前記ヒューズ部の間の下層に配置され、かつ前記ヒューズ部が通電した際に、前記ヒューズ部の一部分と同電位となり、前記ヒューズ部の一部分側から、前記一部分と相違する電位となる前記ヒューズ部の他の部分の上層又は下層まで前記ヒューズ部と離間して延在する導電部と、を備える。
この構成によれば、ヒューズ部の一部分と同電位となり、前記ヒューズ部の一部分側から、前記一部分と相違する電位となる前記ヒューズ部の他の部分の上層又は下層まで前記ヒューズ部と離間して延在する導電部を備えているため、前記他の部分に電界が集中する。この結果、ヒューズ部に過電流が流れた際に、電界が集中する他の部分では局部的に高い電流密度となってジュール熱が高くなり、当該他の部分でヒューズ部を容易に切断（溶断）することができる。
なお、前記「電界が集中する」とは、等電位線が集中し、電界が強くなることを言う。
【０００９】
本発明の第２態様に係る電流ヒューズは、前記ヒューズ部の一部分から前記上層又は前記下層に延出し、前記ヒューズ部の一部分と前記導電部とを電気的に接続する接続部を備える。
このように、接続部を介してヒューズ部の一部分と導電部とを電気的に接続することで、前記導電部をヒューズ部の一部分と同電位とすることができる。
【００１０】
本発明の第３態様に係る電流ヒューズは、前記ヒューズ部の他の部分は、前記ヒューズ部の一部分よりも高電位である。
この構成によれば、導電部は、ヒューズ部の一部分側から、前記一部分よりも高電位となる他の部分側まで延在することになる。
【００１１】
本発明の第４態様に係る電流ヒューズは、前記ヒューズ部は、グランド側の第１端子部及び印加側の第２端子部と、両端子部に接続されるヒューズエレメントとを有し、前記接続部は、前記第１端子部に接続され、前記導電部は、前記第１端子部側から前記ヒューズエレメントの途中の上層又は下層まで延在する。
この構成によれば、第２端子部からヒューズエレメントの途中までの電界を、ヒューズ部の他の部分（ヒューズエレメントの途中）に集中させることができ、当該途中でヒューズ部をより容易に切断（溶断）することができる。
【００１２】
本発明の第５態様に係る電流ヒューズは、前記導電部は、前記ヒューズエレメントの中間部の前記上層又は前記下層まで延在する。
この構成によれば、第２端子部側からヒューズエレメントの中間部までの電界を、ヒューズ部の他の部分（ヒューズエレメントの中間部）に集中させることができ、当該中間部でヒューズ部をより容易に切断（溶断）することができる。
【００１３】
本発明の第６態様に係る電流ヒューズは、前記ヒューズ部は、グランド側の第１端子部及び印加側の第２端子部と、両端子部に接続されるヒューズエレメントと、を有し、前記接続部は、前記第１端子部に接続される第１接続部と、前記第２端子部に接続される第２接続部と、を有し、前記導電部は、前記第１接続部を介して前記ヒューズ部に電気的に接続され、前記第１端子部側から前記ヒューズエレメントの途中の上層又は下層まで延在する第１導電部と、前記第２接続部を介して前記ヒューズ部に電気的に接続され、前記第２端子部側から前記第１端子部側に向かって延在し、前記第１導電部と離間し、かつ対向する第２導電部と、を有する。
この構成によれば、第１導電部と第２導電部とが離間している箇所の下層又は上層にあるヒューズエレメントのより局所に電界を集中させることができる。
【００１４】
本発明の第７態様に係る電流ヒューズは、基体上に設けられ、グランド側の第１端子部、印加側の第２端子部、及び両端子部に接続されるヒューズエレメントを含んで構成されるヒューズ部と、前記ヒューズ部の上層又は前記基体と前記ヒューズ部の間の下層に配置され、かつ前記第１端子部に電気的に接続され、前記第１端子部側から前記ヒューズエレメントの途中の上層又は下層まで前記ヒューズ部と離間して延在する導電部と、を備える。
この構成によれば、第１端子部側からヒューズエレメントの途中の上層又は下層まで延在する導電部が、第１端子部の電位と同電位となり、ヒューズエレメントの途中に電界が集中する。この結果、ヒューズ部に過電流が流れた際に、電界が集中するヒューズエレメントの途中では局部的に高い電流密度となってジュール熱が高くなり、当該ヒューズエレメントの途中でヒューズ部を容易に切断（溶断）することができる。
【００１５】
本発明の第８態様に係る電流ヒューズは、前記ヒューズエレメントの幅は、前記両端子部の幅よりも狭くなっている。
この構成によれば、ヒューズ部はヒューズエレメントにおいて電界が強くなり、切断することになる。
【００１６】
本発明の第９態様に係る電流ヒューズは、前記導電部の幅は、前記ヒューズエレメントの幅よりも長くなっている。
この構成によれば、導電部１６の幅が、ヒューズエレメント３０の幅よりも長くなっているため、電界がヒューズエレメントの横幅全体に集中することとなるのでヒューズ部のより確実な切断を実現することが可能となる。
【００１７】
本発明の第１０態様に係る電流ヒューズは、前記ヒューズエレメントは、印加側となる前記第２端子部のそれぞれ異なる箇所に接続され、前記第２端子部から前記第１端子部に向かって延在する２つの第１ヒューズエレメントと、前記２つの第１ヒューズエレメントが結合する結合部と、前記結合部から前記第１端子部に延在する第２ヒューズエレメントと、を有し、前記第１端子部に電気的に接続される導電部は、前記第２ヒューズエレメントの途中の上層又は下層まで延在する。
この構成によれば、第２端子部の異なる箇所にそれぞれ接続された２つの第１ヒューズエレメントに、それぞれ同量の電流が流れた場合、結合部から第１端子部までの第２ヒューズエレメントに流れる電流は、各第１ヒューズエレメントに比べ約２倍の電流が流れ、第２ヒューズエレメントに電界が集中する（電流密度が大きくなる）。また、導電部が第２ヒューズエレメントの途中の上層又は下層まで延在するので、各第１ヒューズエレメントに比べ約２倍の電流が流れる第２ヒューズエレメントの途中で電界がさらに集中する。したがって、第２ヒューズエレメントの途中でより容易に切断することができる。
【００１８】
本発明の第１１態様に係る電流ヒューズは、前記ヒューズ部と前記導電部の間には、層間絶縁層が設けられ、前記接続部は、前記層間絶縁層を貫通した穴の内部に埋設された導電体からなり、前記導電部は、前記ヒューズ部よりも下層に配置される。
この構成によれば、導電部がヒューズ部の下層に配置されることで、例えばヒューズ部上に開口部を設けて、ヒューズ部切断時に、切断したヒューズ部の屑等が、電流ヒューズが装着されるデバイス内部に飛散することを防止することが可能となる。
また、ヒューズ部と導電部の間には、層間絶縁層が設けられているため、導電部とヒューズ部は接続部以外で接触することがなくなる。
【００１９】
本発明の第１２態様に係る半導体装置は、半導体基板と、前記半導体基板上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された前記電流ヒューズと、を備える。
このように、電流ヒューズは、半導体装置にも適用が可能である。
【００２０】
本発明の第１３態様に係る電流ヒューズの切断方法は、基体上にヒューズ部が設けられた電流ヒューズの切断方法であって、単一の電位を有する導電部を、前記ヒューズ部の上層又は前記基体と前記ヒューズ部の間の下層に前記ヒューズ部と離間して配置し、前記導電部を利用して前記ヒューズ部の一部分に電界を集中させ、前記ヒューズ部を溶断する。
この切断方法によれば、ヒューズ部の一部分に電界を集中させることにより、当該一部分に他のヒューズ部の部分に比べて高いジュール熱を発生させることができ、当該一部分を容易に切断（溶断）することができる。
【００２１】
本発明の第１４態様に係る電流ヒューズの切断方法は、前記ヒューズ部は、グランド側の第１端子部及び印加側の第２端子部と、両端子部に接続されるヒューズエレメントと、を有し、前記導電部として、前記第１端子部に接続される第１接続部を介して前記ヒューズ部に電気的に接続され、前記第１端子部側から前記ヒューズエレメントの途中の上層又は下層まで延在する第１導電部と、前記第２端子部に接続される第２接続部を介して前記ヒューズ部に電気的に接続され、前記第２端子部側から前記第１端子部側に向かって延在し、前記第１導電部と離間し、かつ対向する第２導電部と、を用いる。
この切断方法によれば、第１３態様に係る電流ヒューズに比べ、第１導電部と第２導電部とが離間している箇所の下層又は上層にあるヒューズエレメントのより局所に電界を集中させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は、上記構成としたので、ヒューズ部を容易に切断することができる電流ヒューズ、半導体装置及び電流ヒューズの切断方法を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電流ヒューズの構造を示す概略上面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係る電流ヒューズの製造方法を示す図である。
【図４】図３に示す電流ヒューズの製造方法の続きを示す図である。
【図５】本発明の第１実施形態に係る電流ヒューズの切断方法についての説明図であり、（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る電流ヒューズの上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態に係る電流ヒューズの構造を示す概略上面図である。
【図７】図６のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る電流ヒューズの製造方法を示す図である。
【図９】図８に示す電流ヒューズの製造方法の続きを示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る電流ヒューズの切断方法についての説明図であり、（Ａ）は本発明の第２実施形態に係る電流ヒューズの上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る電流ヒューズの構造を示す概略上面図である。
【図１２】従来の電流ヒューズの切断方法についての説明図であり、（Ａ）は、従来の電流ヒューズの上面図を示す図であり、（Ｂ）は、従来の電流ヒューズの断面図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る電流ヒューズ、半導体装置及び電流ヒューズの切断方法について図面に基づき説明する。まず、本発明の第１実施形態に係る電流ヒューズの構造から説明する。
【００２５】
−構造−
図１は、本発明の第１実施形態に係る電流ヒューズの構造を示す概略上面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線矢視断面図である。
【００２６】
図２に示すように、本発明の第１実施形態に係る電流ヒューズ１０は、シリコンウエハ等の半導体基板１２上に、例えばＢＰＳＧ（Boron Phosphor Silicate Glass)膜等の絶縁体からなる絶縁層１４が形成されている。この絶縁層１４上には、導電部１６が形成されている。
【００２７】
導電部１６は、例えばＡｌＳｉＣｕ等の導電体からなり、同じく絶縁層１４上に形成された層間絶縁層１８によって上面が覆われている。この層間絶縁層１８は、例えばＮＳＧ（Non-doped Silicate Glass）膜やプラズマ酸化膜等の絶縁体からなり、層間絶縁層１８上には、ヒューズ部２０が形成されている。このヒューズ部２０は、例えば導電部１６同様ＡｌＳｉＣｕ等の導電体からなり、当該導電部１６の一端部とヒューズ部２０の一端部とは、接続部２２を介して電気的に接続されている。この接続部２２は、層間絶縁層１８を貫通したホール２４の内部に埋設された銅やタングステン等の導電体からなる、所謂スルーホールである。
【００２８】
なお、層間絶縁層１８上には、ヒューズ部２０の周囲を覆うように、例えばプラズマ窒化膜等の絶縁体からなる保護層が設けられるが、全図面を通して保護層は省略している。また、本発明において、「上」とは、半導体基板１２を基準にして、ヒューズ部２０方向を指し、「下」とは、ヒューズ部２０を基準にして、半導体基板１２方向を指すものとする。
【００２９】
次に、図１を用いてヒューズ部２０及び導電部１６の構成について具体的に説明する。なお、図１では、基板１２や層間絶縁層１８を省略している。
【００３０】
ヒューズ部２０は、過電流が流れた際に溶断する可溶体で構成されたヒューズエレメント３０を有している。このヒューズエレメント３０は、上面視にて細長い長方形状であり、その長手方向の長さは、例えば１０μｍであり、その短手方向の長さ（幅）は、例えば１．２μｍである。
【００３１】
そして、ヒューズエレメント３０は、その長手方向一端部には、第１結合部３２が接続される。また、その長手方向他端部には、第２結合部３４が接続される。これら第１結合部３２及び第２結合部３４（以下、両結合部という）は、それぞれ上面視にて台形となっており、ヒューズエレメント３０側に向かってそれぞれ４５度で傾斜し、徐々に幅が狭くなっている。
【００３２】
第１結合部３２は、グランド３６に電気的に接続される第１端子部３８に接続されて、ヒューズエレメント３０と第１端子部３８とを結合している。また、第２結合部３４は、例えば１０Ｖの電圧を印加する印加部４２に電気的に接続される第２端子部４０に接続されて、ヒューズエレメント３０と第２端子部４０とを結合している。
【００３３】
第１端子部３８及び第２端子部４０（以下、両端子部という）の幅は、例えば６μｍであり、ヒューズエレメント３０の幅よりも広くなっている。
【００３４】
第１端子部３８の下面には、例えば３つの上記接続部２２の一端部が間隔をあけて幅方向に並んで接触している。
【００３５】
各接続部２２は、ヒューズ部２０の第１端子部３８の下面から下層に直線状に延出しており、各接続部２２の他端部が上述の導電部１６の上面と接触している。導電部１６は、ヒューズ部２０の下層に、層間絶縁層１８を間に挟んで配置されており、ヒューズ部２０が通電した際に、ヒューズ部２０の一部分（接続部２２との接触部分）と同電位（約０Ｖ）となり、ヒューズ部２０の一部分側から、前記一部分と相違する電位となるヒューズ部２０の他の部分の下層まで延在している。
具体的に、第１実施形態では、上記他の部分は、ヒューズ部２０の一部分よりも高電位となるヒューズエレメント３０の途中、例えばヒューズエレメント３０の中間部であり、導電部１６は、ヒューズ部２０の接続部２２との接触部分の下層から、ヒューズエレメント３０の中間部の下層までヒューズ部２０と離間して直線状に延在している。
また、導電部１６の幅は、ヒューズ部２０の幅、特にヒューズエレメント３０の幅よりも長くなっている。
【００３６】
−製造方法−
次に、本発明の第１実施形態に係る電流ヒューズの製造方法について説明する。
図３は、本発明の第１実施形態に係る電流ヒューズの製造方法を示す図であり、図４は、図３に示す電流ヒューズの製造方法の続きを示す図である。
【００３７】
まず、図３（Ａ）に示すように、Ｓｉウエハ等の半導体基板１２上に、例えばＣＶＤ法等でＢＰＳＧ膜等からなる絶縁層１４を形成する。
【００３８】
次に、図３（Ｂ）に示すように、絶縁層１４上に、例えばスパッタ法等でＡｌＳｉＣｕ等からなる導電膜１６Ａを成膜する。そして、図３（Ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ工程により、導電膜１６Ａの表面上にフォトレジスト５０を塗布又は吹き付け、パターニングし、ドライエッチング工程により、導電膜１６Ａを加工して導電部１６を形成する。この導電部１６を形成後、導電部１６上にあるフォトレジスト５０を、溶剤等で除去する。
【００３９】
次に、図３（Ｄ）に示すように、絶縁層１４上及び導電部１６上に、例えばＣＶＤ法等で例えばＮＳＧ膜等からなる層間絶縁層１８を形成する。その後、図３（Ｅ）に示すように、フォトリソグラフィ工程により、層間絶縁層１８の表面上にフォトレジスト５２を塗布又は吹き付け、パターニングし、ドライエッチング工程により、層間絶縁層１８を加工してホール２４を形成する。このホール２４を形成後、層間絶縁層１８上にあるフォトレジスト５２を、溶剤等で除去する。
【００４０】
次に、図４（Ｆ）に示すように、層間絶縁層１８上に、例えばスパッタ法等で銅やタングステン等からなる導電膜５４を成膜し、ホール２４内に当該導電膜５４の一部を埋め込む。この導電膜５４を成膜した後、図４（Ｇ）に示すように、ドライエッチング工程により、ホール２４の埋め込み以外の導電膜５４を除去して、ホール２４内に接続部２２（スルーホール）を形成する。
【００４１】
次に、図４（Ｈ）に示すように、層間絶縁層１８上に、例えばスパッタ法等でＡｌＳｉＣｕ等かなる導電膜５６を成膜する。そして、図４（Ｉ）に示すように、フォトリソグラフィ工程により、導電膜５６の表面上にフォトレジスト５８を塗布又は吹き付け、パターニングし、ドライエッチング工程により、導電膜５６を加工してヒューズ部２０を形成する。
【００４２】
ヒューズ部２０を形成後、図４（Ｊ）に示すように、ヒューズ部２０上にあるフォトレジスト５８を、溶剤等で除去する。最後に、層間絶縁層１８上及びヒューズ部２０上に、例えばＣＶＤ法等でプラズマ窒化膜等からなる絶縁膜（不図示）を成膜し、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程により、保護膜（不図示）を形成し、かつヒューズ部２０を露出させる。
【００４３】
以上の製造工程を経て、図１、図２に示すような電流ヒューズ１０が完成される。
【００４４】
−作用（電流ヒューズの切断方法）−
次に、本発明の第１実施形態に係る電流ヒューズ１０の切断方法について説明する。
図５は、本発明の第１実施形態に係る電流ヒューズ１０の切断方法についての説明図であり、（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る電流ヒューズ１０の上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＡ−Ａ線矢視断面図である。なお、図中の電圧を示す各線は等電位線である。なお、図５では、基板１２や層間絶縁層１８等を省略している。
【００４５】
まず、本発明の第１実施形態に係る電流ヒューズ１０において、ヒューズ部２０を通電する。すなわち、第１端子部３８をグランド３６に接続し、第２端子部４０を印加部４２に接続する。そして、印加部４２から第２端子部４０に１０Ｖの電圧を印加する。すると、第１端子部３８と第２端子部４０に接続されたヒューズエレメント３０に電流が流れて、電界が発生し、かつヒューズエレメント３０の電位は、第２端子部４０側から第１端子部３８側に向かって連続的に低くなる。
【００４６】
ここで、従来構成では、図１２に示すように、ヒューズエレメント５０４における等電位線が等間隔に形成されて電界が均一化される。したがって、ヒューズエレメント５０４のどの部分においても同じジュール熱が発生していた。
しかし、本発明の第１実施形態の構成では、図５に示すように、ヒューズエレメント３０の中間部の下層までヒューズ部２０と離間して延在する導電部１６は、接続部２２以外では、ヒューズ部２０と電気的に接続されていないため、電流が流れず、接続部２２を介して電気的に接続された第１端子部３８と同電位（約０Ｖ）となる。この結果、導電部１６を避けるようにして等電位線が形成され、ヒューズエレメント３０の中間部（図５（Ａ）中の×印）に電界が集中する。そして、この構成であると、ヒューズ部２０に過電流が流れた際に、電界が集中するヒューズエレメント３０の中間部では局部的に高い電流密度となってジュール熱が高くなり、当該中間部でヒューズ部２０を容易に切断（溶断）することができる。
なお、上記「電界が集中する」とは、等電位線が集中し、電界が強くなることを言う。
【００４７】
また、本発明の第１実施形態の構成によれば、導電部１６がヒューズエレメント３０の中間部の下層までヒューズ部２０と離間して延在しているため、第２端子部４０側からヒューズエレメント３０の中間部までの電界を、当該中間部に集中させることができ、当該中間部でヒューズ部２０をより容易に切断（溶断）することができる。
【００４８】
また、本発明の第１実施形態の構成によれば、ヒューズエレメント３０の幅は、両端子部３８，４０の幅よりも狭くなっているため、ヒューズ部２０はヒューズエレメント３０において電界が強くなり、切断することになる。
また、導電部１６の幅は、ヒューズ部２０の幅、特にヒューズエレメント３０の幅よりも長くなっているため、電界がヒューズ部２０、特にヒューズエレメント３０の横幅全体に集中することとなるのでヒューズ部２０のより確実な切断を実現することが可能となる。
また、この構成によれば、導電部１６がヒューズ部２０の下層に配置されることで、例えばヒューズ部２０上に不図示の開口部を設けて、ヒューズ部２０切断時に、切断したヒューズ部２０の屑等が、電流ヒューズ１０が装着されるデバイス内部に飛散することを防止することが可能となる。
また、ヒューズ部２０と導電部１６の間には、層間絶縁層１８が設けられているため、導電部１６とヒューズ部２０は接続部２２以外では確実に接触しなくなる。
また、このような電流ヒューズ３０は、半導体基板１２を備えるため、半導体装置にも有効に適用することができる。
【００４９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る電流ヒューズ、半導体装置及び電流ヒューズの切断方法について図面に基づき説明する。まず、本発明の第２実施形態に係る電流ヒューズの構造から説明する。
【００５０】
−構造−
図６は、本発明の第２実施形態に係る電流ヒューズの構造を示す概略上面図であり、図７は、図６のＢ−Ｂ線矢視断面図である。
【００５１】
図７に示すように、本発明の第２実施形態に係る電流ヒューズ１００は、シリコンウエハ等の半導体基板１０２上に、例えばＢＰＳＧ（Boron Phosphor Silicate Glass)膜等の絶縁体からなる絶縁層１０４が形成されている。この絶縁層１０４上には、同層において離間し、かつ対向する２つの第１導電部１０６及び第２導電部１０７が形成されている。
【００５２】
両導電部１０６，１０７は、例えばＡｌＳｉＣｕ等の導電体からなり、同じく絶縁層１０４上に形成された層間絶縁層１０８によって上面が覆われている。この層間絶縁層１０８は、例えばＮＳＧ（Non-doped Silicate Glass）膜やプラズマ酸化膜などからなり、層間絶縁層１０８上には、ヒューズ部１１０が形成されている。
【００５３】
このヒューズ部１１０は、例えば両導電部１０６，１０７同様ＡｌＳｉＣｕ等の導電体からなり、第１導電部１０６の一端部とヒューズ部２０の一端部とは、第１接続部１１２を介して電気的に接続されている。また、第２導電部１０７の一端部とヒューズ部２０の他端部とは、第２接続部１１３を介して電気的に接続されている。両接続部１１２，１１３は、層間絶縁層１０８を貫通したホール１１４，１１５の内部に埋設された銅やタングステン等の導電体からなる、所謂スルーホールである。
【００５４】
なお、層間絶縁層１０８上には、ヒューズ部１１０の周囲を覆うように、例えばプラズマ窒化膜等の絶縁体からなる保護層が設けられるが、全図面を通して保護層は省略している。      
【００５５】
次に、図６を用いてヒューズ部２０及び導電部１６の構成について具体的に説明する。なお、図６では、基板１０２や層間絶縁層１０８等を省略している。
【００５６】
ヒューズ部１１０は、過電流が流れた際に溶断する可溶体で構成されたヒューズエレメント１３０を有している。このヒューズエレメント１３０は、上面視にて細長い長方形状であり、その長手方向の長さは、例えば１０μｍであり、その短手方向の長さ（幅）は、例えば１．２μｍである。
【００５７】
そして、ヒューズエレメント１３０は、その長手方向一端部には、第１結合部１３２が接続される。また、その長手方向他端部には、第２結合部１３４が接続される。これら第１結合部１３２及び第２結合部１３４（以下、両結合部という）は、それぞれ上面視にて台形となっており、ヒューズエレメント１３０側に向かってそれぞれ４５度で傾斜し、徐々に幅が狭くなっている。
【００５８】
第１結合部１３２は、グランド１３６に電気的に接続される第１端子部１３８に接続されて、ヒューズエレメント１３０と第１端子部１３８とを結合している。また、第２結合部１３４は、例えば１０Ｖの電圧を印加する印加部１４２に電気的に接続される第２端子部１４０に接続されて、ヒューズエレメント１３０と第２端子部１４０とを結合している。
【００５９】
第１端子部１３８及び第２端子部１４０（以下、両端子部という）の幅は、例えば６μｍであり、ヒューズエレメント１３０の幅よりも広くなっている。
【００６０】
第１端子部１３８の下面には、例えば３つの上記第１接続部１１２の一端部が間隔をあけて幅方向に並んで接触している。
【００６１】
各第１接続部１１２は、ヒューズ部１１０の第１端子部１３８の下面から下層に直線状に延出しており、各第１接続部１１２の他端部が上述の第１導電部１０６の上面と接触している。第１導電部１０６は、ヒューズ部１１０の下層に、層間絶縁層１０８を間に挟んで配置されており、ヒューズ部１１０が通電した際に、ヒューズ部１１０の一部分（各第１接続部１１２との接触部分）と同電位（約０Ｖ）となり、ヒューズ部１１０の一部分側から、前記一部分と相違する電位となるヒューズ部１１０の他の部分の下層まで延在している。
具体的に、第２実施形態では、上記他の部分は、ヒューズ部１１０の一部分よりも高電位となるヒューズエレメント１３０の途中、例えばヒューズエレメント１３０の中間部手前であり、第１導電部１０６は、ヒューズ部１１０の第１接続部１１２との接触部分の下層から、ヒューズエレメント１３０の中間部手前の下層まで直線状にヒューズ部１１０と離間して延在している。
【００６２】
一方、第２端子部１４０の下面には、例えば３つの上記第２接続部１１３の一端部が間隔をあけて幅方向に並んで接触している。
【００６３】
各第２接続部１１３は、ヒューズ部１１０の第１端子部１３８の下面から下層に直線状に延出しており、各第２接続部１１２の他端部が上述の第２導電部１０７の上面と接触している。第２導電部１０７は、ヒューズ部１１０の下層に、層間絶縁層１０８を間に挟んで配置されており、ヒューズ部１１０が通電した際に、第２端子部１４０の各第２接続部１１２と接触する部分と同電位（約１０Ｖ）となる。
また、第２導電部１０７は、第２端子部１４０側から第１端子部１３８側に向かって直線状にヒューズ部１１０と離間して延在し、ヒューズエレメント１３０の中間部の下層において第１導電部１０６と離間し、かつ対向している。
【００６４】
−製造方法−
次に、本発明の第２実施形態に係る電流ヒューズの製造方法について説明する。
図８は、本発明の第２実施形態に係る電流ヒューズの製造方法を示す図であり、図９は、図８に示す電流ヒューズの製造方法の続きを示す図である。
【００６５】
まず、図８（Ａ）に示すように、Ｓｉウエハ等の半導体基板１０２上に、例えばＣＶＤ法等でＢＰＳＧ膜等からなる絶縁層１０４を形成する。
【００６６】
次に、図８（Ｂ）に示すように、絶縁層１０４上に、例えばスパッタ法等でＡｌＳｉＣｕ等からなる導電膜１０５を成膜する。そして、図８（Ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ工程により、導電膜１０５の表面上にフォトレジスト１５０を塗布又は吹き付け、パターニングし、ドライエッチング工程により、導電膜１０５を加工して第１導電部１０６及び第２導電部１０７を形成する。両導電部１０６，１０７を形成後、両導電部１０６，１０７上にあるフォトレジスト１５０を、溶剤等で除去する。
【００６７】
次に、図８（Ｄ）に示すように、絶縁層１０４上及び両導電部１０６，１０７上に、例えばＣＶＤ法等で例えばＮＳＧ膜等からなる層間絶縁層１０８を形成する。その後、図８（Ｅ）に示すように、フォトリソグラフィ工程により、層間絶縁層１０８の表面上にフォトレジスト１５２を塗布又は吹き付け、パターニングし、ドライエッチング工程により、層間絶縁層１０８を加工してホール１１４，１１５を形成する。このホール１１４，１１５を形成後、層間絶縁層１０８上にあるフォトレジスト１５２を、溶剤等で除去する。
【００６８】
次に、図９（Ｆ）に示すように、層間絶縁層１０８上に、例えばスパッタ法等で銅やタングステン等からなる導電膜１５４を成膜し、ホール１１４，１１５内に当該導電膜１５４の一部を埋め込む。この導電膜１５４を成膜した後、図９（Ｇ）に示すように、ドライエッチング工程により、ホール１１４，１１５の埋め込み以外の導電膜１５４を除去して、ホール１１４，１１５内に第１接続部１１２と第２接続部１１３（スルーホール）をそれぞれ形成する。
【００６９】
次に、図９（Ｈ）に示すように、層間絶縁層１０８上に、例えばスパッタ法等でＡｌＳｉＣｕ等かなる導電膜１５６を成膜する。そして、図９（Ｉ）に示すように、フォトリソグラフィ工程により、導電膜１５６の表面上にフォトレジスト１５８を塗布又は吹き付け、パターニングし、ドライエッチング工程により、導電膜１５６を加工してヒューズ部１１０を形成する。
【００７０】
ヒューズ部１１０を形成後、図９（Ｊ）に示すように、ヒューズ部１１０上にあるフォトレジスト１５８を、溶剤等で除去する。最後に、層間絶縁層１０８上及びヒューズ部１１０上に、例えばＣＶＤ法等でプラズマ窒化膜等からなる絶縁膜（不図示）を成膜し、フォトリソグラフィ工程及びエッチング工程により、保護膜（不図示）を形成し、かつヒューズ部１１０を露出させる。
【００７１】
以上の製造工程を経て、図６、図７に示すような電流ヒューズ１００が完成される。
【００７２】
−作用（電流ヒューズの切断方法）−
次に、本発明の第２実施形態に係る電流ヒューズ１００の切断方法について説明する。
図１０は、本発明の第２実施形態に係る電流ヒューズ１００の切断方法についての説明図であり、（Ａ）は本発明の第２実施形態に係る電流ヒューズ１００の上面図であり、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線矢視断面図である。なお、図中の電圧を示す各線は等電位線である。なお、図１０では、基板１０２や層間絶縁層１０８等を省略している。
【００７３】
まず、本発明の第２実施形態に係る電流ヒューズ１００において、ヒューズ部１１０を通電する。すなわち、第１端子部１３８をグランド１３６に接続し、第２端子部１４０を印加部１４２に接続する。そして、印加部１４２から第２端子部１４０に１０Ｖの電圧を印加する。すると、第１端子部１３８と第２端子部１４０に接続されたヒューズエレメント１３０に電流が流れて、電界が発生し、かつヒューズエレメント１３０の電位は、第２端子部１４０側から第１端子部１３８側に向かって連続的に低くなる。
【００７４】
ここで、本発明の第２実施形態の構成では、図１０に示すように、ヒューズエレメント１３０の中間部手前の下層までヒューズ部１１０と離間して延在する第１導電部１０６は、第１接続部１１２以外では、ヒューズ部１１０と電気的に接続されていないため、電流が流れず、第１接続部１１２を介して電気的に接続された第１端子部１３８と同電位（約０Ｖ）となる。同様に、第１導電部１０６と間隔をあけて対向する第２導電部１０７は、第２接続部１１３以外では、ヒューズ部１１０と電気的に接続されていないため、電流が流れず、第２接続部１１３を介して電気的に接続された第２端子部１４０と同電位（約１０Ｖ）となる。
【００７５】
この結果、第１導電部１０６及び第２導電部１０７を避けるようにして等電位線が形成され、第１導電部１０６と第２導電部１０７との間に形成された隙間の上層にあるヒューズエレメント１３０、すなわちヒューズエレメント１３０の中間部（図１０（Ａ）中の×印）に電界が集中する。そして、この構成であると、ヒューズ部１１０に過電流が流れた際に、電界が集中するヒューズエレメント１３０の中間部では局部的に高い電流密度となってジュール熱が高くなり、当該中間部でヒューズ部１１０を容易に切断（溶断）することができる。
【００７６】
そして、第２実施形態の構成では、第１実施形態に比べ、第２導電部１０７が設けられていることで、ヒューズエレメント１３０のより局所に電界を集中させることができるため、確実にヒューズ部１１０を切断することが可能となる。
【００７７】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る電流ヒューズ、半導体装置及び電流ヒューズの切断方法について図面に基づき説明する。
【００７８】
−構造−
図１１は、本発明の第３実施形態に係る電流ヒューズの構造を示す概略上面図である。なお、図１１では、基板や層間絶縁層等を省略している。
【００７９】
本発明の第３実施形態に係る電流ヒューズ２００は、不図示の半導体基板上にヒューズ部２０１を備えている。このヒューズ部２０１は、第１実施形態と同様に、グランド２０２に接続される第１端子部２０４と、印加部２０６に接続される第２端子部２０８と、を有している。ただし、第３実施形態では、第１端子部２０４と第２端子部２０８にそれぞれ接続されるヒューズエレメントの構成が第１実施形態と異なる。
【００８０】
すなわち、第３実施形態では、第１端子部２０４と第２端子部２０８にそれぞれ接続されるヒューズエレメントは、第２端子部２０８のそれぞれ異なる箇所に接続され、第２端子部２０８から第１端子部２０４に向かって延在する２つの第１ヒューズエレメント２１０と、これら２つの第１ヒューズエレメント２１０が結合する結合部２１２と、結合部２１２から第１端子部２０４に延在する第２ヒューズエレメント２１４と、を有する。
【００８１】
また、第１端子部２０４の下面には、例えば３つの接続部２１６の一端部が間隔をあけて幅方向に並んで接触している。
【００８２】
各接続部２１６は、ヒューズ部２０１の第１端子部２０４の下面から下層に直線状に延出しており、各接続部２１６の他端部が導電部２１８の上面と接触している。導電部２１８は、ヒューズ部２０１の下層に、不図示の層間絶縁層を間に挟んで配置されており、ヒューズ部２０１が通電した際に、ヒューズ部２０１の一部分（各接続部２１６との接触部分）と同電位（約０Ｖ）となり、ヒューズ部２０１の一部分側から、前記一部分と相違する電位となるヒューズ部２０１の他の部分の下層まで延在している。
具体的に、第３実施形態では、上記他の部分は、ヒューズ部１１０の一部分よりも高電位となる第２ヒューズエレメント２１４の途中、例えば結合部２１２直前のヒューズエレメント１３０であり、導電部２１８は、ヒューズ部２０１の接続部２１６との接触部分の下層から、第２ヒューズエレメント２１４直前の下層まで直線状にヒューズ部２０１と離間して延在している。
【００８３】
−作用（電流ヒューズの切断方法）−
以上、本発明の第３実施形態に係る電流ヒューズの構成によれば、第２端子部２０８の異なる箇所にそれぞれ接続された２つの第１ヒューズエレメント２１０に、それぞれ同量の電流が流れた場合、結合部２１２から第１端子部２０４までの第２ヒューズエレメント２１４に流れる電流は、各第１ヒューズエレメント２１０に比べ約２倍の電流が流れ、第２ヒューズエレメント２１４に電界が集中する（電流密度が大きくなる）。また、導電部２１８が第２ヒューズエレメント２１４の結合部２１２の直前の下層までヒューズ部２０１と離間して延在するので、各第１ヒューズエレメント２１０に比べ約２倍の電流が流れる第２ヒューズエレメント２１４の結合部２１２の直前で電界がさらに集中する。したがって、第２ヒューズエレメントの結合部２１２の直前でより容易に切断することができる。
【００８４】
（変形例）
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。
例えば、上記の実施形態では、半導体基板１２，１０２上に電流ヒューズ１０，１００，２００を形成する場合を説明したが、ガラス基板、プラスチック基板、セラミックス基板、ポリイミド基板等の上に形成してもよい。また、基板の形状も特に限定されず、ヒューズを形成する土台となる所謂基体であればよい。
【００８５】
また、保護層を設ける場合を説明したが、保護層を設けない電流ヒューズにも本発明は適用が可能である。
また、上述のような電流ヒューズ１０，１００，２００は、半導体装置に適用が可能である。
【００８６】
また、導電部１６，第１導電部１０６，第２導電部１０７及び導電部２１８は、各ヒューズ部２０，１１０，２０１の下層に設ける場合を説明したが、各ヒューズ部２０，１１０，２０１の上層に設けるようにしてもよい。ただし、下層に設ける方が、ヒューズ部２０，１１０，２０１切断時に、切断したヒューズ部２０，１１０，２０１の屑等が、電流ヒューズ１０，１００，２００が装着されるデバイス内部に飛散することを防止することが可能な点で好ましい。
【００８７】
また、第３実施形態において、導電部２１８を有さない構成であってもよい。すなわち、第２端子部２０８の異なる箇所にそれぞれ接続された２つの第１ヒューズエレメント２１０に、それぞれ同量の電流が流れた場合、結合部２１２から第１端子部２０４までの第２ヒューズエレメント２１４に流れる電流は、各第１ヒューズエレメント２１０に比べ約２倍の電流が流れ、第２ヒューズエレメント２１４に電界が集中する（電流密度が大きくなる）ため、ヒューズ部２０１の構成だけでも、ヒューズ部２０１をより容易に切断することができる。
【００８８】
また、第１実施形態において、導電部１６は、接続部２２を介してヒューズ部２０に電気的に接続される場合を説明したが、例えば、グランド３６に接続して、ヒューズ部２０には、接続しない構成であってもよい。この場合、接続部２２は不要である。さらに、接続部２２は、第１端子部３８以外のヒューズ部２０に接続されるようにしてもよい。したがって、例えば第２端子部４０やヒューズエレメント３０に接続されてもよい。第２端子部４０に接続する場合、導電部１６は、第２端子部４０側から第１端子部３８側に向かって延在する。
また、ヒューズエレメント３０の幅は、両端子部３８，４０の幅よりも狭くなっている場合を説明したが、狭くなくてもよい。ただし、狭くなっている方が好ましい。
【符号の説明】
【００８９】
１０   電流ヒューズ
１２   半導体基板（基体）
１４   絶縁層
１６   導電部
１８   層間絶縁層
２０   ヒューズ部
２２   接続部
２４   ホール（穴）
３０   ヒューズエレメント
３０   電流ヒューズ
３６   グランド
３８   第１端子部
４０   第２端子部
４２   印加部
１００ 電流ヒューズ
１０２ 半導体基板（基体）
１０４ 絶縁層
１０６ 第１導電部
１０７ 第２導電部
１０８ 層間絶縁層
１１０ ヒューズ部
１１２ 第１接続部
１１３ 第２接続部
１１４  ホール（穴）
１１５ ホール（穴）
１３０ ヒューズエレメント
１３６ グランド
１３８ 第１端子部
１４０ 第２端子部
１４２ 印加部
２００ 電流ヒューズ
２０１ ヒューズ部
２０２ グランド
２０４ 第１端子部
２０８ 端子部
２１０ 第１ヒューズエレメント
２１２ 結合部
２１４ 第２ヒューズエレメント
２１６ 接続部
２１８ 導電部
【図１】
2011216240.tif 000003
【図２】
2011216240.tif 000004
【図３】
2011216240.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2011216240.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011216240.tif 000011
【図１０】
2011216240.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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